Moduladores de ángulo (PM, FM, FSK y PSK)
Idea general: Modulación a nivel de señal
(Gp:) Amplificador de RF
(Gp:) Información (moduladora)
(Gp:) Portadora modulada
(Gp:) Modulador
(Gp:) Portadora sin modular
El amplificador de RF no tiene que ser lineal, por lo que es de alto rendimiento
Moduladores de fase:
Modulador con varicap (o varactor)
Modulador de Armstrong
Modulador con PLL
Modulador de fase con varicap (I)
(Gp:) Es una función del tipo Ctrans = K·(VO-V)-1/2
(Gp:) Ctrans = A·
(Gp:) 2·(NA+ND)·(VO-V)
(Gp:) ?·q·NA·ND
(Gp:) 0
(Gp:) V
(Gp:) Ctrans
En la transparencia ATE-UO PN 89 de la asignatura Dispositivos Electrónicos aparece:
Esto se obtuvo suponiendo que había cambio brusco de zona P a zona N (transparencia ATE-UO PN 14), lo que se llama unión abrupta
Si la unión es “linealmente gradual”, entonces Ctrans = K·(VO-V)-s, siendo s = 1/3.
Se pueden conseguir uniones “hiperabruptas”, de forma que s = 1 ó s = 2
Concepto de varicap de unión hiperabrupta
Modulador de fase con varicap (II)
Por otra parte, del análisis de un circuito RLC en paralelo se deduce lo siguiente (véanse las transparencias ATE-UO EC amp señ 51 y 52):
(Gp:) ie
(Gp:) L
(Gp:) R
(Gp:) C
(Gp:) vs
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) ZLCR(jw) ˜ p – arctg[2R(w – wr)/(Lwr2)] ˜ p – 2R(w – wr)/(Lwr2), (para valores de w cercanos a wr)
vs/ie = – ZLCR(jw) ˜ – R/[1 + j2R(w – wr)/(Lwr2)], siendo wr = 1/(LC)1/2.
Por tanto:
Cálculo del desfase en un circuito resonante paralelo
(Gp:) +
(Gp:) VpCv
(Gp:) LCH
(Gp:) vm, wm
(Gp:) +
(Gp:) CB1
(Gp:) vp
wp
(Gp:) Polarización del transistor
(Gp:) Q1
(Gp:) L
(Gp:) VCC
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) vRL
(Gp:) RL
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) iC
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) CB2
(Gp:) CB3
(Gp:) CV
(Gp:) gm
Modulador de fase con varicap (III)
Circuito modulador
(Gp:) vRL/vp ˜ p – 2RL(w – wr)/(Lwr2)
(Gp:) wr = 1/(LCV)1/2
CV ˜ K/(VpCv + vm)2
(unión hiperabrupta)
(Gp:) siendo:
(Gp:) wr ˜ VpCv /(LK)1/2 + vm/(LK)1/2
= wR0 + K’ vm
(Gp:) Por tanto:
Modulador de fase con varicap (IV)
(Gp:) vRL/vp ˜ p – 2RL(w – wr)/(Lwr2)
wr ˜ wR0 + K’vm
Partimos de:
Por diseño: wR0 = wp
Calculamos el desfase a w = wp:
(Gp:) vRL/vp ˜ p + 2RLK’vm /[L(wR0 + K’vm)2]. Como wR0 >> K’vm, entonces:
(Gp:) vRL/vp ˜ p + 2RLK’vm /(LwR02) = p + 2RLvm /(LwR0VpCv) = p + 2vmQ/VpCv
Por tanto:
vRL ˜ gmRLVppsen[wpt + p + 2vmQ/VpCv]
O también:
vRL ˜ -gmRLVppsen[wpt + 2vmQ/VpCv]
(señal modulada en fase)
Modulador de Armstrong
(Gp:) vs
(Gp:) +
(Gp:) vm
(Gp:) Retardo p/2
(Gp:) vp = Vppcos(wpt)
vp’ = Vppsen(wpt)
vpDSB = KvmVppcos(wpt)
vs = Vppsen(wpt) + VppKvmcos(wpt).
Si Kvm