FM-Modulation, Amplitudenproblem

Ich versuche, eine FM-Modulation mit einem Hartley-Oszillator zu machen, der bei 45 MHz schwingt. Das Problem ist, dass es einen einheitlichen Gewinn haben soll. Ich kann keine gute Einstellung zwischen einer wirklich niedrigen Verstärkung und der Aufrechterhaltung von Schwingungen finden. Hier ist ein transientes Diagramm meiner Ausgangsspannung für eine Eingangsspannung von 500 mV, die 1/10 der Frequenzen meines Oszillators entspricht:

Ausgangsspannung mit kleiner Amplitude

Hier ist ein Bild der Schaltung, die ich versuche zu realisieren:

FM-Modulation durch Hartley-Oszillator

Welche Vorkehrungen kann ich treffen, um mir zu helfen, mich auf eine höhere Amplitude einzustellen, ohne die Form meiner Schwingungen zu beeinträchtigen?

Ich würde R28 und R29 zehnmal kleiner machen, R27 auf 1 k und R30 auf mindestens 150 Ohm erhöhen. Ich würde mit R30 mit Werten von 100 bis 1k spielen und sehen, was ich in Bezug auf die Amplitude bekomme. Ich würde auch mindestens einen 1-nF-Kondensator über die Versorgungsleitungen neben dem Transistor und der LC-Schaltung legen. Alle Ihre Kondensatorwerte scheinen auch zu groß zu sein.
Der konventionelle Weg, einen Oszillator FM zu modulieren, ist mit einem Varicap. Jede Anpassung der Vorspannung des Transistors kann zu einer leichten FM-Modulation führen, da sich die interne Kapazität des Transistors infolge der Vorspannungsänderung ändern kann, aber dies ist kein geeigneter Weg, um eine saubere FM-Modulation zu erzeugen, da die Vorspannungsänderungen andere negative Auswirkungen haben Effekte wie störende Amplitudenmodulation.
Es ist keine großartige FM-Modulatorschaltung, also leben Sie mit der Verzerrung oder wählen Sie eine bessere Schaltung.

Antworten (1)

Das Problem ist, dass ich einen einheitlichen Gewinn haben soll.

Sie sollten sich darüber im Klaren sein, dass ein richtig konstruierter Oszillator eine Schleifenverstärkung von mehr als eins (Einheit) haben muss, da er sonst niemals starten kann.

Die Einheitsverstärkung oder Loopgain = 1-Situation wird dann "von selbst passieren", da dies die Situation ist, in der die Amplitude stabil bleibt . Der Oszillator findet diesen Arbeitspunkt (Einhalten einer bestimmten Amplitude, Schleifenverstärkung = 1) von selbst.

Angenommen, die Schleifenverstärkung ist immer größer als 1, bedeutet dies, dass die Amplitude auf unendlich steigen würde . Natürlich kann das in der realen Welt nicht passieren.

Was passiert dann?

Nun, die Amplitude steigt bis zu einem Punkt, an dem eine Stufe im Oszillator gesättigt ist , z. B. erreicht der gemeinsame Emitter in Ihrer Schaltung seine maximale Amplitude, und wenn Sie noch mehr Signal an seinen Eingang anlegen würden, würde der Ausgang zu beschneiden beginnen.

Dieses Verhalten bedeutet, dass die Verstärkung abnimmt! Anstelle der beispielsweise 10-fachen Verstärkung für kleine Signale erhalten Sie weniger Verstärkung wie 5-fach für ein großes Signal.

Das ist der Mechanismus, der die Amplitude bis zu dem Punkt stabilisiert, an dem die Schleifenverstärkung des Oszillators Eins wird.

Sie sollten also nicht auf einen niedrigen Gewinn abzielen (entwerfen)! Wenn ich einen Oszillator entwerfe, entwerfe ich ihn so, dass die Schleifenverstärkung immer deutlich größer als eins ist, also mindestens ein Faktor 2. Unter Berücksichtigung von Schwankungen in der Versorgungsspannung und Temperatur muss ich die Schleife möglicherweise so entwerfen, dass die typische Schleifenverstärkung für kleine Signale entspricht einem Faktor 5.

In Bezug auf die Frequenzmodulation: Sie verwenden keinen separaten Varicap, sondern variieren die Vorspannung des NPN-Transistors, wodurch die Werte seiner Sperrschichtkapazitäten geringfügig geändert werden. Das funktioniert, aber erwarten Sie nicht, dass Sie die Frequenz stark variieren können. Ein üblicherer Ansatz besteht darin, C13 zu einem Varicap zu machen, sodass der LC-Tank C13, L1, L2 eine variable Resonanzfrequenz erhält.

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