Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Modulátory II. OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-026

3. Modulátory pro frekvenční modulaci • Modulátory pro frekvenční modulaci využívají vlastnosti rezonančních obvodů, které mění rezonanční frekvenci vlivem změny kapacity nebo indukčnosti rezonančního obvodu. • Modulace tedy vzniká přímo v oscilátoru. • Signál s kmitočtovou modulací je možné generovat přímo (realizuje se pomocí vhodného kmitočtového modulátoru, který má nejčastěji podobu oscilátoru řízeného napětím VCO) nebo nepřímo (realizuje se pomocí fázového modulátoru PM, na jehož modulační vstup se přivádí integrovaný modulační signál).

4. Modulátory pro frekvenční modulaci • Základním parametrem kmitočtových modulátorů je jejich modulační charakteristika. • Jedná se o závislost odchylky f okamžitého kmitočtu modulovaného signálu na kmitočtu nosné vlny, která je vyjádřena jako funkce modulačního napětí. • Tato modulační charakteristika musí mít pokud možno lineární průběh.

5. Modulátory pro frekvenční modulaci • Dosažení modulačních charakteristik s dobrou linearitou je poměrně snadné u úzkopásmových modulátorů FM (i PM), zatímco u širokopásmových modulátorů je to podstatně obtížnější. • Jako příklad modulátoru FM je uveden na obr. 1 oscilátor VCO určený pro úzkopásmovou modulaci FM.

6. Obr. 6 Oscilátor VCO v Hartleyově zapojení pro přímou modulaci FM

7. Modulátory pro frekvenční modulaci • Proměnná kapacita C(t), řízená modulačním napětím m(t), se v uvažovaných modulátorech realizuje nejčastěji pomocí varikapu. • Širokopásmové modulátory FM se realizují tak, že se přímá úzkopásmová modulace FM provádí nejprve na relativně nízkém kmitočtu nosné vlny s malým kmitočtovým zdvihem, resp. indexem modulace mf << 1 a tedy i s výbornou linearitou.

8. Modulátory pro frekvenční modulaci • Takto získaný signál se v následujícím násobiči kmitočtu s koeficientem n transformuje na požadovaný výsledný vysoký kmitočet nosné vlny. • Ve stejném poměru n se však zvětší i kmitočtový zdvih. Tím se již vytváří širokopásmová modulace FM s indexem mf >> 1, přičemž velmi dobrá linearita modulační charakteristiky, získaná modulací na nízkém kmitočtu nosné vlny, zde zůstává zachována.

9. Modulátory pro fázovou modulaci • Podobně jako kmitočtovou modulaci FM je možné i úzkopásmovou fázovou modulaci PM realizovat přímo. • Z nejčastěji používaných modulátorů této varianty si popíšeme úzkopásmový modulátor s přelaďovaným rezonančním obvodem (obr. 2). • Signál krystalového oscilátoru s konstantním stabilním kmitočtem a konstantní fází se přivádí k oddělovacímu tranzistorovému zesilovači, jehož zátěž je tvořena rezonančním obvodem LC.

10. Modulátory pro fázovou modulaci • Kapacita C je zde realizována varikapem, na který působí kromě klidového předpětí ještě modulační napětí m(t). • Změny rezonančního kmitočtu tohoto obvodu k nimž dochází, nemohou způsobovat změny kmitočtu signálu generovaného krystalovým oscilátorem, mají však za následek odpovídající změny fáze vysokofrekvenčního napětí, které na obvodu vzniká. • Tím se potom vytváří požadovaná fázová modulace.

11. Modulátory pro fázovou modulaci Obr. 2 Modulátor pro PM s přelaďovaným rezonančním obvodem LC

12. Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

13. Literatura • J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika prosilnoproudé obory, SNTL Praha 1989 • M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002