4.6 Обоснование выбора фазового модулятора

Использовали фазовый модулятор как управляемый фазовращатель - колебательный контур с нелинейной емкостью, управляемой источником модуляционных колебаний. Этот контур настроен на частоту несущего колебания. Несущая частота на входе f_р =400МГц должна в несколько раз превышать максимальную частоту модулирующих колебаний.

Рис.4.3.1 Принципиальная схема управляемого фазовращателя

4.7 Расчет фазового модулятора

Произведем расчет фазового модулятора, по методике представленной в [3].

Для заданных в ТЗ телевизионного сигнала с телефонией, максимальный диапазон составляет 6МГц. Зная из условий ТЗ ширину полосы пропускания , по формуле , определим - девиацию частоты :

(4.7.1)

Определим индекс фазовой модуляции согласно предварительному расчёту:

(4.7.2)

Выберем зарубежный варикап EH375 со следующими параметрами:

Сво=2 (пФ), при UВ=4(В);

Uдоп=20 (В);

Qв=150;

P_в = 15 (мВт);

n = 2, т.е. с сверхрезким p-n-переходом, для уменьшения нелинейных искажений в фазовом модуляторе; f _в =1000 (МГц);

Коэффициент гармоник примем по возможности малым =0,001;

F_н =400(МГц), - несущая частота;

Пересчитаем добротность контура при заданной рабочей частоте:

(4.7.3)

С уменьшением частоты возрастает добротность контура, что влечет за собой уменьшение нелинейных искажений модулятора.

Определим нормированную амплитуду модулирующих колебаний:

(4.7.4)

Полезное изменение емкости:

(4.7.5)

Вычислим индекс фазовой модуляции, примем коэффициент вклада варикапа в емкость контура Кв=1, для получения столь малого Кг:

(4.7.6)

Полученный индекс фазовой модуляции удовлетворяет индексу, полученному в предварительном расчете, что обуславливает возможность модуляции требуемого сигнала.

Определим значение индуктивности

(4.7.7)

Блокировочная емкость С1 не должна влиять на частоту настройки контура.

(Ом), (4.7.8)

возьмем С1=1 мкФ.

Резисторы R1, R2 служат для подачи смещения, сопротивление R2 на высшей частоте модуляции намного меньше, чем сопротивление емкости С1.

(Ом). (4.7.9)

возьмем R2=10 Ом.

Резистор R1 выбираем исходя из напряжения поданного на делитель R1, R2, чтобы получить заданное напряжение смещения на варикапе, пусть это напряжение – UВ0 =6В, тогда с учётом, того, что напряжение смещения равно Uв=4В, получим

(4.7.10)

Для подстройки контура в границах диапазона необходимо изменять Uво, а так же UW (для получения необходимой девиации).

4.7 Обоснование выбора предварительного усилителя мощности

Используем в качестве предварительного усилителя мощности транзисторный усилитель. В качестве активного элемента в усилителе мощности будет использоваться мощный биполярный транзистор КТ920Б, который обеспечит требуемую выходную мощность с усилением в сто раз и может работать на требуемой частоте. Параметры транзистора приведены в приложении.

Схема усилителя мощности приведена на рисунке 4.4.1

Требования к первому усилителю мощности:

- рабочая частота – 400 МГц;

- выходная мощность – 0,033 Вт.

Рис.4.4.1 Принципиальная схема предварительного усилителя мощности