Varicap 변조기. 계획, 설명

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송수신기 전송 경로의 균형 변조기는 다이오드, 트랜지스터 또는 미세 회로에서 가장 자주 수행됩니다. 이러한 장치에서 varicaps를 사용하면 제안된 문서에 설명된 상당한 이점을 제공합니다.

트랜시버, 특히 경제적인 직접 변환 트랜시버의 전송 경로에 대한 매우 흥미로운 변조기는 varicaps(p-n 접합의 제어된 커패시턴스를 갖는 반도체 다이오드)로 만들어진 수동 변조기입니다. 반응성 요소이기 때문에 에너지를 거의 흡수하지 않기 때문에 변조기는 효율성이 증가하는 것이 특징입니다. 또한 저주파 입력에서 높은 임피던스를 가지므로 마이크 증폭기를 쉽게 구축할 수 있습니다. 이 경우 변조기는 저주파 신호의 전력을 크게 증폭시킵니다.

문헌은 밸런싱 트랜스포머가 있는 바리캡의 밸런스 변조기 방식을 설명합니다[1]. 제안된 변조기는 밸런싱 트랜스포머가 트랜지스터의 고주파 위상 반전 캐스케이드로 대체되기 때문에 권선 요소를 포함하지 않습니다.

변조기 회로가 그림에 나와 있습니다.

varicaps의 변조기

장치는 다음과 같이 작동합니다. Varicaps VD1 및 VD2는 트랜지스터 VT1의 이미 터와 컬렉터 사이에 직렬로 연결됩니다. 이러한 트랜지스터 전극 사이에서 사용 가능한 DC 전압은 바리캡의 바이어스 전압으로도 사용됩니다. 가변 저항 R5는 변조기의 균형 요소이며 이 전압을 약 절반으로 나눕니다. 저항 슬라이더의 위치를 변경하면 한 varicap의 바이어스 전압이 증가하고 다른 하나는 감소합니다. 조정은 varicaps의 용량이 동일하도록 합니다.

트랜지스터 VT1의 기본 회로 분배기 저항 R2 및 R1의 값은 신호가 없을 때 컬렉터와 이미 터 사이의 전압이 공급 전압 7V에서 약 15V가되도록 선택됩니다.

디커플링 커패시터 C1을 통해 트랜지스터 VT1의베이스에 RF 전압이인가되면 캐스케이드는 위상 인버터로 작동하고 저항이 동일하고 거의 동일한 전류가 이들을 통해 흐릅니다(현재 베이스는 무시할 수 있음). 이 경우 VD3과 VD4의 전압도 동일하므로 출력 RF 전압은 1입니다.

변조 사운드 신호는 디커플링 회로 R6C4를 통해 공급됩니다. 양의 반파를 사용하면 varicap VD1의 커패시턴스가 증가하고 VD2는 음수로 감소하며 그 반대도 마찬가지입니다. 저항 R3, R4 및 varicaps에 의해 형성된 브리지의 균형이 교란됩니다. 출력에서 반송파가 억제된 DSB 변조 신호의 반파가 나타납니다.

밸런싱 트랜스포머가 없는 이 모듈레이터는 후자의 단점(손이 많이 가는 권선, 부정확한 밸런싱, 픽업 등)이 없으며 트랜지스터의 입력 임피던스가 단계는 출력보다 훨씬 높습니다. 이를 통해 추가 버퍼 단계 없이 변조기를 로컬 발진기에 연결할 수 있으며 석영 안정화를 사용할 때 변조기를 로컬 발진기와 결합할 수도 있습니다[2].

이 변조기에서 밸런싱 저항 R5를 포함하는 것은 주목할 가치가 있습니다. 보통은 전원과 공통선 사이에 연결되지만, 여기서는 상반전단의 이미터와 컬렉터 사이에 연결된다. 이는 다음과 같은 이유로 수행됩니다.

온도 및 기타 매개 변수의 변화로 인해 트랜지스터 모드가 변경되면 콜렉터 및 이미 터의 전압이 변경되어 일반적인 방식에 따라 조립 된 장치에서 캐스케이드의 불균형이 발생할 수 있습니다. 제안된 스위칭 옵션에서는 모든 전압이 동시에 변경되므로 불균형이 없습니다.
밸런싱 회로는 AC 험 등을 줄이는 전원에서 추가 디커플링이 필요하지 않습니다.
저항 R3 및 R4가 제한적인 역할을 하고 바리캡의 전압 변화 제한을 줄이기 때문에 조정이 더 부드럽습니다.

저항 R3 및 R4는 먼저 변조기의 출력 임피던스를 줄이고 두 번째로 이미 터 및 컬렉터 출력에서 위상 반전 단계의 출력 임피던스 차이가 영향을 덜 받기 위해 낮은 저항으로 특별히 선택됩니다. .

변조기의 출력 임피던스는 반송파 주파수에서 배리캡의 리액턴스와 같은 차수입니다. 이것으로부터 고주파에서는 커패시턴스가 작은 바리 캡을 사용하고 저주파에서는 큰 용량을 사용하는 것이 합리적입니다. 더 나은 캐리어 억제를 위해 커패시턴스 일치 varicaps 세트를 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, TV 채널 선택기용으로 설계된 세트(KV123A 등 용량 확산이 3% 이하)에 적합합니다.

5MHz의 주파수에서 변조기의 실험적 검증은 다음과 같습니다. 1,5V 진폭의 RF 전압이 입력에 인가되었을 때 1dB 이상의 반송파 억제로 변조기 출력에서 40V 진폭의 DSB 신호가 얻어졌습니다. 이 경우 LF 전압 진폭은 2...3V를 초과하지 않았습니다. 배리캡의 개방 전압 영역에 들어가지 않고 변조된 신호의 비선형 왜곡을 일으키지 않도록 과도하게 증가해서는 안 됩니다. (LF 전압 피크에서 포락선의 제한).

문학

Polyakov V.T. 직접 변환 기술에 대한 라디오 아마추어. -M.: "애국자", 1990, p. 129.
Polyakov V. SSB 신호 조절기. - 라디오, 1983, 3번, p. 21.
Stepanov B. varicaps 사용의 특징. - 라디오, 2002, No. 9, p. 27, 28.

저자: M.Syrkin(UA3ATB), 모스크바

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