Модуляция в генераторах.

Сначала рассмотрим получение ЧМ в автогенераторе. Сразу напрашивается применить для этих целей варикап. Варикап, это полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. В принципе таким свойством обладает любой диод, т.к. в любом диоде тоже есть p-n переход и само собой таким свойством обладает любой p-n переход транзистора. Этим часто пользуются в простейших жуках.
Сначала про варикап. Его в принципе можно поставить в любую схему генератора, что рассматривали в предыдущей части.
Для примера возьмем индуктивную трехточку в которой транзистор включен с общим эмиттером.
Подробнее про такой жук написано в теме на форуме.
viewtopic.php?p=694222#p694222



В качестве варикапа здесь стоит обычный диод КД102. Можно конечно поставить варикап с маленькой емкостью при напряжении на нем порядка 1 – 2 вольта. Принцип понятен из схемы. В исходном состоянии на коллекторе транзистора VТ1 с помощью резистора R3 установлено напряжение 1 – 1,2 вольта. Если будем говорить в микрофон, то напряжение на коллекторе VТ1 будет меняться в такт звука, а значит будет меняться запирающее напряжение на варикапе. При этом будет меняться его емкость, а значит будет осуществляться ЧМ модуляция в генераторе. Анод диода для ВЧ соединяется с общим проводом через внутренние емкости транзистора VТ1, хотя можно у него между коллектором и эмиттером поставить дополнительную емкость в десятки пикофарад. Варикап можно включить и по другому, как например сделано в этой статье.
http://radiokot.ru/circuit/analog/receiv_transmit/18/



Или так.



Здесь я нарисовал схему довольно мощного жука. В усилителе мощности стоят два транзистора КТ368 в параллель, хотя лучше поставить один с рассеиваемой мощностью коллектором порядка 300 – 500 мвт с Fт не менее 800 МГц. L2, это удлиняющая катушка. Её индуктивность зависит от длины антенны. В принципе её можно не ставить, но дальность при этом снизится. Вместо микрофона само собой можно подать сигнал с линейного выхода например компьютера. Если сделать еще и хорошую антенну, то можно достичь дальности в сотни метров.
В общем для получения ЧМ, варикап можно поставить в любую схему генератора.
Посмотрим как его можно поставить в генератор Колпитца и почему от него там можно избавится. Варикап в ней подключается стандартно.



Или так.



Во втором случае подбором конденсатора С1 мы можем устанавливать величину девиации частоты.
Теперь вернемся к тому, что писали в самом начале.
Варикап, это полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. В принципе таким свойством обладает любой диод, т.к. в любом диоде тоже есть p-n переход и само собой таким свойством обладает любой p-n переход транзистора.
Смотрим на схему генератора Колпитца и видим, что если менять смещение на базе, то будет меняться ток через транзистор.



При этом при изменении тока через транзистор будет меняться напряжение на резисторе R3, что стоит в цепи эмиттера, а напряжение на самом транзисторе у нас равно напряжению питания генератора за вычетом напряжения, что падает на резисторе R3. Т.о. получается, что меняя в небольших пределах ток базы, а значит и ток через транзистор, напряжение на pn переходах транзистора будет меняться, а значит будет меняться емкости этих pn переходах. Раньше уже говорили, что внутренние емкости транзистора входят в состав колебательного контура генератора, а это значит, что будет происходить ЧМ в подобной схеме.
Ток базы генератора будем менять в такт звука подавая напряжение звуковой частоты с модулятора на базу генератора.
Получаем хорошо известную схему жука на основе генератора Колпитца.



Недостаток этой схемы в том, что кроме ЧМ модуляции в данной схеме присутствует еще и паразитная АМ модуляция, но это не так и критично, т.к. в тракте приемника ЧМ обычно присутствует ограничитель сигнала, а значит он не воспринимает эту паразитную АМ.
Еще одна схема получения ЧМ модуляции в схеме генератора Колпитца.
Конденсатор, что шунтирует резистор стоящий в эмиттере тоже входит в состав колебательного контура, а значит влияет на частоту. Когда говорим в микрофон, то у нас меняется напряжение на транзисторе модулятора, а значит меняется его выходная емкость. Можно эту емкость транзистора подключить вместо конденсатора, что шунтирует резистор в эмиттере. При этом конденсатор С2 можно поставить величиной в сотни пикофарад, а напряжение на коллекторе VT1 уменьшить, т.к. изменение емкостей pn переходов увеличивается при снижении напряжения на них. В этих целях резистор R2 уменьшим до 100 кОм. При этом напряжение на коллекторе VT1 стало порядка 1,5 вольта.



Теперь понятно почему к примеру в схеме индуктивной трехточки повышенной мощности, что рассматривали выше, для получения ЧМ необходим именно варикап. В ней вообще нет резистора в эмиттере.



Как видим в данной схеме, если менять режим транзистора в схеме задающего генератора, то будет меняться только ток через транзистор, а напряжения на pn переходах в данной схеме генератора не меняется, поэтому получать ЧМ в подобной схеме приходиться с помощью варикапа. Хотя данная схема и имеет преимущество в том, что при одном и том же напряжении питания от неё можно получить большую мощность. Мощность же зависит от тока через транзистор и его ток. Если в генераторе Колпитца увеличивать ток через транзистор, то возрастает падение на резисторе, что стоит в эмиттере, а на транзисторе соответственно напряжение падает. Поэтому в генераторе Колпитца мы не можем сильно увеличивать ток, т.к. это может привести к обратному эффекту, а именно уменьшению мощности, а то и к срыву генерации.