FM搬送波の生成

次のFMラジオの回路図がどのように機能するかを理解しようとしています。

具体的には、搬送波がどのように発生するのか知りたい。LCタンクの概念は理解していますが、右上にあると思いますが、振動/共振がどのように始まるのかわかりません。私がオンラインで見ているすべての例は、LCタンクを「稼働」させるための周波数発生器の使用を示しています。明らかに、この小さな（単純な）回路には周波数発生器が接続されていません。

私は友人に尋ねたところ、彼はトランジスタが関係しているのではないかと疑っていたと言った。正しい方向に進むためのリソース（本、Webサイト、ビデオなど）。

ありがとう！

更新
すべてのすばらしい情報に感謝します。これがコルピッツオシレーターであることを知った後、さらに詳細を説明している以下のリソースを見つけることができました。私の将来の参考のため、およびこの質問が役立つと思われる人のために、ここに投稿します。
ウィキペディア
エレクトロニクスについて学ぶ
YouTubeビデオ
ブレッドボードベースの例
Falstad Circuit Simulator
エレクトロニクスについて学ぶ

Q2とその周りの回路がコルピッツ発振器を形成しています。これは、共通ベース構成のトランジスタがエミッタからコレクタへの電圧利得を持つことができるという事実を利用しています。この単純な回路を考えてみましょう：

INがバイアスされてOUTがその範囲の中央に近づくと、INの小さな電圧変化によりOUTの大きな電圧変化が生じます。ゲインはR1に部分的に比例しています。R1が高いほど、小さな電流変化から生じる電圧変化が大きくなります。極性が保持されることにも注意してください。INが少し下がると、OUTが下がります。

コルピッツ発振器は、これを一般的なベースアンプのユニティゲインよりも大きく利用します。負荷がR1の代わりに、並列共振タンク回路が使用されます。並列共振タンクは、理論的には無限インピーダンスになる共振点を除いて、インピーダンスが低くなります。アンプのゲインはコレクターに接続されたインピーダンスに依存するため、共振周波数で多くのゲインが得られますが、そのゲインはその周波数の周りの狭い帯域の外側ではすぐに1を下回ります。

これまでのところ、Q2、C4、L1について説明しています。C5は、コモンベースアンプの出力電圧の一部をOUTからINに供給します。共振点でのゲインが1より大きいため、これによりシステムが発振します。OUTの変化の一部はINに現れ、それが増幅されてOUTに大きな変化を与え、INにフィードバックされます。

今、私はあなたが考えるのを聞くことができますが、Q2のベースは上記の例のように固定電圧に結び付けられていません。上記で示したものはDCで機能します。理解しやすいので、DCを使用して説明しました。あなたの回路では、ACで、特に発振周波数で何が起こるかを考える必要があります。その周波数では、C3はショートです。固定電圧に接続されているため、発振周波数の観点からは、Q2のベースは基本的に固定電圧に保持されます。100 MHz（商用FM帯域の中央）では、C2のインピーダンスはわずか160mΩです。これは、Q2のベースが一定に保たれているインピーダンスです。

粗いDCバイアスネットワークのR6とR7は、Q2を動作範囲の中央に十分に近づけ、上記すべてが有効になるようにします。これは特に賢明または堅牢ではありませんが、おそらく第2四半期の正しい選択で動作します。R6とR7のインピーダンスは、発振周波数でのC3のインピーダンスよりも桁違いに大きいことに注意してください。振動にはまったく関係ありません。

回路の残りの部分は単なる普通のものであり、マイクロフォン信号用の特に賢いまたは堅牢なアンプではありません。R1は（おそらく）エレクトレットマイクにバイアスをかけます。C1は、DCをブロックしながらマイク信号をQ1アンプに結合します。これにより、マイクとQ1のDCバイアスポイントが独立し、互いに干渉しなくなります。HiFiオーディオでさえ20 Hzまでしか下がらないので、DCポイントで必要なことを実行できます。R2、R3、およびR5は粗雑なバイアスネットワークを形成し、R4の負荷に対して働きます。その結果、マイク信号が増幅され、その結果がQ1のコレクターに現れます。

次に、C2はこのオーディオ信号を発振器に結合します。オーディオ周波数は発振周波数よりもはるかに低いため、C2を通過するオーディオ信号はQ2のバイアスポイントを実質的に摂動させます。これにより、タンクから見た駆動インピーダンスがわずかに変化し、発振器が動作する共振周波数がわずかに変化します。

そのスキーマでは、Q1はクラスAのオーディオアンプで、ゲインは約50〜100です。これは、オシレーターステージを駆動するために使用されます。C4/ L1 @〜110 MHzのオシレーターの種類を認識するのが得意ではありません[Q2はコルピッツオシレーターであることが判明しました]。私の記憶が正しければ、C5はミラー効果を増加させ、Q2を不安定な自励発振状態にします。

編集：この回路で変調がどのように機能するかについてのKevin Whiteの応答を参照してください。

Q2は、コルピッツ発振器として知られているものとして構成されています。C5はコレクタからエミッタに信号を供給します。コルピッツの発振器の1つの重要なコンポーネントは、物理的なコンポーネントとしては存在せず、Q2のエミッタからベースへの静電容量である2番目のコンデンサです。

あなたが言うように、LCタンクは送信の周波数で共振回路を形成します。

ただし、発振器に必要なのは単なる共振回路だけではありません。インダクタの抵抗と電力の一部が放射されることによる損失を補うための増幅器が必要です。

トランジスタQ2は、C5を介して一部の信号をエミッターに取り込むことで増幅器を形成し、信号の増幅されたバージョンがコレクターからLCタンクに戻されます。この信号はエミッタにフィードバックされ、さ​​らに増幅されます。

これは正のフィードバックと呼ばれ、信号は、電源レールの振幅に到達するなどの制限を受けるか、振幅を制限するQ2の非線形性になるまで増加し続けます。物事を開始するために必要なのはごくわずかな信号だけであり、振動は急速に増大します。

物事はどのように始まりますか？マーティンが述べているように、それは電源がオンにされたときに引き起こされる妨害から始めることができますが、それは必要ではありません。実用的な電子回路は、ノイズと呼ばれるもの（たとえば、オーディオのバックグラウンドのヒス）を生成します。これが数百万ボルトのほんの数百万ボルトであっても、前の段落で説明したように、それは蓄積されます。

Q1は何をしますか？

Q1は、マイクからの信号を、発振器Q2に供給される数十または数百ミリボルトのレベルに増幅します。発振周波数はLCタンクによって決まると述べましたが、トランジスタQ2の特性にも影響を受けます。Q1からの入力電圧がQ2に供給されると、その特性がわずかに変化し、発振周波数が変化してFMが発生します。

また、発振の振幅も変化し、振幅変調（AM）が発生しますが、FMレシーバーはそれを無視します。

発振回路の立ち上げに関しては、C3が重要な部分だと思います。電源が投入されている最初の瞬間、C3は基本的に短絡であり、Q2をオンにします。これにより、初期振動に電力が供給されます。次に、C5は正のフィードバックを提供して発振を維持します。