|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы включены каскады со связями по переменному току, передача сигнала в которых осуществляется при помощи модулированной несущей. В этом случае сигнал изменяет емкости диодов-варикапов, модулируя разность напряжений несущей частоты на диодах. Основные узлы операционного усилителя с модулято-ро.м на варикапах показаны на фиг. 4.22. Как и в описанном ранее случае усилителя с ключевым модулятором, входной сигнал здесь модулирует несущую, а затем происходит усиление и демодуляция. Далее усиленный сигнал поступает на усилитель с непосредственными связями. Влияние погрешностей этого усилителя уменьшится пропорционально коэффициенту усиления предшествующей части. Чтобы оценить выигрыш, приведем погрешности основного усилителя по напряжению и по току к входу. Результат аналогичен рассмотренному ранее случаю усилителя с ключевым модулятором [уравнение (4.38 ]. Пусть усиление части усилителя с преобразованием равно Лос, а выходное сопротивление Roc- Тогда Vos-yosc + OSm + (Rqc ~ Ri)~ OSmRps (4.46) где Vosc - напряжение смещения части усилителя, работающей с преобразованием, а losm - разностный входной ток основного усилителя. Помимо напряжения Vqsc возникает также погрешность из-за входных токов смещения. Входной модулятор на варикапах позволяет получить исключительно малые входные токи порядка 0,01 пА. Однако частотная характеристика рассматриваемого вида операционных усилителей ограничена ча стотами, во много раз меньшими несущей. Это связано с самим методом модуляции. у Зависимость емкости полупроводникового диода от напряжения используется в модуляторах на варикапах для того, чтобы осуществить модуляцию несущей частоты. Типовая схема модулятора показана иа фиг. 4.23. Напряжения Vi и Vd2 на Шдулятор Усилитель переменного тона  Демодулятор Генератор Усилитель постоянного тока  -Фиг, 4.22. Операционный усилитель с входным модулятором на варикапах, О---р- -о 4 От генератора , . Фиг. 4.23. Основная схема модулятора на варикапах. диодах определяются величинами напряжений входного сигнала Ei и несущей Е.. Уровни напряжений Ei и Ее выбираются достаточно низкими, чтобы исключить работу диодов при сколько-нибудь значительном отпирающем смещении и таким образом избежать состояния, в котором сопротивление мало. Как будет подтверждено в дальнейшем, входной сигнал вызывает разбаланс напряжений на диодах, внося тем самым различие в величины их емкостей. Это приводит к разбалансировке напряжений несущей на обоих диодах. Возникающее при этом разностное напряжение несущей частоты проходит через фильтр верхних частот, образуемый конденсатором Сг и резистором R\, на выход модулятора. Главными характеристиками диодов, используемыми в модуляторе, являются зависимость от напряжения их емкостей и высокая величина сопротивлений при малых напряжениях. Анализ этих характеристик можно провести, используя схему замещения диода фиг. 4.24, состоящую из резистора и конденсатора. Сопротивление диода можно найти из уравнения перехода. Перепишем для этого выражение (2.2) 184 - - • Глава 4 О О при малых напряжениях Va на диодах уравнение перехода можно упростить, используя разложение в ряд  Фиг. 4.24. Схема замеще- Если соблюдать условие ния варикапа. V учитывая, что величина KT/q составляет /«25 мВ, можно упрощенно записать Следовательно, приближенная величина сопротивления диода равна * <i = -r-- "Ри <10 мВ, d 4s (4.47) 109 Ом при /s = 10nA. Подобным же образом можно найти емкость схемы замещения, упрощая основное уравнение емкости перехода где емкость Со определяется при нулевом смещении на переходе, а ф - контактный потенциал перехода. При напряжениях, малых по сравнению с величиной ф, равной примерно 0,6 В, емкость Cd можно аппроксимировать при помощи ряда , 1 Ч---Ь ... . Следовательно, " • • -0(1 + ) при V.«0,6B, • Cd= 10 пФ. , . На основе полученной схемы замещения можно построить эквивалентную схему модулятора. На частотах сигнала емкость диода практически не шунтирует резистор г, и диоды можно представить одними их сопротивлениями. Для того-чтобы, рассмотреть усредненные величины напряжений, возникающих на диодах под действием входного сигнала, следует пренебречь напряжением несущей. Таким образом, приходим к эквивалентной 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 |