fm_modul

Широкому распостранению ЧМ способствуют несомненные достоинства этого вида модуляции : отсутствие накладок на звуковое сопровождение телевизионных передач. Mеньшие взаимные помехи близко расположенных радиостанций ЧМ не создает помех радиовещанию на ДВ, СВ и КВ диапазонах. Hет наводок на усилители НЧ, что имеет место при работе АМ и даже SSB. Хорошо налаженная узкополосная ЧМ уверенно принимается большинством корреспондентов на различные приемники и без специального детектора.

В большинстве случаев, по-видимому, можно обойтись без ЧМ-детектора, но хорошо, если имеется возможность "заострить" резонансную характеристику с помощью Q-умножителя или хотя бы с помощью обычной положительной связи в УПЧ. Прием узкополосной ЧМ на специальный детектор не дает столь большого выигрыша, как прием широкополосной ЧМ.

Рис. 1. Cхема модулятора

Ниже приводится расчет деталей узкополосного ЧМ-модулятора и его наладка без специальных измерительных приборов. Схема модулятора (рис.2) имеет преимущество перед схемой в Радио №1/1959 с.26 показанной на рис.1, имеющей большое распостранение. К узкополосной ЧМ относится модуляция, индекс М которой меньше 1. Индекс ЧМ выражается отношением девиации частоты к модулирующей частоте и находится в обратно пропорциональной зависимости от последней.

Рис. 2. Принципиальная схема модулятора

Для предотвращения увеличения излучаемой полосы индекс ЧМ не должен быть более 0,5. При таком индексе по обе стороны от несущей будут только две боковых, амплитуды которых составляют более 1% общей излучаемой мощности. Так как наиболее громкие звуки речи имеют частоту не выше 1500 Гц, полоса частот передатчика, индекс модуляции М которого равен 0,5, и при наивысших значениях Fзв не будет более 6-7 кГц. С увеличением индекса М, полоса излучаемых частот быстро возростает. Так, для Fзв = 3 кГц при М = 2 ширина полосы будет равна 24 кГц.

Для осуществления узкополосной ЧМ в качестве модулирующего элемента удобно использовать изменение емкости плоскостного диода ДГ-Ц27 или Д7Г-Д7Ж, подключенного к контуру задающего генератора. На рис.2 часть емкости этого контура состоит из конденсаторов С3С5С7 и диода Д1 (модулирующая емкостная ветвь). Необходимо знать, в каких пределах должна изменяться емкость этой ветви при воздействии на диод модулирующих звуковых напряжений.

Предположим, что контур задающего генератора передатчика, рассчитанного для работы на всех любительских диапазонах (с применением умножения частоты), настроен на несущую частоту Fо = 3600 кГц. Емкость контура (включая емкость модулирующей ветви) составляет около 500 пФ. Чтобы в диапазоне 28-29,7 МГц полоса частот, излучаемая передатчиком, не превышала 6-7 кГц, максимальная девиация на частоте 3600 кГц должна быть не более 175-200 Гц. Для удобства расчетов - принимаем 180 Гц.

По формуле: 2 дельта F /Fо = N определяем, во сколько раз должна измениться частота задающего генератора при такой девиации. Подставляя величины, указанные выше, получаем 10^-4 раз. Емкость контура в данном случае должна изменяться 0,05 пФ.

Когда на диод Д1 подано запирающее напряжениe 14 В, его емкость будет составлять около 5 пФ. Так как емкость конденсатора С7 также 5 пФ, то для изменения общей емкости модулирующей ветви на 0,05 пФ емкость диода должна изменяться на вдвое большую величину 0,1 пФ. Для такого изменения емкости диода к нему нужно подводить ничтожно малое звуковое модулирующее напряжение. Достаточно ничтожной "накладки" пульсаций выпрямленного напряжения или фона от цепи накала, чтобы основательно засорить несущую. Поэтому хорошая работа с узкополосной ЧМ возможна только при самом серьезном отношении к ее налаживанию.

В модуляторе (рис.2), для облегчения наладки предусмотрены следующие меры:

Контур ЗГ имеет достаточно большую емкость и слабую связь с модулирующей ветвью.
Влияние модулирующих напряжений на емкость диода уменьшено путем включения конденсатора С5, что позволяет применить напряжение звуковой частоты с увеличенной амплитудой.
Pабочая точка диода Д1, определяющая величину и линейность девиации частоты, устанавливается с помощью потенциометра R4.
Обратная пропорциональность индекса ЧМ для любых звуковых частот сохраняется при помощи цепи R2C2.
Полоса частот микрофонного усилителя должна быть ограничена снизу частотой 200 Гц и сверху - 3000 Гц.

Для налаживания и проверки работы модулятора к точкам А-Б подключают ламповый вольтметр и потенциометром R4 устанавливают начальное запирающее напряжение диода Д1 8...20 В. Ротор подстроечного конденсатора С5 ставят в положение минимальной емкости. Затем включают ЗГ и на его основную частоту или одну из гармоник настраивают приемник с включенным телеграфным гетеродином. Изменяя запирающее напряжение на диоде Д1 в указанных выше пределах, наблюдают за изменением частоты в диапазоне.

Необходимо найти и зафиксировать такое положение ползунка потенциометра R4, при котором изменение запирающего напряжениея в пределах 0,5...2 В будут соответствовать строго симметричным и пропорциональным (относительно первоначальной настройке по нулевым биениям) изменениям частоты. Если при изменениях этого напряжения, меньших чем 0,5 В, уход частоты будет больше 3...5 кГц, постепенно увеличивают емкость конденсатора С5. Точное положение ротора конденсатора С5 устанавливают при пробной работе микрофоном.

Окончательное налаживание

Включают микрофонный усилитель и, говоря перед микрофоном, медленно поворачивают ось потенциометра R1 (регулировка девиации) до момента, когда тон биений несущей частоты, установленный с помощью ручки телеграфного гетеродина в пределах 400...800 Гц, начнет медленно меняться в такт с модуляцией. Девиацию уменьшают настолько, чтобы эти изменения тона биений были едва заметны лишь при самых громких звуках. В дальнейшем все регулировки девиации частоты должны производиться сопротивлением R1 или с помощью переключателя с подобранными постоянными сопротивлениями.

Емкость конденсатора С6 подбирают опытным путем в пределах 2...7 пФ так, чтобы при переходе на работу CW или АМ она полностью компенсировала отключение емкости "модулирующей ветви" частотного модулятора.

Р. Гаухман (UA3CH). "Радио" №9/1965 год