Регенеративный делитель частоты.

Р егенеративный делитель частоты – это устройство, которое представляет собой автоколебательную систему, в которой цепь ПОС замыкается через преобразователь частоты. Это устройство работает в нелинейном режиме. Выходной сигнал в n – раз меньше. Разберём принцип действия делителя по функциональной схеме. Пусть эта система работает, то есть на входе fc, а на выходе fc/n . Этот сигнал подаётся на умножитель, с выхода которого снимается сигнал: (n-1)fc/n=fc-fc/n. При включении системы мы имеем единичный скачёк и если разложить его в ряд Фурье, то получим на выходе системы fc/n. Следовательно, произойдёт лавинообразное нарастание.

Амплитудная модуляция.

А cos (t) – Несущее колебание (амплитуда постоянна, фаза меняется).

a cos (t) – Модулированное колебание.

Уравнение огибающей амплитудно-модулированного (АМ) колебания выражается следующей формулой: А+а cos (t).

S(t)=( А+а cos t) cos t = A(1+m cos t) cos t.

где m=a/A – коэффициент модуляции.

Осциллограмма амплитудно-модулированного (АМ) колебания показана на рисунке (3.54).

U km=Ukm_H(1+ m cos t);

Ukm=Ukm_H(1+m cos t) cos t;

Ukm^max = Ukm_H (1-m );

Ukm^max= Ukm_H (1+m );

Ukm^max = 1+m ;

Ukm^min 1+m

m = Ukm^max -Ukm^min ;

Ukm^max -Ukm^min

m = 0……….1.

А мплитудно-модулированное колебание состоит из несущего колебания и из колебания: m A cos t cos t. Такое колебание можно получить на выходе балансного модулятора. В точках, где амплитуда напряжения равна нулю, происходит изменение знака фазы.

S(t)=А cost+mAcos(-)t+mAcos(-)t;

2 2

Энергетические соотношения:

- мощность. несущей.

мощность боковых составляющих.

средняя мощность.

ЛЕКЦИЯ№ 14

При амплитудной модуляции ВЧ колебаний амплитуда последних изменяется по закону модулирующего сигнала, который в общем случае имеет сложную форму.

Основные характеристики амплитудной модуляции:

1. коэффициент нелинейных искажений: :

В хороших передатчиках эта величина составляет порядка 1%. Для нормального качества передатчика эта величина составляет порядка 4-5%.

2 ) Статические и динамические характеристики:

Модуляция смещением (базовая, сеточная).

Изменением напряжения Есм осуществляют так называемую модуляцию смещением. Этот способ в настоящее время применяется в основном в передатчиках телевизионного изображения. Для ламповых передатчиков существуют и другие способы модуляции: модуляция возбуждением, экранная модуляция и анодная модуляция. Эти способы модуляции образуют классы сеточной модуляции. Способы модуляции могут быть комбинированными, при которых одновременно применяются 2 или более модулирующих фактора. Энергетические соотношения и линейность модуляции зависят от её осуществления и построения схемы усилителя ВЧ.

Для неискаженной передачи информации необходимо, чтобы форма огибающей АМ колебаний воспроизводила форму модулирующего сигнала. Для этого возникающие линейные и нелинейные искажения не должны превышать допустимых значений. Для оценки качества воспроизведения модулирующего сигнала удобно пользоваться статическими и динамическими характеристиками.

Статическая модуляционная характеристика представляет собой з ависимость первой гармоники тока от модулирующего фактора.

Iк₁=SUmб α1(θ) (1-cos θ)=

= SUmб β1(θ).

Где;

β1(θ)= α1(θ) (1-cos θ).

cos θ= -Еб-Еб’

Umб

При модуляции смещением статическая модуляционная характеристика имеет заметный нижний изгиб, что заставляет во избежание искажений ограничивать глубину модуляции. Поэтому в минимальном режиме не доходят до нулевой точки. При комбинированной модуляции СМХ оказывается практически линейной и допускается m_max=1. Это отображает рисунок (3.58).

Динамическая модуляционная характеристика показывает зависимость глубины модуляции (m) от амплитуды модулирующего напряжения. Вид характеристик примерно одинаков для всех способов АМ. Динамическую характеристику можно получить из статической, если в системе нет линейных искажений.

При малых амплитудах U_Ώ глубина модуляции мала и рабочим является линейный участок СМХ, поэтому динамической характеристикой на начальном участке является прямая линия, идущая из начала координат.

Из-за паразитной модуляции (фон, шумы), минимальная глубина модуляции должна превышать пороговую m₀. Если в передатчике модулируется несколько каскадов, то важна форма результирующей м одуляционной характеристики.

АЧХ передатчика есть зависимость глубины модуляции на выходе передатчика от модулирующей частоты при постоянном уровне сигнала НЧ на входе модуляционного сигнала. Вид АЧХ передатчика показан на рисунке (3.59).

Базовая модуляция в транзисторных усилителях является аналогом сеточной модуляции ламповых каскадов. При базовой модуляции смещением режим транзистора в пиковой точке, как и в лампе, выбирается граничным, а в остальных точках - недонапряженном.

Отличительной особенностью базовой модуляции является то, что ток базы существует в течение всего периода модуляции, так как статические характеристики токов базы и коллектора начинаются от одной точки (при одинаковом напряжении на базе). Из-за большой проходной ёмкости транзистора в транзисторном усилителе в некоторых случаях трудно осуществить 100-процентную модуляцию смещением.

Базовая модуляция применяется в схемах с общим эмиттером.

Н а рисунке (3.60) показана схема, при помощи которой осуществляется модуляция при изменении модулирующего фактора – напряжения Еб. При помощи статической модуляционной характеристики, приведённой для этой схемы, можно проводить оценку качества воспроизведения модулирующего сигнала.

Iк₁=Iкm  ₁(); Iк₀=Iкm ₀();

U_{ max} = (Еб_max-Еб_min)/2, причём m всегда меньше 1.

m_max = Iк₁max- Iк₁min = S Umб ₁(max)- S Umб ₁(min) = ₁(max)-₁(min)

Iк₁max+Iк₁min S Umб ₁(max)+S Umб ₁(min) ₁(max)+₁(min)

m_max = 0.8-0.85, иначе в схеме будут большие нелинейные искажения.

 max = 110  120;  min = 30  40;

Рисунок 3.61

=0,9;  = 110  120;  _max = 0.6

 _max = _н (1+m);  _min = _н (1-m);

Po max = Iко max *Ек; Iко max = Iкон (1+m); _н = 0.33:

=0.3 (1+0.32) 0.4

Для осуществления модуляции необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:

1. Модуляция смещением осуществляется только в недонапряжённом режиме.

2. Угол отсечки должен находиться в пределах: 30  120.

Статическая модуляционная характеристика нужна для того, чтобы определить рабочую точку (телефонную точку).

Рисунок 3.61 отображает некоторые схемы (бес трансформаторные), работающие поп принципу «модуляции смещением».

ЛЕКЦИЯ№ 15