6.7. Балансный модулятор

В гл. 15 описываются балансные модуляторы (рис. 15.3), выполняющие двойную функцию: модуляции несущей для полу­чения боковых полос и подавления этой несущей с тем, чтобы на выходе присутствовали только сигналы боковых полос. На рис. 6.7 показана схема балансного модулятора такого ти­па на двух р — n — р-транзисторах. Обратите внимание на то, что сигнал радиочастотной несущей прикладывается к обмотке L₄ трансформатора, обеспечивающего передачу сигнала на об­мотку L₃. Последняя обмотка включена последовательно с ис­точником напряжения питания. Поэтому радиочастотный вход­ной сигнал прикладывается в фазе к обеим базам транзисторов T₁ и Т₄. Следовательно, любой полупериод радиочастотного сигнала создает на обеих базах одинаковое изменение прямого смещения. Поэтому если, например, полярность напряжения на L₃ обратна прямому (отрицательному) смещению, действующе­му между базой и эмиттером, то уменьшение этого смещения уменьшает ток обоих коллекторов. Поскольку коллекторы тран­зисторов ti и Т₂ включены по двухтактной схеме, их коллектор­ные токи проходят в направлениях, показанных на рис. 6.7 стрелками. Изменения токов в L₅ и L₆ равны и противополож­ны по знаку, вследствие чего изменения токов, представляющих радиочастотные сигналы, взаимно уничтожаются (предпола­гается, что схема сбалансирована, а транзисторы и конденсато­ры С₃ и С₄ являются идентичными).

Рис. 6.7. Балансный модулятор.

Вторичная обмотка L₂ входного трансформатора, через ко­торый подаются сигналы звуковых частот, имеет центральный отвод, поэтому к базам транзисторов прикладываются напря­жения, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 180°, что свойственно двухтактной схеме.

Вследствие того что сигналы звуковых частот вызывают в транзисторах ti и Т₂ изменения коллекторных токов, токи несу­щей частоты в каждом транзисторе модулируются. При этом возникают боковые частоты модуляции, резонансными схема­ми для которых являются контуры, образованные C₃L₅ и C₄L₆. Такие резонансные схемы имеют низкий импеданс для звуковых сигналов, поскольку частоты последних далеки от резонансных частот этих контуров, поэтому звуковые сигналы на выходе ос­лабляются. Вследствие подавления несущей на выходе системы балансного модулятора действуют только сигналы боковых по­лос модуляции.

Конденсаторы C₁ и С₂ на входе представляют низкое реак­тивное сопротивление для радиочастотных сигналов, и поэтому через них осуществляется подача радиочастотных сигналов к базам транзисторов. Однако для сигналов звуковых частот, по­являющихся на обмотке L₂, эти конденсаторы обладают очень высоким реактивным сопротивлением, и поэтому сигналы не шунтируются.

6.8. Предварительная коррекция

При частотной модуляции схема предварительной коррек­ции повышает отношение сигнал/шум для звуковых сигналов более высоких частот. Эта схема компенсирует шумы, вызывае­мые элементами схемы, причем такие нежелательные шумы за­метнее при более широком диапазоне сигналов звуковых час­тот. Поскольку при ЧМ частотная характеристика в области звуковых частот простирается до 15 кГц, схема предварительной коррекции увеличивает усиление сигналов более высоких частот, поднимая их уровень выше уровня амплитуды шумово­го сигнала. Такая схема удобна для использования на практике и функционально оправдана, поскольку шумовые сигналы имеют фиксированную амплитуду по отношению к сигналам на данной частоте.

Рис. 6.8. Схема предварительной коррекции.

В соответствий с правилами, установленными Федеральной комиссией связи, коррекция начинается на частоте ~400 Гц, на частоте 1,5 кГц увеличение усиления достигает 2 дБ, на ча­стоте 2 кГц — 3 дБ. На частоте 2,5 кГц усиление увеличивается на 5 дБ, причем начиная с этой частоты нарастание усиления носит практически линейный характер, достигая 70 дБ на ча­стоте 15 кГц.

Как показано на рис. 6.8, основную схему предварительной коррекции образует комбинация из резистора и конденсатора. Конденсатор С₁ является конденсатором связи, однако его вели­чина выбирается такой, чтобы он имел относительно высокое реактивное сопротивление для сигналов более низких частот и очень низкое сопротивление для сигналов более высоких частот. Поэтому номинал С₁ меньше номинала обычного конденсатора связи. Постоянная времени R₁C₁ = 75 мкс и выбирается из сооб­ражений обеспечения наибольшего отношения сигнал/шум, но без чрезмерного увеличения девиации ЧМ-несущей вследствие увеличения амплитуды сигнала более высокой частоты. Необыч­но большие уровни сигнала в процессе модуляции могут приве­сти к девиации несущей за пределы отведенной полосы пропу­скания.

При использовании в передатчике схемы предварительной коррекции сигналов в приемнике должна применяться схема компенсации для устранения эффекта повышения амплитуды звуковых сигналов более высоких частот. Эффект, обратный получаемому при помощи схемы предварительной коррекции, достигается схемой компенсации, более подробно описанной в гл. 7. Такая схема для стереофонического радиовещания рассматривается в гл. 15 (рис. 15.8); схему предварительной кор­рекции не следует путать с корректирующей схемой (цепью) (рис. 15.3).