стабилизированный по частоте кварцевым резонатором (см. гл. 7). Однако при этом стабильность частоты получается ниже, чем у кварце-во!0 1енератора без ЧМ, девиация частоты - неболыпой и нелинейные искажения - около 10%, что делает такой автогенератор пригодным только для простейших систем низовой связи.

Наиболее просто высокая стабильность средней частоты достигается при использовании косвенного метода получения ЧМ (рис. 12.9). В таком передатчике ав гогенератор не подвергают модуляции и по.

Рис. 12.9

этому может быть достигнута высокая стабильность частоты. В одной из последующих ступеней передатчика производятся ФМ-колебания генератора. Поскольку индекс ФМ обычно не превышает 0,5-1 рад (30-60°), что соответствует при заданной частоте модулирующего звукового напряжения F малой девиации радиочастоты Kf ~ Дф/зв,

в тракт передатчика с ФМ приходится вводить умножители частоты (значительно больше, чем в передатчиках, использующих прямой метод получения ЧМ).

Для того чтобы при использовании ФМ получить на выходе передатчика радиочастотное напряжение, закон изменения частоты которого соответствует ЧМ, перед модулятором ставят корректирующее устройство /(У, представляющее собой частотно-зависимый делитель напряжения ~ интирирующую цепочку. Чем выше модулирующая частота, тем меньший уровень напряжения подается с его помощью на ФМ. ЧМ как при прямом, так и при косвенном методе осуществляется в маломощных ступенях передатчика. После модулятора ставятся несколько ступеней умножения частоты и усиления мощности (см-гл. 1 и 2). Чтобы избежать нелинейных искажений при усилении ЧМ-колебаний, усилители и умножители должны иметь постоянный ко; эффициент усиления и линейную фазовую характеристику во всеи полосе частот, соответствующей практической (действующей) ширине

Рис. 12.10

полосы спектра ЧМ-колебаний (рис. 12.10). Собственная частота контура должна быть равна средней частоте ЧМ-колебаний.

Поскольку ЧМ-колебания имеют постоянную амплитуду, нелинейность характеристик ламп и транзисторов не приводит к нелинейным искажениям.

§ 12.3. Частотная модуляция с помощью варикапа

Частотная модуляция с помощью управляемой емкости запертого р-/г-перехода варикапа на.ходит все большее применение в передатчиках низовой радиосвязи, УКВ ЧМ радиовещания, звукового сопровождения телевидения и радиорелейных станций.

Использование варикапов для осуществления ЧМ определяется такими их свойствами, как высокая механическая и электрическая надежность работы, малые габариты, большая добротность емкости (более 100 на частотах 50-100 МГц), возможность получения широкополосной ЧМ (г 0,l] с уровнем нелинейных искажений, не презы-

шающим нескольких процентов.

Эквивалентная электрическая схема р-а-перехода представлена на рис. 12.11, где Гц - сопротивление материала полупроводника; С5 - барьерная емкость закрытого р-/г-перехода, составляющая несколько

Рис. 12.11

Рис. 12.12

десятков-сотен пикофарад; Сд - диффузионная емкость открытого р-п-перехода, превьппающая на несколько порядков барьерную емкость; /?д-сопротивление утечки, определяемое рекомбинацией неосновных носителей заряда. По величине Rq составляет единицы-десятки мегаом и практически не влияет на работу гэрикапа на рабочих Частотах.

На радиочастотах электрические параметры р-п-перехода зависят

только от Сд и Гц.

Изменение запирающего напряжения на р-п-переходе изменяет барьерную емкость. Вольт-фарадная характеристика представлена На рис. 12.12. При < О характеристика может быть представлена аналитически в виде выражения

Сд = Л;е< , + ф)-

Где Л - постоянный коэффициент; ф = 0,5 В - ко}1тактная разность Потенциалов; у-показатель степени нелинейности характеристики.

Варикапы с 7 0,3 называют варикапами с плавным п-р-перехо-дом, варикапы с 7 ж 0,5 - варикапами с резким п-р-переходом, варикапы с 7 > 0,5 - варикапами со сверхрезким и-р-переходом.

Первоначально промышленность освоила выпуск варикапов с плавным /7-п-переходом. Применение их для осуществления ЧМ не позволяло получить устройства, имеющие малый уровень нелинейных искажений. Впоследствии были разработаны и выпущены варикапы с резким -/7-переходом. На их основе созданы частотные модуляторы с уровнем нелинейных искажений в несколько процентов. Варикапы со сверхрезким переходом, выпуск которых осваивается иромышлен-

ностью, позволяют понизить уровень нелинейных искажений до долей проценгов.

Схема транзисторного автогенератора с варикапом для осуществления ЧМ приведена на рис. 12.13. Резисторы Pi, Рз и Рз обеспечивают режим работы транзистора по постоянному току (см. гл.6). Дроссели L, Lj, L4 и конденсаторы Cj - С, - блокировочные. Автогенератор представляет собой емкостную трехтонку, содержащую элементы схемы Ci, Сз и Li. ЧМ осуществляют варикапом Cg, включеи-По цепи С4, Ц на /г-/7-переход по-по цепи Ri, Li - напряжение

Рис. 12.13

НЫМ последовательно в контур, дается модулирующее напряжение, а

смещения. Напряжение смещения выбирают таким, чтобы р-п-переход всегда находился в закрытом состоянии, т. е. чтобы выполнялось усювие I £см

Кроме того, максимальная величина обратного напряжения на варикапе не должна превышать пробивного напряжения IcmI + + + Uq < (Удоп- Девиация частоты и уровень нелинейных искаженпй определяются нелинейностью Характеристики барьерной емкости вари-Kasia и влиянием емкости варикапа на резонансную частоту контура автогенератора. Варикапы с более высокой крутизной вольт-фарадной характеристики позволяют при прочих равных условиях изменять рабочую частоту автогенератора в больших пределах при меньшем уровне нелинейных искажений.

Нелинейность характеристики варикапа проявляется как для модулирующего напряжения, так и для напряжения рабочей частоты автогенератора, В результате протекания ВЧ-тока через нелинейную емкость возникают высшие гармонические составляющие, кратные основной частоте: 2co, Зсо и т. д. Для уменьшения уровня гармонических составляющих четного порядка иногда применяют встречное включение варикапов по высокой частоте (рис12.14). Напряжение высокой частоты приложено к варикапам Ci и С противофазно. В результате токи четных гармоник, возникающие за счет нелинейных свойств емкостей диодов, имеют разность фаз 180°. При полной идентичности