АМПЛИТУДНО-ФАЗОВАЯ КОНВЕРСИЯ

Амплитудно-фазовая конверсия (АФК) - преобразование амплитудной модуляции в фазовую. Она возникает при прохождении AM сигнала через устройство (усилитель, преобразователь, умножитель частоты), сдвиг фаз в котором зависит от амплитуды входного сигнала. Амплитудно-фазовая конверсия особенно характерна для устройств, работающих в диапазоне СВЧ, использующих лампы бегущей волны, клистроны, лавинно-пролетные диоды, диоды Ганна и другие приборы. В одних случаях она является следствием зависимости фазовой скорости волны от амплитуды сигнала, в других — зависимости от амплитуды сигнала главным образом реактивной проводимости прибора, влияющей на резонансную частоту колебательной системы.

Рассмотрим возникновение АФК в транзисторном усилителе (см. рис. 3.35), в котором в качестве используется варикап. В линейном режиме работы усилителя при входном напряжении переменный ток в выходной цепи где крутизна транзистора. Выходное напряжение

где сдвиг фаз в контуре. При изменении амплитуды входного сигнала) изменяются: средняя емкость варикапа (она зависит от резонансная частота контура его расстройка относительно частоты входного сигнала, фаза выходного напряжения. В результате напряжение оказывается модулированным и по фазе.

Если в отсутствие контур был настроен варикапом (с резким -переходом) на частоту то при воздействии входного сигнала его резонансная частота уменьшится в соответствии с первым слагаемым (3.79):

где В этих выражениях усиления усилителя, нормированные амплитуды напряжения, в последнее выражение, обозначения , и используя получаем уравнение для определения :

Для небольших амплитуд и расстроек можно считать Тогда из (3.125) получим:

В случае AM входного сигнала изменение резонансной частоты оказывается Соответственно изменяется и сдвиг фаз на частоте

Следовательно, AM входного сигнала с глубиной приводит к возникновению ФМ выходного сигнала с индексом модуляции

Если через подобный усилитель проходит ФМ (ЧМ) сигнал или сумма таких сигналов, обладающих паразитной AM с частотой то в результате амплитудно-фазовой конверсии эта AM переносится на изменение фазы выходных ФМ (ЧМ) сигналов, искажая их. Для ослабления АФК необходимо при усилении ФМ (ЧМ) сигналов использовать режим работы устройства, характеризующиеся слабой зависимостью сдвига фаз от амплитуды колебаний, и принимать меры к уменьшению паразитной AM.