Амплитудная модуляция

Математическая запись АМ колебания при использовании одночастотного испытательного сигнала имеет вид

- глубина модуляции и принадлежит интервалу [0 ÷ 1].

Вид ам сигнала

Амплитудные соотношения в амс

Текущее значение амплитуды АМС

.

Максимальное значение амплитуды АМС

Минимальное значение амплитуды АМС

Среднее значение амплитуды АМС

_.

Энергетические соотношения в амс

Текущее значение мощности АМС

.

Несущее значение мощности АМС

_.

Максимальное значение мощности АМС

.

Минимальное значение мощности АМС

Среднее значение мощности АМС

_.

_{Спектр амплитудно-модулированного сигнала}

Энергия АМС, переносимая боковыми частотами

Векторное представление АМС (φ=0)

Способы осуществления амплитудной модуляции

Амплитудную модуляцию в ГВВ можно осуществить следующими способами:

1. Изменением смещения на управляющем электроде АЭ.

2. Изменением напряжения питания на выходном электроде АЭ.

3. С помощью электронно-управляемого аттенюатора.

4. Изменением сопротивления нагрузки по выходному электроду.

5. Комбинированными методами.

Наиболее широкое применение получили первый, второй и пятый способы осуществления АМ.

ГВВ, в которых осуществляется АМ называют амплитудными модуляторами.

Различают размещение амплитудных модуляторов на уровнях большой, средней и малой мощности.

В первом случае амплитудную модуляцию осуществляют в выходном усилителе мощности, во втором – в одном из промежуточных каскадов усилительного тракта, в третьем случае – в блоке формирования видов работ возбудителя передатчика. Каждому из перечисленных вариантов присущи свои достоинства и недостатки.

При модуляции в ВУМ все каскады предварительного тракта усиливают немодулированный ВЧ сигнал, могут работать в энергетически выгодных режимах и не вносят дополнительных искажений в передаваемую информацию. Однако для осуществления АМ требуется мощный источник модулирующего сигнала.

При модуляции на среднем уровне мощности требуется менее мощный источник модулирующего сигнала, но все последующие каскады усиления работают в режиме усиления АМ колебаний, что может привести к снижению промышленного КПД передатчика и увеличить уровень нелинейных искажений.

При модуляции на малом уровне мощности требуется маломощный источник модулирующего сигнала, обеспечивается универсальность построения передатчиков с различными видами модуляции, но весь тракт усиления работает в режиме усиления АМ колебаний.

Для всех случаев в тракте усиления АМ колебаний недопустимо применение умножителей частоты.

Амплитудная модуляция смещением по управляющему электроду

Амплитудная модуляция смещением по управляющему электроду на транзисторах называется АМ базовым смещением ( или смещением по затвору). На лампах этот вид модуляции называется АМ сеточным смещением.

Чтобы осуществить управление амплитудой ВЧ колебания в ГВВ последний должен работать в недонапряженном режиме с отсечкой по току. Осуществить АМ смещением в линейном режиме работы ГВВ невозможно.

Рассмотрим этот вид амплитудной модуляции на примере модуляции базовым смещением.

Схема амплитудного модулятора базовым смещением.

В приведенной схеме модулирующий сигнал введен в базовую цепь последовательно со смещением наиболее наглядным способом – с помощью модуляционного трансформатора Т_М. В результате напряжение смещения на базе принимает вид

.

При исследовании модуляции смещением предполагается, что и нагрузка на ГВВ не меняются, оставаясь постоянными. В этом случае напряжение отсечки будет меняться при изменении в соответствии с формулой

Взаимосвязь между первой гармоникой коллекторного тока и напряжением смещения на базе устанавливается с помощью статической модуляционной характеристики

.

С энергетической точки зрения интерес представляет также зависимость Обе эти зависимости изображаются на одном графике.

Статическая модуляционная характеристика (СМХ) при АМ смещением.

Рабочим участком СМХ является ее линейный участок. В этом случае коэффициент преобразования амплитудного модулятора будет величиной постоянной и линейной.

Середина линейного участка СМХ соответствует исходному напряжению смещения в несущем режиме .

Границы линейного участка позволяют рассчитать максимальное значение глубины модуляции

максимальную амплитуду модулирующего сигнала

.

Линейному участку СМХ соответствует почти линейный участок зависимости , что позволяет записать значения и в следующем виде

В этом случае текущее значение электронного КПД амплитудного модулятора смещением принимает вид