163873. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás rezgés fázismodulációjára
3 163873 4 reaktancia közös pontja impedanciatranszformátor bemenetével van összekötve. Az impedanciatranszformátor kimenő rezgését, valamint az ellenütemű erősítő ezzel ellentétes fázisú rezgését olyan ellenállásokra vezetjük, amelyeknek kimenetei össze vannak kötve. A vektoriális összegezés következtében itt olyan modulált fázisú rezgés keletkezik, amelynél nincs amplitudómodulálás, és kétszeres a fázislökete. A találmány szerinti fázismodulátor alkalmas nagymértékben automatizált gyártásra, és csaknem teljes egészében integrált áramkörökből és vékonyrétegű hibridkapcsolásokból építhető fel, minthogy egyetlen egyszerű tekercsen kívül további tekercseket nem tartalmaz. Itt kihasználjuk a fázishíd-elv előnyeit, amelyek abban állnak, hogy elkerüljük az amplitúdómodulációt és a fázisszöget kétszeresére növeljük, anélkül, hogy járulékos torzítások keletkeznének. A kapacitásdióda jelleggörbéjének találmány szerinti linearizálásával kapcsolatban olyan fázimodulátort kapunk, amely kitűnő átviteli minőséget biztosít. A kapcsolási elrendezésnél a kapacitásdióda egyik oldala nagyfrekvenciásán testpotenciálra van kapcsolva. Ez megkönnyíti a beszabályozást, minthogy a fázismodulátor választás szerint egy fázishídról egy egyszerű fázistolóra kapcsolható át anélkül, hogy eközben a kritikus szórt kapacitások változnának. Minhogy a kapacitásdiódára a moduláló jelet azon az oldalon vezetjük, amelyen nincs nagyfrekvenciás feszültség, ezért egy nagyfrekvenciás leválasztó tag elmaradhat. A találmány tárgyát az alábbiakban két példakénti kiviteli alak kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra fázishidas modulátorkapcsolás kapcsolási elrendezését mutatja, ahol U, a generátorfeszültség U, a feszültség az F reaktancian U, a feszültség az R, ellenálláson. A 2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés vektordiagrammja, ahol U4 a VQ diferenciálerősítő 1 és 2 bemenetei közötti feszültségkülönbség A 3. ábra az f - arctan x függvény diagrammját mutatja. A 4. ábra a •'. r /-. cf . C • Cv = Cf -.C függvény diagrammja, ahol C az F reaktancia teljes kapacitása Cf a Q fixkondenzátor kapacitásértéke Cy az L tekercs és a D kapacitásdióda párhuzamos kapcsolásának változtatható hatásos kapacitása. Az 5. ábra egy kapacitásdióda jelleggörbéje, ahol Co a munkaponti kapacitást jelenti. . A 6. ábra vektordiagrammot szemléltet a J =0° nyugalmi fázisszög kritériumának levezetésére, ahol U,\ U2 ", U,'" és U,"" az U, vektor helyzeteit jelentik. A 7. ábra olyan modulátorkapcsolás kapcsolási elrendezése, amelynél a fázishíd hatásait két vektor összeadásával érjük el. A 8. ábra a 7. ábra szerinti kapcsolási elrendezés vektordiagrammját ábrázolja, ahol U, az U, generátorfeszültséggel ellentett fázisú feszültség, míg U6 a kimenő feszültség. Az 1. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás G generátort tartalmaz, amelynél a fázisban modulálandó nagyfrekvenciás rezgést egy fázishidra vezetjük. A fázishíd R, és Ra ellenállásokból álló ohmos hídágat tartalmaz, ahol az említett két ellenállás értéke azonos, és tartalmaz egy fázistoló hídágat, amelyben R, ellenállás és F reaktancia van. Az F reaktancia sorbakapcsolt C, kondenzátorból és egy rezgőkörből áll, m% a rezgőkör L tekercset tartalmaz, amellyel D kapacitásdióda és C, kondenzátor soros kapcsolása van párhuzamosan kötve. A D kapacitásdióda és a test közé kapcsolt C, kondenzátornak a nagyfrekvenciás rezgés számára elhanyagolhatóan kicsi, reaktanciát kell képviselnie, míg a moduláló jel legnagyobb frekvenciája számára nagy reaktanciát, i A moduláló jelet, egy a diódát lezáró feszültséggel együtt az NF jelbemenetre vezetjük, amelyen a C, kondenzátor méretezése következtében nincs nagyfrekvenciás feszültség. Az R, és R, ellenállások közös pontja VD diferenciálerőshő 1 bemenetével van összekötve, -5 míg az R, ellenállás és az F reaktancia közös pontja a VJJ diferenciálerősítő 2 bemenetére van kapcsolva. A fázisban modulált nagyfrekvenciás rezgés a VD diferenciálerősítő kimenetén áll rendelkezésre. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés működése a ^ Q következő: A fázishidra az U, generátorfeszültséget vezetjük. A 2. ábra szerinti vektordiagramm alapján az R, ellenálláson eső U, feszültség az F reaktancian eső U, feszültséghez képest fázisban 90°-kai van eltolva. Az U, és U3 feszültségek vektoriális összege egyenlő az U, generátorfeszültséggel. Az F 15 reaktancia változásánál az U, feszültség vektorának végpontja köríven mozog, amelynek átmérője az U, generátorfeszültség vektora. Az f U, félgenerátorfeszültséget az R, ellenállásról vesszük le és Vn differenciálerősítő 1 bemenetére vezetjük, míg az U, feszültséget az F reaktanciáról vesszük le, és a VD 2Q differenciálerősítő 2 bemenetére juttatjuk. A VJJ differenciálerősítő 1 és 2 bemenetei között levő feszültségkülönbség az U, generátorfeszültség fele értékének felel meg, és ezáltal konstans, m% az U, generátorfeszültség és az U4 feszültségkülönbség közötti 22 fázisszög kétszerese a B fázisszögnek, amely az U, generátorfeszültség és az U2 25 feszültség között van. A £ fázisszög az alábbi összefüggésből adódik: Us R» tanE=--«— 30 vagy ha az F reaktancia C kapacitás, akkor tanE=Rj . CJC 2= arctan (R, . uQ •ne Minthogy a fázisszögnek a moduláló feszültséggel arányosan kell változnia, az adódik, hogy a 3. ábrán szemléltetett arctanfüggvény közelítően egyenes darabját fogjuk használni, amely szimmetrikus azx=0,2=0° pontra. Erre a célra a D kapacitásdiódával L tekercs van párhuzamosan kötve, amelynek induktivitása kompenzálja a C0 munkaponti 40 kapacitást. Az így keletkezett rezgőkör akkor lesz kapacitív, ha a diódakapacitás nagyobb, és akkor lesz induktív, ha a diódakapacitás kisebb, mint a CQ. munkaponti kapacitás. Továbbá az is adódik, hogy az F reaktancia C teljes kapacitása a moduláló feszültségnek lineáris függvénye. Ha . j. egy változó Cv kapacitású kondenzátorral fix kapacitásértékű Cf koncenzátor van sorbakötve, és meghatározzuk a változó Cv kapacitásnak a C teljes kapacitástól való függését, az alábbi függvény adódik: Cf . C Cv = 50 Cf-C Ezen soros kapcsolás függvényének görbéje a 4. ábrán bemutatott hiperbola, ahol a hiperbolát a Cf kapacitásértékre szabályoztuk. Ebből következik, hogy amennyiben a Cv 55 változó kapacitás jelleggörbéje hiperbola, úgy lehetséges, hogy a C teljes kapacitás számára egyenes vonalat kapjunk jelleggörbeként, ha a vele sorbakapcsolt kondenzátor számára a megfelelő Cf kapacitásértéket megtaláljuk. Minthogy a kapacitásdiódák jelleggörbéi hiperbolához hasonlóak, ezen gQ módszerrel a jelleggörbét linearizálni lehet. Amint a 4. ábrán látható, a kapacitásokra kapott függvény érvényes a C teljes kapacitás negatív értékeire, valamint a Cv változókapacitásra is. Ebből következik, hogy a jellegörbe linearizálás nemcsak a kapacitív munkatartományban, hanem az induktív munkatartományban is, és ilyen módon a teljes munkatartományban 65 lehetséges. Az 5. ábra egy kapacitásdióda jelleggörbéjét szemlélteti, amely számára a vele sorbakötendő C, kondenzátor kapaci-
