5.7.2. Расчет частотно-модулируемого генератора
Частотно-модулируемый генератор может быть построен на базе генератора управляемого напряжением (ГУН) или автогенератора, расчет которого рассмотрен выше. ГУН выполняются на микросхемах (эти микросхемы имеются в цифровых сериях 555, 531, 564) и расчет сводится к определению емкости конденсатора. Однако, как правило, при этом стабильность средней частоты получается невысокой и необходимо использовать дополнительные схема АПЧ или ФАПЧ.
При расчёте частотного модулятора на базе автогенератора к одной из емкостей трехточки или контура автогенератора через конденсатор связи присоединяется варикап (или два встречно включенных варикапа).
При расчёте частотного модулятора на базе автогенератора задаются следующие параметры:
- девиация частоты;
- допустимый
коэффициент нелинейных искажений (по
второй гармонике);
- несущая частота.
Для отсутствия паразитной амплитудной модуляция необходимо, чтобы относительные пределы изменения частоты при модуляции были небольшими. Для расчета частотного модулятора необходимо пересчитать девиацию частоты и рабочую частоту генератора с учетом коэффициента умножения частоты умножителя (девиация частоты умножается во столько же раз, во сколько раз умножается частота).
Выбираем коэффициент включения варикапа к одной из емкости
трехточки в пределах 0,1…0,3 (чем меньше,
тем меньше паразитная амплитудная
модуляция и выше линейность изменения
частоты):
Определим необходимую величину изменения емкости изменяемого элемента трехточки:
,
где - значение емкости одного из конденсатора трехточки, полученное в результате расчетов автогенератора;
- новое значение
емкости конденсатора трехточки после
подключения варикапа;
- емкость варикапа
при отсутствии модулирующего напряжения.
Задаемся параметром
в
пределах 0,05…0,1:
,
Находим емкость варикапа при отсутствии модулирующего сигнала:
/
По найденной величине выбираем варикап.
Находим скорректированное значение емкости трехточки при подключении варикапа:
Находим емкость конденсатора связи:
Находим вспомогательный параметр
Проверяем выполнение условия обеспечения коэффициента нелинейных искажений, не превышающего заданного значения, иначе необходимо задаться другим коэффициентом включения варикапа и выбрать другой варикап:
Рассчитываем крутизну преобразования напряжения на варикапе в изменение частоты:
,
где
- (0,33…0,5) коэффициент, связанный с законом
распределения носителей зарядов в р-п
переходе (плавный, резкий, сверхрезкий).
Определяем амплитуду модулирующего напряжения, подаваемого на варикап:
Проверяем условие отсутствия отпирания варикапа при максимальной величине модулирующего сигнала:
Определяем требования к стабильности напряжения смещения варикапа:
При малой полученной величине (0,01 и менее) необходимо использовать для формирования напряжения смещения стабилизатор напряжения (в простейшем случае параметрический на стабилитроне).
Смещение на варикап подается через развязывающую цепь, обеспечивающую прохождение без ослабления модулирующего напряжения в заданном диапазоне модулирующих частот и отсутствие шунтирования высокочастотного напряжения цепью модулирующего сигнала.