Методы ЧМ и ФМ. Частотные и фазовые модуляторы

Известны два метода осуществления ЧМ и ФМ. прямой и косвенный, каждый из которых объединяет определенное количество электронных схем. Прямые методы объединяют схемы, на выходе которых ЧМК или ФМК является результатом первичной модуляции, напротив, косвенные методы представлены схемами, в которых один вид модуляции преобразуется в другой, например AM в ФМ, ЧМ в ФМ, ФМ в ЧМ и пр.

Основными требованиями, которые предъявляются ко всем схемам указанных методов ЧМ и ФМ, являются такие, как обеспечение заданной девиации частоты или фазы, высокая стабильность средней (несущей) частоты, минимальная паразитная AM, простота реализации.

В современных передатчиках ЧМ и ФМ осуществляются в генераторах изменением реактивностей нагрузочных систем электронным способом (напряжением, током) или электромеханическим способом. Наиболее часто применяемыми реактивностями являются варикапы, ферровариометры, конденсаторы переменной емкости. Управляющие электронные схемы или электромеханические устройства совместно с управляемой реактивностью образуют модулятор.

У варикапа при изменении на нем запирающего напряжения изменяется барьерная емкость. Эта зависимость отображается вольт-фарадной характеристикой варикапа. Примерный вид ее показан на рис. 10.

Рис. 10. Вольт-фарадная характеристика варикапа

Ценными свойствами этих полупроводниковых диодов являются высокая механическая прочность, малые габариты, сохранение свойств до частот в несколько гигагерц. Благодаря этим достоинствам варикапы вытеснили реактивные лампы и преградили распространение их аналогам — реактивным транзисторам, как более сложным и менее надежным. К числу наиболее существенных недостатков варикапов следует отнести ухудшение параметров при радиоактивном облучении, недостаточную электрическую прочность.

Ферровариометр представляет собой катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником, магнитная проницаемость которого (μ) зависит от напряженности магнитного поля (тока в обмотках). Принципиальная схема варианта ферровариометра показана на рис. 11. а, а характер зависимости индуктивности от тока подмагничивания — на рис 11. б.

Рис. 11. Ферровариометр:

а – принципиальная схема; б – зависимость индуктивности от тока подмагничивания.

К числу достоинств ферровариометров относятся прочность, способность пропускать большие токи, большой диапазон изменения индуктивности, устойчивость параметров при радиоактивном облучении. Из недостатков следует отметить такие, как сложность, дороговизна конструкции, относительная низкочастотность. Применение ограничено частотами не более 200 МГц.

Помимо реактивностей, управляемых электронным способом, широко применяются конденсаторы переменной емкости, перестраиваемые электромеханическим путем.