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Os moduladores balanceados do caminho de transmissão dos transceptores são mais frequentemente executados em diodos, transistores ou microcircuitos. A utilização de varicaps nesses aparelhos oferece vantagens significativas, que são descritas no artigo proposto.

Um modulador muito interessante para o caminho de transmissão de transceptores, especialmente transceptores econômicos de conversão direta, é um modulador passivo feito em varicaps - diodos semicondutores com capacitância controlada da junção p-n. Sendo elementos reativos, eles quase não absorvem energia, então o modulador feito sobre eles é caracterizado pelo aumento da eficiência. Além disso, possui alta impedância na entrada de baixa frequência, o que facilita a construção de um amplificador de microfone. Nesse caso, o modulador fornece uma amplificação significativa da potência do sinal de baixa frequência.

A literatura descreve esquemas de moduladores balanceados em varicaps com transformadores de balanceamento [1]. O modulador proposto não contém elementos de enrolamento, pois o transformador de balanceamento é substituído por uma cascata de fase invertida de alta frequência em um transistor.

O circuito modulador é mostrado na figura.

O dispositivo funciona da seguinte forma. Varicaps VD1 e VD2 são conectados em série entre o emissor e o coletor do transistor VT1. A tensão constante disponível entre esses eletrodos do transistor também serve como uma tensão de polarização para os varicaps. O resistor variável R5 é um elemento de balanceamento do modulador e divide essa tensão aproximadamente pela metade. Quando você altera a posição do controle deslizante do resistor, a tensão de polarização em um varicap aumenta e, no outro, diminui. O ajuste garante que a capacidade dos varicaps seja a mesma.

Os valores dos resistores R1 e R2 do divisor no circuito de base do transistor VT1 são escolhidos de forma que a tensão entre o coletor e o emissor na ausência de sinal seja de cerca de 7 V a uma tensão de alimentação de 15 V.

Quando uma tensão de RF é aplicada à base do transistor VT1, através de um capacitor de desacoplamento C1, a cascata opera como um inversor de fase e tensões de RF iguais, mas antifase, são emitidas nos resistores R3 e R4, pois suas resistências são iguais e quase o mesma corrente flui através deles (as bases de corrente podem ser desprezadas). Neste caso, as tensões em VD1 e VD2 também são as mesmas, portanto, a tensão de RF de saída é zero.

O sinal de som modulante é alimentado através do circuito de desacoplamento R6C4. Com meia onda positiva, a capacitância do varicap VD1 aumenta e VD2 diminui, com negativa, vice-versa. O equilíbrio da ponte formada pelos resistores R3, R4 e varicaps é perturbado. Na saída aparecem meias-ondas do sinal modulado DSB com portadora suprimida.

Sem um transformador de balanceamento, este modulador está livre das deficiências deste último (enrolamento trabalhoso, balanceamento impreciso, pickup, etc.) e possui amplificação não apenas em baixas, mas também em altas frequências, pois a impedância de entrada do transistor estágio é significativamente maior do que a saída. Isso permite conectar o modulador ao oscilador local sem estágios de buffer adicionais e, ao usar a estabilização de quartzo, até mesmo combinar o modulador com o oscilador local [2].

Neste modulador, merece atenção a inclusão de um resistor de balanceamento R5. Normalmente ele é conectado entre a fonte de alimentação e o fio comum, mas aqui é conectado entre o emissor e o coletor do estágio de fase invertida. Isso é feito pelos seguintes motivos:

1. Quando o modo do transistor muda, causado por uma mudança de temperatura e outros parâmetros, as tensões no coletor e no emissor mudam, o que em um dispositivo montado de acordo com o esquema usual pode levar a um desequilíbrio na cascata. Na opção de comutação proposta, todas as tensões mudam de forma síncrona, portanto não há desequilíbrio.
2. O circuito de balanceamento não precisa de desacoplamento adicional da fonte de alimentação, o que reduz o zumbido CA, etc.
3. O ajuste é mais suave, pois os resistores R3 e R4 fazem o papel de restritivos e reduzem os limites de variação de tensão nos varicaps.

Os resistores R3 e R4 são especialmente selecionados com baixa resistência para, em primeiro lugar, reduzir a impedância de saída do modulador e, em segundo lugar, para que a diferença nas impedâncias de saída do estágio de fase invertida nas saídas do emissor e do coletor seja menos afetada .

A impedância de saída do modulador é da mesma ordem que a reatância dos varicaps na frequência portadora. Daí resulta que em altas frequências faz sentido usar varicaps com uma capacitância pequena e em baixas frequências - com uma grande. Para uma melhor supressão de portadora, é vantajoso usar conjuntos de varicaps com correspondência de capacitância. Adequado, por exemplo, aparelhos projetados para seletores de canais de TV (KV123A e similares com uma distribuição de capacidade não superior a 3%).

A verificação experimental do modulador na frequência de 5 MHz mostrou o seguinte. Quando uma tensão de RF com amplitude de 1,5 V foi aplicada à entrada, um sinal DSB com amplitude de 1 V foi obtido na saída do modulador com uma supressão de portadora de mais de 40 dB. Neste caso, a amplitude da tensão LF não ultrapassou 2...3 V. Não deve ser aumentada excessivamente para não entrar na região das tensões de abertura nos varicaps [3] e não causar distorções não lineares do sinal modulado (limitação do envelope nos picos de tensão LF).

Literatura

1. Polyakov V.T. Radioamadores sobre a técnica de conversão direta. - M.: "Patriota", 1990, pág. 129.
2. Condicionador de sinal Polyakov V. SSB. - Rádio, 1983, nº 3, p. 21.
3. Stepanov B. Características do uso de varicaps. - Rádio, 2002, nº 9, p. 27, 28.

Autor: M.Syrkin (UA3ATB), Moscou

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