FM-Transmitter - AC-Ersatzschaltbild - Kondensatoranalyse

Dies ist eine Folgefrage aus den folgenden zwei Fragen:

  1. Funktionsweise der LC-Schaltung in Frequenzmodulation mit Simulation und Verknüpfung mit dem Grundprinzip der Frequenzmodulation
  2. Wie baut man einen UKW-Sender und wie funktioniert er?

Aus Link 1 wird ein AC-Ersatzschaltbild wie unten gezeigt abgeleitet:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Frage: Wenn C1 alle Wechselstromsignale direkt gegen Masse kurzschließt - wie breiten sie sich durch die Schaltung aus? Normalerweise wird das AC-Signal über den Transistor angelegt. Warum ist das hier nicht der Fall?

BEARBEITEN: Ich habe mir die BJT-Konfigurationen mit gemeinsamer Basis genauer angesehen und die Schaltungen neu angeordnet, um sie an das grundlegende Beispiel anzupassen (siehe unten).

Nehmen wir für den Signalgenerator an, dass wir ein Mikrofon verwenden werden. Wäre es richtig anzunehmen, dass es wie im AC-Ersatzschaltbild verdrahtet wäre?

Nachdem ich die Schaltungen neu angeordnet hatte, stellte ich fest, dass auf der Wechselstromschaltung alles von der Kollektorseite auf die Emitterseite verschoben wurde. Ist das richtig? Wenn ja warum?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Einfach: Für die HF-Frequenzen funktioniert es als gemeinsame Basis . Es muss kein HF-Signal an der Basis vorhanden sein, nur das (niederfrequente) Modulationssignal. Dies moduliert die C B e Kapazität des NPN, was zu einer FM-Modulation führt.
Ich habe nur Probleme, den "Pfad" zu visualisieren. Ich nehme automatisch an, da es mit Masse verbunden ist ... das Signal zerstreut sich wie ein Blitzschlag, der auf Masse trifft (wahrscheinlich nicht die beste Analogie, aber bringt meinen Standpunkt zum Ausdruck). Ich scheine auch meine Terminologie durcheinander gebracht zu haben. Ich ging davon aus, dass ein 'HF-Signal' ein beliebiges Wechselstromsignal ist ... sogar die niederfrequenten, die moduliert werden sollen. Ist meine Annahme falsch?
@SheerKahn Hallo, ich habe ein paar Fragen; Welchen Frequenzbereich erwarten Sie als Eingang für die Basis von BJT?
@ rsg1710 Ich weiß nicht genau, wofür diese Schaltung gedacht war, aber ich stelle mir 85-255 Hz vor (menschliche Stimme)

Antworten (1)

C1 schließt 100 MHz kurz. Die Reaktanz beträgt etwa 1,6 Ohm. Bei Audiofrequenzen, beispielsweise 1 kHz, ist seine Reaktanz 100000-mal höher und der Effekt entsprechend kleiner.

HINZUFÜGEN aufgrund des Kommentars:

Bei Audiofrequenzen (unter 20 kHz) bewirkt C1 eine kleine Dämpfung, aber die Wirkung ist so gering, dass das Audiosignal den Arbeitspunkt des Transistors durchaus zum Schwingen bringt. Dadurch ändert sich die interne Kapazität des Transistors und verursacht FM.

Zwischen 20 kHz und 100 MHz nimmt die Wirkung von C1 mit zunehmender Frequenz allmählich zu. Aber zwischen dem Audioband und der Sendefrequenz passiert in dieser Schaltung nichts. Bei der Sendefrequenz hat C1 eine so niedrige Reaktanz (ca. 1,6 Ohm bei 100 MHz), dass Sie denken können, dass die Basis geerdet ist und dies erforderlich ist, damit der Oszillator funktioniert.

In der Elektronik kommt es sehr häufig vor, dass die gleiche Schaltung bei unterschiedlichen Frequenzen gleichzeitig völlig unterschiedlich arbeitet. Meistens wird dies durch frequenzabhängige Reaktanzen verursacht. Der Effekt kann wie gerade in diesem Fall gewollt sein. Leider haben viele Teile aufgrund unerwünschter Reaktanzen auch einen begrenzten nutzbaren Frequenzbereich.

ADD2: Die Gleichstromquelle ist ein Kurzschluss im äquivalenten Wechselstromkreis. Sie müssen aufgrund ihres großen Unterschieds separate äquivalente Wechselstromkreise für 100 MHz und Audio haben. Im Audio-Wechselstromkreis ist die 100-MHz-Schwingkreisspule ein Kurzschluss und diese wenigen pF-Kondensatoren sind offen (= weggelassen). In einem 100-MHz-Wechselstromkreis sind nur wenige pF-Kondensatoren und L1 erforderlich, der 1-nF-Kondensator ist ein Kurzschluss.

Übrigens. Ihr gemeinsames Basisverstärker-Prinzipdiagramm gehört zum Mülleimer. Es stammt aus den 1940er Jahren. BJTs von heute funktionieren etwas anders als frühe Transistoren. Leider besteht die Tradition, dasselbe Lehrbild zu verwenden, immer noch. Das gleiche können Sie in vielen Erklärungen von Radiowellen sehen. Das Zeichen der Scheiße ist ein Pendel, ein Resonanzkreis und eine sich allmählich öffnende Lücke des Kondensators. Scheiße = schöne Geschichte, leider keine Physik.

Was ist der Vorteil davon? Nur zur Verdeutlichung, sagen Sie, dass es irgendetwas unter 100 MHz kurzschließt?
@SheerKahn Die Antwort wird aktualisiert
Würde in diesem Fall dieses Eingangssignal verstärkt und dann zur Modulation in den Schwingkreis geleitet? Oder einfach durchgefahren? Bilden R1 und C2 außerdem einen Hochpassfilter?
@SheerKahn Das Audiosignal wirkt sich nicht auf Tank Circuit L1VC1 aus. Das Audiosignal wirkt sich auf die interne Kapazität des Transistors aus, die immer noch zwischen C und B liegt. B wird bei 100 MHz von C1 geerdet, wodurch die Kapazität effektiv parallel zu VC1 liegt. C2 ist die Feedback-Route im Oszillator. R1 wird für Gleichstrom, Taransistor-Arbeitspunktstabilisierung und einen gewissen Widerstand bei 100 MHz für Wechselstrom benötigt, um die Rückkopplung vom Kollektor (= Ausgang) zum Emitter (= Eingang) effektiv zu machen. Die Rückkopplung funktioniert nicht bei Audiofrequenzen, daher ist R1C2 ein Hochpassfilter.
Frage aktualisiert
@SheerKahn neue Erklärungen werden gegeben
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