FM 반송파 생성

다음 FM 라디오 회로도가 어떻게 작동하는지 이해하려고합니다.

구체적으로, 반송파가 어떻게 생성되는지 알고 싶습니다. 나는 LC 탱크의 개념을 이해하고 오른쪽 상단에 그것이 있다고 생각하지만 이해하지 못하는 것은 진동 / 공명이 시작되는 방법입니다. 온라인에서보고있는 모든 예는 LC 탱크를 "이동"시키기 위해 주파수 발생기를 사용하는 것을 보여줍니다. 이 작은 (간단한) 회로에는 주파수 발생기가 부착되어 있지 않습니다.

나는 친구에게 물었고 트랜지스터가 관련된 것으로 의심된다고 말했지만, 누군가가 나에게 더 자세히 설명하거나 여기에 대답하기에 너무 관련이 있다면, 나를 가리킬 수 있기를 바랍니다. 올바른 방향으로 움직일 수있는 일부 리소스 (책, 웹 사이트, 비디오 등).

감사!

업데이트
위대한 모든 정보에 대한 많은 감사합니다. 이것이 Colpitts Oscillator라는 것을 알게 된 후, 더 자세한 내용을 제공하는 다음 자료를 찾을 수있었습니다. 나중에 참조 할 수 있도록 그리고이 질문이 유용하다고 생각되는 사람들을 위해 여기에 게시하고 있습니다.
Wikipedia
Electronics 정보
YouTube 비디오
브레드 보드 기반 예제
Falstad Circuit Simulator
전자 정보 배우기

Q2와 그 주변의 회로는 콜 피트 발진기를 형성합니다 . 이것은 공통 기본 구성의 트랜지스터가 이미 터에서 컬렉터로 전압 이득을 가질 수 있다는 사실을 이용합니다. 이 간단한 회로를 고려하십시오.

IN이 그 범위의 중간에 가까워 지도록 IN이 바이어스되면, IN의 작은 전압 변화는 OUT의 큰 전압 변화를 유발합니다. 이득은 부분적으로 R1에 비례합니다. R1이 높을수록 작은 전류 변화로 인한 전압 변화가 커집니다. 또한 극성이 유지됩니다. IN이 약간 내려 가면 OUT이 많이 내려갑니다.

Colpitts 발진기는 공통베이스 앰프의 단위 이득보다 큰 이득을 이용합니다. 부하가 R1 대신 병렬 공진 탱크 회로가 사용됩니다. 병렬 공진 탱크는 공진점을 제외하고 이론적으로 무한한 임피던스를 갖는 임피던스가 낮습니다. 증폭기 게인은 콜렉터에 연결된 임피던스에 의존하기 때문에 공진 주파수에서 많은 게인을 갖지만 그 게인은 해당 주파수 주변의 좁은 대역 외부에서 1 아래로 빠르게 떨어집니다.

지금까지 Q2, C4 및 L1에 대해 설명합니다. C5는 공통베이스 앰프의 출력 전압 중 일부를 OUT에서 IN으로 공급합니다. 공진점의 게인이 1보다 크므로 시스템이 진동합니다. OUT의 일부 변화는 IN에 나타나며, 증폭되어 OUT으로 더 크게 변화하여 IN 등으로 피드백됩니다.

이제 여러분의 생각을들을 수 있지만, Q2의베이스는 위의 예와 같이 고정 전압에 묶여 있지 않습니다 . 위에서 보여준 것은 DC에서 작동하고 이해하기 쉽기 때문에 DC를 사용하여 설명했습니다. 회로에서는 AC, 특히 발진 주파수에서 발생하는 일에 대해 생각해야합니다. 이 주파수에서 C3은 짧습니다. 그것이 고정 전압에 묶여 있기 때문에, Q2의베이스는 본질적으로 발진 주파수의 관점에서 고정 전압으로 유지된다 . 100MHz (상업용 FM 대역의 중간)에서 C2의 임피던스는 160mΩ에 불과합니다. 이는 Q2의베이스가 일정하게 유지되는 임피던스입니다.

R6 및 R7은 위의 모든 사항이 유효 할 수 있도록 작동 범위의 중간에 Q2를 가깝게 유지하기위한 원유 DC 바이어스 네트워크의 경우입니다. 특히 영리하거나 강력하지는 않지만 올바른 Q2 선택과 함께 작동 할 것입니다. R6 및 R7의 임피던스는 발진 주파수에서 C3의 임피던스보다 수십 배 높다는 점에 유의하십시오. 그들은 진동에 전혀 중요하지 않습니다.

나머지 회로는 평범하고 마이크 신호를위한 영리하거나 강력한 증폭기가 아닙니다. R1은 (아마도) 일렉 트릿 마이크를 바이어스합니다. C1은 DC를 차단하면서 마이크 신호를 Q1 증폭기에 연결합니다. 이는 마이크로폰과 Q1의 DC 바이어스 포인트가 독립적이며 서로 간섭하지 않도록합니다. HiFi 오디오조차도 20Hz까지 낮아지기 때문에 DC 포인트로 원하는 작업을 수행 할 수 있습니다. R2, R3 및 R5는 R4의 부하에 대해 작동하는 조잡한 바이어스 네트워크를 형성합니다. 그 결과 마이크 신호가 증폭되어 Q1의 콜렉터에 결과가 나타납니다.

그런 다음 C2는이 오디오 신호를 오실레이터에 연결합니다. 오디오 주파수는 발진 주파수보다 훨씬 낮기 때문에 C2를 통과하는 오디오 신호는 Q2의 바이어스 포인트를 약간 교란시킵니다. 이는 탱크에서 보이는 구동 임피던스를 약간 변경하여 발진기가 작동하는 공진 주파수를 약간 변경합니다.

이 스키마에서 Q1은 약 50-100의 이득을 가진 클래스 A 오디오 증폭기입니다. 오실레이터 스테이지를 구동하는 데 사용됩니다. C4 / L1 @ ~ 110 MHz의 오실레이터 유형 (Q2는 콜 피트 오실레이터 임)을 잘 인식하지 못했습니다. 메모리가 제대로 작동하면 C5는 Q2를 증가시켜 Q2를 불안정하고 자체 진동하는 상태로 만듭니다.

편집 : 이 회로에서 변조가 작동하는 방식에 대한 Kevin White 의 응답을 참조하십시오 .

Q2는 Colpitts 발진기로 알려진 것으로 구성됩니다. C5는 컬렉터에서 이미 터로 신호를 공급합니다. 콜 피트 발진기의 중요한 구성 요소 중 하나는 물리적 구성 요소로 존재하지 않는 Q2의 이미 터 대 기본 이미 터 인 두 번째 커패시터입니다.

언급했듯이 LC 탱크는 전송 주파수에서 공진 회로를 형성합니다.

오실레이터가 공진 회로 이상의 것을 필요로하기 위해서는 인덕터의 저항과 일부 전력이 방출된다는 사실로 인해 손실을 보충하기위한 증폭기가 필요하다.

트랜지스터 Q2는 C5를 통해 신호의 일부를 이미 터로 가져 와서 증폭 된 버전의 신호를 컬렉터에서 LC 탱크로 다시 표시함으로써 증폭기를 형성한다. 그런 다음이 신호는 이미 터로 피드백되어 더 증폭됩니다.

이것을 포지티브 피드백이라고하며 신호는 파워 레일의 진폭에 도달하거나 Q2의 비선형성에 의해 진폭을 제한하는 것과 같은 것에 의해 제한 될 때까지 계속 증가합니다. 진행을 시작하는 데 무한한 신호 만 있으면 진동이 빠르게 쌓입니다.

일이 어떻게 시작 되나요? Martin이 말했듯이 전원을 켤 때 발생하는 장애에서 시작할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없습니다. 모든 실제 전자 회로는 잡음 (예를 들어, 오디오의 배경에있는 잡음)을 생성합니다. 이것이 단지 수백만 볼트의 볼트 일지라도 이전 단락에서 설명한 바와 같이 쌓일 것입니다.

Q1은 무엇을합니까?

Q1은 마이크의 신호를 발진기 Q2에 공급되는 10 또는 100 밀리 볼트 레벨로 증폭합니다. 진동 주파수는 LC 탱크에 의해 결정되지만 트랜지스터 Q2의 특성에도 영향을받습니다. Q1의 입력 전압이 Q2로 공급되면 특성이 약간 변경되고 FM을 유발하는 발진 주파수가 달라집니다.

또한 진폭 변조 (AM)를 유발할뿐만 아니라 발진의 진폭을 변화 시키지만 FM 수신기는이를 무시합니다.

발진기 회로의 시동과 관련하여 C3이 중요한 부분이라고 생각합니다. 전원이 공급되는 첫 순간에 C3은 기본적으로 단락 회로이며 Q2를 켭니다. 이것은 초기 발진을위한 전원을 제공합니다. 그런 다음 C5는 발진을 유지하기 위해 긍정적 인 피드백을 제공합니다.