4.3. Рпу с частотной модуляцией.

Частотная модуляция в РПУ реализуется одним из следующих методов:

• прямой метод ЧМ;

• косвенный метод ЧМ.

При прямой ЧМ информационное сообщение воздействует на частоту задающего генератора посредством электрически управляемых реактивных элементов [5], [6]. Как правило, при прямом методе ЧМ для обеспечения необходимой стабильности средней частоты РПУ необходимо использовать частотную или фазовую автоматическую подстройку частоты задающего генератора, что существенно усложняет схему.

П ри косвенной ЧМ производится модуляция фазы высокочастотного сигнала по такому закону, что выходной сигнал оказывается промодулированным по частоте в соответствии с информационным сообщением.

Структурная схема РПУ с прямым методом ЧМ приведена на рис. 4.

Рис. 4. Радиопередатчик с прямой ЧМ.

Модулирующее напряжение с выхода УНЧ поступает на реактивный транзистор или варикап задающего генератора G₁, выполненного по схеме RC или LC автогенератора (при относительной девиации частоты не более 0,0001 иногда используется модуляция по частоте кварцевого генератора).

Выходной сигнал задающего генератора усиливается в усилителе УМ₁, частота его умножается в умножителе частоты УЧ, очищается в фильтре Ф от нежелательных спектральных составляющих, появляющихся в процессе умножения, усиливается по мощности до необходимой величины в усилителе УМ₂ и через цепь согласования ЦС подается в антенную систему. Умножитель частоты в данной схеме увеличивает в такое же число раз девиацию частоты сигнала.

Н а рис. 5 приведена структурная схема ЧМ РПУ с ФАПЧ.

Рис. 5. Радиопередатчик с прямой ЧМ.

В данной схеме генератор, управляемый напряжением ГУН G₂ модулируется по частоте низкочастотным сигналом с выхода УНЧ. На вход фазового детектора ФД подается поделенный по частоте сигнал с генератора G₂ и сигнал от высокостабильного опорного генератора G₁.

Частота среза фильтра низких частот ФНЧ выбирается ниже минимальной частоты в спектре модулирующего сигнала, при этом петля ФАПЧ не оказывает влияния на процесс модуляции по частоте.

И зменением коэффициента деления ДПКД можно оперативно изменять несущую частоту РПУ.

Косвенный метод ЧМ основан на преобразовании фазовой модуляции в частотную (рис.6).

Сигнал с усилителя низкой частоты УНЧ поступает на интегратор (частотно-зависимую цепь с коэффициентом передачи, убывающим обратно пропорционально частоте) и далее на управляющий вход фазовращателя ФВ. С выхода фазовращателя сигнал умножается по частоте, фильтруется и усиливается по мощности по аналогии со схемой рис. 4.

Стабильность частоты выходного сигнала определяется в этой схеме стабильностью частоты генератора G, который может быть выполнен высокостабильным кварцевым.

Рис. 6. Радиопередатчик с косвенной ЧМ.

Недостатком косвенной ЧМ является трудность получения больших девиаций частоты w_д из-за небольших возможных пределов изменения фазы большинства схем фазовых модуляторов, и, следовательно, необходимость в большой кратности умножения частоты:

w_д=mw_мин,

где m - индекс фазовой модуляции (в радианах);

w_мин - минимальная частота передаваемого сообщения.

Индекс фазовой модуляции определяется используемым фазовращателем и, как правило, лежит в пределах от 50 до 120 градусов при условии, чтобы нелинейные искажения не превышали величины 6…10 %.

Структурные схемы РПУ других типов можно найти в многочисленной литературе по проектированию ([5], [6], [7], [8] и др.).