частоту, чем контур L3C3. Генератор при этом возбуждается как емкостная трехточечная схема на верхней частоте связи. В этой схеме основная мощность выделяется в контуре L3C3. Наибольшее распространение получила индуктивная трехточечная схема, так как обладает более высокой стабильностью частоты.

Стабилизация частоты автогенераторов. Дестабилизирующие факторы могут быть внутренними и внепшнми. Внутренние - uiy, мы АГ, старение радиокомпонентов; внешние - изменения температуры, питающих напряжений, влажности, давления и механические нагрузки.

К основным способам повышения стабильности частоты следует отнести: повышение добротности колебательных контуров; уменьшение влияния температуры па величины L и С и режимы УЭ, использование всевозможных методов термокомпенсации; повышение стабильности питающих напряжений; применение различных способов уменьшения влияния нагрузки и др. В целом это Ограничивает относительную нестабильность частоты АГ значением порядка 10 .

Для получения более высокой стабильности частоты АГ применяют электромеханические колебательные системы, чаще всего кварцевые резонаторы КР. Кварцевые резонаторы изготавливают на частоты 4 кГц... 100 МГц и выпускают в различном конструктивном исполнении: вакуумные, герметизированные, миниатюрные микромодульные. Относительная нестабильность КР-10~ До 15 МГц КР возбуждаются па основной частоте, а выше 15 МГц - на гармониках.

Кварцевые пластины обладают пьезоэффектом и рсзонапснымн свойствами. Если сжать пластину вдоль механической или элек трнческой оси, то на перпендикулярной грани возникнут заряды противоположного знака (прямой пьезоэффект). Если же к параллельной парс граней приложить разность потенциалов, то вдоль перпендикулярных осей возникнет механическая деформация (обратный пьезоэффект). Кварцевая пластина и.меет одну или несколько резонансных частот, интенсивность свободных колебании на которых наибольшая. Электрическим аналогом кварцевой пластины является последовательный колебательный контур (рнс. 5.13) с добротностью на3...4 порядка выше, чем LC-контура с сосредоточенными пара.меграми. Кварцевый резонатор имеет две резонансные частоты: /кв.посл= 1/2лУ/.квС'кв; [кп.п.1р= 1/2лУ1квСквСо/(Скв+Со),где Со - емкость кварцедержателя. На частоте последовательного резонанса эквивалентное сопротивление КР равно Гкв. На частоте параллельного резонанса КР используют редко из-за нестабильности Со. В интервале частот от /кв.посл до /кв.пар сопротивление КР имеет индуктивный характер. Кварцевый резонатор в схеме ЛГ может 150

С'г

-г

Рис. 5.13. Эквива- Рис 5.14. Схемы кварцевых ЛГ:

Лентиая схема КВар- - осцнлляторная; б - фильтровая

асвого резонатора

выполнять две фупкиии: высокоэгалонной индуктивности, заменяя индуктивность в емкостной трехточечной схеме (осцилляториая схема), высокодобротного последовательного копебателъпого контура в цепи обратгюй связи (фильтровая схема). На рис. 5.14 приведены схемы кварцевых АГ. Общим недостатком кварцевых АГ является то, что они работают на фиксированной частоте.

Диапазонные возбудители. Основой диапазонных передатчиков являются возбудители, называемые синтезаторами частот, которые позволяют перекрывать весь рабочий диапазон дискретно с ограниченным числом КР. При построении синтезаторов диапазонных возбудителей используют методы пассивного и активного синтеза.

Метод пассивного синтеза заключается в многократном преобразовании исходных частот путем их умпожег1ИЯ, деления и алгебраического сложения. К недостаткам этого метода следует отнести худшую по сравнению с методом активного сиггтеза частоту спектра выходного сигнала.

Метод активного стпеза сетки частот осггован на применении опорного кварцевого генератора, включенного в цепь фазовой автоподстройки частоты перестраиваемых или управляемых АГ.

В зависимости от элементной базы синтезаторы делятся на аналоговые и цифровые. Выбор метода синтеза, влшетпоп базы зависит От требований, предъявляемых к конкретному устройству. Оптимальное решение поставленной задачи чаще всего удается получить при одновременном использовании нескольких методов синтеза с разумным сочетанием аналоговой и цифровой элементной базы. Подробнее синтезаторы частоты рассмотрены в [11].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. в чем отличие автогенератора от усилителя?

2. Каковы условия самовозбуждения автогенератора?

3. Как влияет положение рабочей точки иа режимы самовозбуждения?

4. Что такое трехточечная схема? Каковы условия самовозбуждения в трс:,. точечной схеме?

5. Какие преимущества имеют дзухконтуриые автогенераторы перед одноконтурными?

6. Поясните физический смысл стабилизации частоты АГ с помощью кварцевого резонатора.

7. Что такое синтезатор частоты?

5.4. УПРАВЛЕНИЕ

ВЫСОКОЧАСТОТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ (МОДУЛЯЦИЯ) .

Понятие о модуляции. Радиосвязь осуществляется путем перс-дачи эисргии электромагнитных колебаний высокой частоты от передающей антенны к приемной. Спектр, отображающий переда ваемое сообщение, расположен в более низких (звуковых) частотах, поэтому для обеспечения радиосвязи изменяют одни из параметров высокочастотного колеба1П1Я по закону изменения низкочастотного сигнала. Этот процесс называется модуляцией. Разлн чаюг амплитудную, частотную и фазовую модуляции непрерыв ных сигналов. При передаче дискретных сигналов также осуществляется изменение а.мплитуды, частоты пли фазы высокочастотного колебания, при этом длительность элементарного сигнала фиксированная и определяется методом кодирования сообщения. Такой способ управления высокочастотными колебаниями называют ми-нипуляцией. В каналах манппулянии, как правило, используют временное нли частотное уплотнение сообщений.

Амплитудная модуляция. При амплитудной модуляции AM ам плитуда высокочастотного колебания изменяется по закону сигна ла информации. Если в качестве модулирующего сигнала принять синусоидальный сигнал одного тока, то амплитуда колебаний в этом случае изменяется по закону Ua+Wsm€lt, где Vo - амплитуда колебаннн прн отсутствии модуляции; ДС7 - изменение амплитуды колебаний под воздействием модулирующего сигнала; Q=2nP -угловая частота модуляции.

Мгновенное значение амплитуды высокочастотных колебаний

U=Uu-\-AUs\nQ,t можно записать в виде U=lJa[\-\--sinfi

Отношение Ua /Uu=ni называют коэффициентом (глубиной) модуляции. Его часто выражают в процентах. 152

Рис. 5.15. Вид AM колебания при модуляции гармоническим колебанием (а) и его спектр (б)

Амплитуда U имеет максимальное значение при sinfi=l: Umax = fJuii-i-m), минимальное значение при sinfi/ = -1: Umin = = [/о(1-m).

Из полученных соотношений находим

шт = 2С/от; т = ((7 - U , )!{U , + 0, , ).

На рис. 5.15, а показано амплитудно-модулированное колебание, из рассмотрения которого можно заключить, что m изменяется от О до 1 при Uo>-UBmax- ПоИ Uo<Uamaxm>l. ОдНЭКО ПрИ

Uo<Ue изменение амплитуды высокочастотного колебания пе соответствует закону изменения модулирующей функции, и такой ре-им на практике не применяется. Уравнение высокочастотных колебаний, модулированных по амплитуде, можно записать в виде

t/= (/о(1 -f- mslnQCjsmojf,

Где ю - частота высокочастотных колебаний.

После несложных преобразований уравнение АМ-колебаннй может быть представлено в виде

Cy=t/osln<o/4.i:cos(o>-fi)/~i-!!cos(<o + fi) Л

Следовательно, ЛМ колебания представляют собой резу.чьтат сложения трех высокочастотных колебаний: колебания с частотой О) и с амплитудой f/o и двух колебаний с частотами m + Q и м-Q и амплитудой 0,5mUo. Частоты m + Q и со-Q называются верхней и нижней боковой соответственно. Спектр такого колебания представлен па рис. 5.15, <5. При передаче сигнала со сложным спектром спектр AM колебания будет иметь вид, показанный на

Рис. 5.16. Спектр AM колебания при модуляции сложным колебанием

рис. 5.16, В спектре появляются боковые полосы, каждая из которых соответствует спектру модулирующего сигнала Us (t), при этом полоса частот AM колебания равна двум максимальным чя.

СТОТаМ модуляции 2Fmax-

Схемы амплитудной модуляции. Амплитудную модуляцию осуществляют в резонансном усилителе, для чего на электроды электронного прибора подают несущее колебание радиочастоты и модулирующий сигнал. Модуляция получается благодаря нелинейности характеристики электронного прибора. В качестве электронного прибора применяют лампы, транзисторы биполярные нлн полевые. Один из способов модуляции показан на рис. 5.17. Модулирующее напряжение f/s подается с трансформатора Т1 вместе с напряжением U на затвор полевого транзистора. Исходная рабочая точка определяется напряжением Ез. Изменение токов и напряжений показано на рис. 5.18. О качестве модуляции судят по модуляционной характеристике, представляющей собой график зависимости первой гармоники стокового тока от напряжения, изменяющегося по закону модулирующего сигнала.

I- Fr, -1

- £3

Рис. 5.17. Схема получения AM колебаний 154

Рис. 5.18. Работа модулятора с отсечкой выходного тока

в -входная характеристика полевого транзистора; б-суммарное напряжение на затворе: в-нзмененне выходного тока: г - вид выходного напряжения, снимаемого с колебательного контура

На рис. 5.19 приведена статическая модуляционная характеристика при модуляции смещением. При больших отрицательных смещениях Езтш угол отсечки стокового тока мал, мала амплитуда импульсов стокового тока, а следовательно, мала и амплитуда

/max Uj

Рис. 5.19. Модуляционная характеристика

Рис. 5.20. Схема коллекторной AM