Oddělovače, modulátor a stabilizátor amplitudy

Oddělovací stupeň vf generátoru

tvoří zesilovač s malým zesílením 2,1. Jeho zapojení je na obr. 9905003. Dobré stálosti zesílení, linearity a větší vstupní impedance je dosaženo zápornou zpětnou vazbou neblokovaným emitorovým odporem R23. Hned za tímto stupněm je zařazen emitorový sledovač T4, který snižuje výstupní impedanci zesilovače.
obr. 9905003: Schéma oddělovačů, modulátoru a stabilizátoru ampitudy
Má-li zesilovač malou výstupní impedanci, nevadí mu zatížení výstupu kapacitami zátěží a parazitními kapacitami vodičů, které rozvádějí signál na různá místa po přístroji, a zesílení zesilovače při vysokých kmitočtech neklesá. Parazitní kapacity za sledovačem už nesnižují šířku pásma, které může zesilovač přenést, ale kapacity vodiče od kolektoru T3 k bázi T4 vůči bázi T3 a vůči zemi mají na šíři pásma rozhodující vliv.Rozmístění součástek oddělovače Aby zesilovač pracoval s konstantním ziskem v celém kmitočtovém pásmu až do 30 MHz, je kolektorový odpor R24 malý a součástky jsou uspořádány tak, aby parazitní kapacity mezi kolektorem a bází T3 a mezi kolektorem a zemí byly co nejmenší. Kolektor T3, báze T4 a živý konec R24 nejsou v plošném spoji, ale jsou spojeny nejkratší cestou ve vzduchu. Rozmístění součástek oddělovače vidíte na náčrtku.
Zemní vodič je tvořen širokou plochou, která na straně součástek pokrývá všechna volná místa na spojové desce.
Za oddělovačem je připojen druhý sledovač, sloužící jako proudový zesilovač pro napájení zátěže na pomocném výstupu. Na tomto výstupu je vyvedeno nemodulované vf napětí s malým zkreslením (není zkresleno modulátorem) a stálou amplitudou, nezávislou na poloze regulačního potenciometru a výstupního útlumového článku. Sem lze připojit např. čítač na měření frekvence, který bude správně měřit i při velké hloubce modulace a malém napětí na hlavním výstupu. Pomocný výstup lze také použít k takovým měřením, při kterých žádáme dobrou spektrální čistotu signálu.
Pomocný výstup lze uvnitř vnitřní stíněné krabičky vypnout stejnosměrným napětím, přivedeným zvenčí na svorku 13, aby páčka vypínače nemusela procházet dvojitým stíněním. Používáme-li pomocný výstup, je svorka K13 spojená s kostrou a tranzistorem T5 prochází proud. Pokud pomocný výstup nepoužíváme a měříme s velmi malým napětím na výstupu (zjišťování citlivosti a šumového čísla přijímače), svorku K13 připojíme na kladné napětí. Tím se uzavře tranzistor T5 a na pomocném výstupním konektoru není vf napětí, které by vytvářelo rušivé elektromagnetické pole.

Stabilizátor amplitudy

je nakreslen na obr. 9905003. Skládá se z usměrňovače - zdvojovače napětí s diodami D1, D2 a filtračním kondenzátorem C25, trimru P1 k nastavení žádaného výstupního napětí, a ze souměrného zesilovače regulační odchylky s dvojitým tranzistorem KC811. Je-li napětí větší, než žádané, tranzistor T6a se otevře, T6b se přivře a napětí na výstupu zesilovače - svorce K3 vzroste a zmenší se proud tekoucí odporem R6 nebo R12 do báze oscilačního tranzistoru T1 nebo T2. Tím se zmenší strmost tranzistoru T1 nebo T2 a kmity se zeslabí. Je-li vf napětí menší než žádané, napětí na K3 se zmenší a proud tekoucí do báze oscilátoru se zvětší. Tím vzroste strmost a kmity začnou narůstat.
Kondenzátor C25 v záporné zpětné vazbě zesilovače slouží jako korekční článek, snižující zesílení na středních a vysokých kmitočtech. Je nutný pro stabilitu regulační smyčky.
 

Modulátor

je zapojen jednoduše, jeho schéma je také na obr. 9905003. Je to zesilovač s MOSFET tranzistorem, jehož zesílení se řídí tak, že modulačním napětím měníme napětí hradla. Přes filtrační RC články přivádíme na hradlo velké nf modulační napětí o velikosti přibližně 1V a přes kondenzátor C24 sem vedeme malé vf napětí okolo 40 mV z děliče R5, R26 za oddělovacím stupněm. Převodní charakteristika MOSFET tranzistoru by teoreticky měla být kvadratická, a tak by strmost tranzistoru měla být přímo úměrná vstupnímu napětí. Ve skutečnosti není zcela kvadratická, ale parabole se jen blíží, takže při větší hloubce modulace než 30 % dochází ke zkreslení. Toto zkreslení odstraňuji korektorem, který předem zkreslí modulační napětí opačným způsobem, než modulátor, takže po průchodu modulátorem získáme téměř nezkreslený modulovaný signál. Modulátor je napájen ze samostatného stabilizátoru 7V, neboť při menším napájecím napětí by již MOSFET tranzistor pracoval v oblasti zakřivení výstupní charakteristiky a zkreslení by bylo ještě větší. Emitorový odpor R38 blokovaný kondenzátory C30 a C32 slouží k vytvoření předpětí hradla vůči emitoru. Tím se zmenšuje kolektorový proud tranzistoru. Při menším kolektorovém proudu končí zakřivení výstupní charakteristiky tranzistoru při nižším napětí, takže tranzistor již při napětí Uce=6V pracuje v lineární oblasti výstupní charakteristiky.
Lepší linearity by bylo možno dosáhnout s vyváženým modulátorem, tvořeným dvojicí vybraných FET tranzistorů nebo vhodným integrovaným obvodem, např. MA3005 nebo SO42P. Možná, že v budoucnu nahradím jednoduchý modulátor modulátorem vyváženým.
Za modulátorem by správně měla být pásmová propust nebo alespoň laděný obvod, který by potlačil nežádoucí produkty směšování, vzniklé nelinearitou modulátoru. Kvůli jednoduchosti jsem tenot filtr zatím nepostavil, takže výstupní napětí nebude spektrálně zcela čisté. Odhaduji, že př nulové hloubce modulace bude mít asi 1%-2% zkreslení vyššími harmonickými. Modulační zkreslení, které rozšiřuje postranní pásma, jsem snížil korektorem pod 5%. Vzhledem k tomu, že signální generátor je určen na slaďování přijímačů, tedy v podstatě selektivních zařízení, která stejně nebudou vyšší harmonické složky přijímat, domnívám se, že filtr není nutný. Pokud zjistím, že je zapotřebí, lze ho do přístroje vestavět a připojit ho před potenciometr R40. Kvůli možnosti dodatečné vestavby laděného obvodu za modulátor jsem k ladění použil dvojitý ladicí kondenzátor a přepínač rozsahů jsou šestipólový, ale jen 4 póly jsou využity. Jedna sekce kondenzátoru ladí oscilátor, druhá je volná a šla by použít do laděného obvodu za modulátorem.
 

Výstupní zesilovač

Zesilovač je zapojen podobně jako oddělovací stupeň, ale jeho zisk je přibližně 20. Schéma je na obr.9905003. Abych dosáhl širokého pásma 30 MHz a zesilovač byl stabilní, bylo třeba zvláštního provedení. Kvůli lepším vlastnostem na vysokých kmitočtech je R43 složen ze dvou paralelních odporníků pájených dosti nakrátko a C36 je tvořen paralelní kombinací čtyř keramických kondenzátorů 2*150nF+2x15nF, připojených s co nejkratšími vývody mezi R43 a zemní plochu tištěného spoje. Tranzistor je vsazen do otvoru ve stínicí přepážce tak, že báze vede na jednu stranu a kolektor na druhou, vývod stínění spojený s pouzdrem je připájen k přepážce. Tím jsem minimalizoval parazitní kapacitu mezi bází a kolektorem, zbývá jen vnitřní kapacita tranzistoru CBC. Negativní účinek této kapacity na šíři pásma se totiž násobí zesílením stupně, takže parazitní kapacita 5pF mezi bází a kolektorem by měla stejný účinek, jako 100pF mezi kolektorem a zemí.
 


Zpět na domovskou stránku Petra Jeníčka
Zpět do Jeníčkova radiového doupěte
Stránku vytvořil Ing. Petr Jeníček.
Stránka byla naposledy změněna 14.11.2004. Případné dotazy, týkající se zde popisovaného přístroje, posílejte na adresu: pjenicek (zavináč) seznam . cz .