FM modulátorok

Frekvenciamodulátor

A rádióamatőr gyakorlatban keskenysávú frekvenciamodulációt (NBFM) alkalmaznak. A pillanatnyi adási frekvenciát a moduláló hangfrekvenciás jel pillanatnyi amplitúdójának megfelelően kell változtatni. A frekvenciamoduláció megvalósítható a VFO frekvenciájának közvetlen befolyásolásával (ld. ábra), vagy a frekvenciamoduláció és fázismoduláció közötti kapcsolatot figyelembe véve, állandó frekvenciájú oszcillátor jele fázisának befolyásolásával is (fázismoduláció).

Az ábra szerinti modulátorkapcsolásban a szaggatott vonallal elválasztott VFO-ból a frekvenciameghatározó elemek: L és C ki vannak emelve. A frekvenciamodulációt C kapacitásának a moduláló jel függvényében való befolyásolásával érjük el.

D varicap dióda katódjára R1 ellenálláson keresztül a (földelt emitteres) tranzisztoros erősítő munkaponti feszültsége kapcsolódik, ez a pozitív feszültség a diódát lezárja. E zárófeszültség hatására D valamekkora kapacitást tanúsít, amely (C2 kondenzátorral sorosan) párhuzamosan kapcsolódik az oszcillátor frekvenciáját meghatározó rezgőkör C kapacitásával.

Ha a bemenetre Um moduláló feszültséget kapcsolunk, az a tranzisztoros erősítő kollektorán felerősítve jelenik meg, és R1 ellenálláson keresztül változtatja D lezáró feszültségét, és ezzel együtt kapacitását. D kapacitásának változása pedig - C2 kondenzátor útján – befolyásolja C kapacitását, az pedig az oszcillátor rezgési frekvenciáját.

Megjegyzés:

1. Frekvenciatöbbszörözős rendszerű adóknál figyelembe kell venni, hogy a többszöröző fokozatokon a löket (a névleges vivőfrekvenciától való eltérés) is sokszorozódik, ezért a VFO frekvencialöketét a kívánt löketnek olyan hányadára kell beállítani, ahányszoros frekvenciatöbbszörözés következik a további fokozatokban.

2. Ha a vivőfrekvenciát PLL-es frekvenciaszintézer állítja elő, akkor értelemszerűen a PLL VFO-jának frekvenciáját befolyásoljuk a moduláló jellel. A PLL feladata, hogy az előállított frekvenciát a megadott értéken tartsa. Ebből következően a PLL „ellene dolgozik” minden olyan hatásnak, amely a kimenő frekvenciát változtatná, így a frekvenciamodulációnak is. Azt, hogy a PLL milyen gyors frekvenciaváltozást (modulációt) tud kiegyenlíteni, a hurokszűrő időállandója határozza meg. A szokásos hurokszűrők kb. 100 Hz frekvencia felett már záró tartományukba kerülnek, ezért a PLL a 100 Hz-nél nagyobb moduláló frekvenciát nem tudja kiegyenlíteni. Így a VCO frekvenciája hangfrekvenciával modulálható.

Ha ennél alacsonyabb moduláló frekvencia is előfordulhat (pl. a 70 cm-es sávban packetrádió üzemben alkalmazott modulációnál ez 10 Hz is lehet), az még a hurokszűrő áteresztő tartományába esik, ezért erre a PLL még hatásos, a modulációt kiegyenlíti. A megoldás un. kettős moduláció alkalmazása. Az „egyik” modulációs út a PLL VCO-jának modulátor bemenete, ebből az irányból tehát a 100 Hz-nél nagyobb moduláló frekvenciák hatásosak. A kis (10…100 Hz közötti) frekvenciájú jelekkel viszont a szintézer referencia oszcillátorát moduláljuk (ez a „második” modulációs út). Mint láttuk, a PLL a referencia jelhez igazítja a kimenő jel frekvenciáját, tehát, ha a referencia oszcillátort alacsony frekvenciájú jellel moduláljuk, a kimenő jel ugyanilyen frekvenciával modulálódik.

Alapsávi előkiemelés (preemphasis) és utóelnyomás (deemphasis)

A magas hangoknak a vevőben való elnyomását a frekvenciahű átvitel érdekében az adóban (még a frekvenciamodulátorra bocsátás előtt) a magas hangok kiemelésével kell kompenzálni. Ez az alapsávi előkiemelés, vagy preemphasis.

Adatjelek átvitelekor nem szoktak preemphasist ill. deemphasist alkalmazni.