- •КОЛЛЕКТОРНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Определим СМХ при изменении напряжения ЕП при постоянных значениях остальных параметров (UВХ, ЕС,
- •Рис.5.2. Временные диаграммы анодных напряжений и тока при анодной модуляции
- •Можно ослабить режим и уменьшить входной ток IВХ1, если использовать
- •Энергетические соотношения при КМ. Считаем СМХ токов в ПР линейными. Коэффициент использования коллекторного
- •Для лучшего использования АЭ рекомендуют максимальный режим совмещать с
- •Мощность потребляемая от ЕПМОЛ определяется постоянной составляющей IK, усредненной за период модулирующего сигнала,
- •Выбор АЭ различен для ламп и VT.
- •Минимум нелинейных искажений обеспечивается, если модулятор выполнить по двухтактной схеме, и при этом
- •В ламповом УМ с двухтактным модулятором (рис. 8, а) для уменьшения массы и
- •Втранзисторном каскаде, модулируемом на коллектор двухтактным модулятором (рис. 8), напряжение подается через вторичную
- •Исключение трансформатора способствует улучшению качественных показателей получаемого АМ колебания, т.к. отсутствуют составляющие частотных,
- •Прохождение боковых частот при КМ
- •КОМБИНИРОВАННАЯ МОДУЛЯЦИЯ (КБМ)
- •Возможная схема модулятора для одновременной модуляции на анод выходного и предвыходного каскадов передатчика
- •Амплитудное телеграфирование
- •Диапазон скоростей передачи сигналов при АТ : от 20 Бод при ручной работе
- •При АТ достаточно управлять открыванием и закрыванием АЭ в одном из каскадов ВЧ
- •На рис. а, б приведены некоторые из возможных схем осуществления амплитудной манипуляции в
- •ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ (ОМ).
- •Используют следующие типы излучений с ОМ:
- •Радиосвязь на одной полосе частот (ОБП) более эффективна, чем 2-полосная связь при АМ.
- •Кроме этого, полоса частот при ОБП уменьшается вдвое. При равномерном спектре это приводит
- •КПД коллекторной цепи пропорционален m
- •Структурные схемы возбудителей и передатчиков с ОМ
- •В современных передатчиках в качестве фильтров на выходе БМ1 применяют кварцевые и электромеханические
- •Схема лестничного кварцевого фильтра 4-го порядка
- •На рис. ниже приведены частотный план и структурная схема тракта переноса частоты КВ
- •Недостаток метода ПБМ – сложность аппаратуры, а многократное преобразование частот приводит к появлению
- •Основная трудность построения систем многофазной модуляции состоит в создании низкочастотных напряжений, так как
- •Фазофильтровый способ формирования однополосного сигнала.
- •Таким образом, при фазофильтровом способе формирования однополосного сигнала два низкочастотных напряжения с неизменным
- •Многоканальная передача с использованием сигнала ОБП
- •При многоканальной работе значительно повышается требование к линейности усиления. Нелинейность усиления приводит к
- •Исследование искажений в
- •В случаях, когда снизить НИ до нужного уровня оптимизацией режимов невозможно, применяют ООС
- •В транзисторных УМ, где фазовый сдвиг ВЧ колебаний даже в одном транзисторе может
- •Требования к параметрам сигналов ОБП
- •Два канала с полосами 5900 Гц (рис. д) реализуют в передатчиках для подачи
- •Формирование ОМ сигнала в каскадах передатчика с более высоким уровнем мощности затруднительно и
- •UНcos 0t
- •Третий метод раздельного усиления составляющих сигнала с ОМ, или метод Кана заключается в
- •Рис. Структурная схема типового передатчика с ОМ
- •В качестве источника колебаний поднесущих частот f1… f3 использован синтезатор частот, на выходах
В ламповом УМ с двухтактным модулятором (рис. 8, а) для уменьшения массы и габаритов трансформатора его включают так, чтобы по обмоткам не протекали постоянные составляющие токов, создающие подмагничивание сердечника.
Для этого последовательно со вторичной обмоткой трансформатора включают конденсатор СБЛ3.
Рис. 8. Эквивалентная схемы лампового УМ, модулируемого на анод (а)
Поэтому постоянная составляющая IА0 лампы протекает по дросселю LДP, который защищает обмотку трансформатора от короткого замыкания по
звуковой частоте источником питания ЕП МОЛ. |
|
Подмагничивание в первичной обмотке скомпенсировано, так как в |
|
двухтактной схеме токи протекают по половинам обмотки в |
|
противоположных направлениях. |
12 |
МАХ
МIN
Эквивалентная схема выходной цепи модулятора лампового УМ, модулируемого на анод (б)
Требования к блокировочным элементам удобно пояснить с помощью эквивалентной схемы рис. 8, б.
Для уменьшения частотных искажений
XLДР( МIN)= MINLДР>>R ; XСБЛ3( МIN)=1/( МINСБЛ 3)<<R ;МАХLБЛ<<1/( МАХСБЛ2); XСБЛ1,2=1/ МАХ (СБЛ 1+ СБЛ 2)>> R ;МАХLБЛ << R
В то же время элементы LБЛ, СБЛ 1, СБЛ 2 должны обеспечивать пути для ВЧ токов.
Рис. 9. Схема транзисторного УМ, модулируемого на коллектор
13
Втранзисторном каскаде, модулируемом на коллектор двухтактным модулятором (рис. 8), напряжение подается через вторичную обмотку модуляционного трансформатора. При небольших мощностях легче сконструировать трансформатор с подмагничиванием и обойтись без шунтирования его вторичной обмотки дросселем.
Всилу низких рабочих напряжений транзисторов возможно построение АМ генератора с коллекторной модуляцией путём последовательного включения транзисторов модулятора и генератора (без модуляционного трансформатора).
|
|
+2ЕКМОЛ |
|
+2ЕКМОЛ |
СБЛ Ω |
|
|
|
|
СБЛ Ω |
UΩ |
|
|
|
UΩ |
|
|
СБЛ |
|
|
LБЛ |
Выход |
|
|
Uω |
Выход |
Uω |
|
|
а |
б |
14 |
|
Рис. 10. |
|
Исключение трансформатора способствует улучшению качественных показателей получаемого АМ колебания, т.к. отсутствуют составляющие частотных, фазовых и нелинейных искажений, возникающих в трансформаторе.
Такие схемы показаны на рис. 10 для случаев однотактного и двухтактного ВЧ генераторов. Модулятор по существу представляет эмиттерный повторитель (ЭП), нагрузка которого определяется сопротивлением модулируемого генератора RГ.
Широкополосность ЭП позволяет использовать их и в качестве модуляторов ТВ передатчиков сигналов изображения. При использовании схемы последовательного включения транзисторов генератора и модулятора напряжение источника питания EП должно быть в двое выше, чем в схемах с трансформаторной связью между генератором и модулятором. Цепи смещения модулируемых генераторов в схемах (рис. 10) обеспечивают также базовое автосмещение, способствующее улучшению линейности СМХ.
В схеме рис. 10,а блокировочная индуктивность LБЛ представляет большое сопротивление для токов высокой частоты и малое сопротивление для токов модулирующей (низкой) частоты. Ёмкость СБЛ, напротив, представляет малое сопротивление для токов высокой частоты и большое сопротивление для токов модулирующей частоты. Конденсатор ёмкостью СБЛ Ω защищает источник питания
напряжением 2ЕКМОЛ от токов как высокой, так и низкой частот. |
15 |
|
Прохождение боковых частот при КМ
УМ в ПР ведет себя как генератор U при изменении нагрузки UH= КРEП.
IК1зависит от ЕП и ZН, а амплитуда напряжения источника не зависит от ZН.
При этом в одноконтурных ЦС ток в антенне имеет тот же коэффициент модуляции, что и UH т.е. ЦС как бы
не вносит искажений.
Но IК1 и синфазный с ним ток I =mIК0МОЛ зависит от частотных свойств ЦС. Для высших частот модуляции MAX нагрузка модулятора становится
комплексной Z ( ) вместо R и уменьшается по модулю. В результате частотная характеристика тракта от модулятора до антенны получается такой же искаженной, как при модуляции смещением. Для двухконтурных ЦС частотные характеристики могут иметь подъем на высших звуковых частотах.
В чистом виде анодная и коллекторная модуляция практически не применяются при требовании высоких качественных показателей. С целью спрямления СМХ приходится вводить дополнительную модуляцию за счёт сеточного автосмещения в
ламповом генераторе или базового автосмещения в транзисторном. |
16 |
КОМБИНИРОВАННАЯ МОДУЛЯЦИЯ (КБМ)
Недостаток КМ состоит в том, что АЭ работает в ПР, который характеризуется низким коэффициентом КР. Кроме того, за период модулирующей частоты меняется
входная проводимость АЭ, что приводит к паразитной ФМ и АМ UВЫХ предусилителя и UВОЗБ выходного каскада, а следовательно и радиосигнала на выходе РПУ.
Для уменьшения этого явления выбирают слабую связь между каскадами, что приводит к еще большему падению КР.
Лучшие соотношения получаются, если осуществить КМ синфазно и в выходном, и в одном - двух промежуточных каскадах.
КБМ
обычная КМ
Рис.12. Структурная схема передатчика с КБМ на выходной и предвыходные каскады
В маломощном каскаде обычная КМ, а в последующих усиливаются модулированные колебания при одновременной КМ.
При КБМ одновременно меняются UВХ и ЕП, а ЕС и RН постоянны. |
|
Рассмотрим режим усиления модулированных колебаний. |
17 |
|
|
|
Iк |
|
|
|
НР |
|
ПР |
|
|
Iк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПР |
|
НР |
|
|||||||
SUВХ4 |
|
|
|
|
|
4’ |
SкрEп4 |
|
|
|
4’ |
4’’ |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
4,3 |
|
|
|
||||
SUВХ3 |
|
|
|
3 |
4 |
|
кр |
п3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||
SUВХ2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
SкрEп2 |
|
|
|
2’ |
|
|
|
|||||||||
SUВХ1 |
1 |
|
|
|
|
|
S |
|
|
E |
п1 |
1’ |
|
|
|
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
UВХ |
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЕП |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
U |
вх3кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЕП1 |
ЕП2 |
ЕП3 |
ЕП4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При комбинированной модуляции |
|
|
|
S |
|
U |
|
SкрUн2 |
|
|||||||||||||||
UВХ= UВХМОЛ(1+mcos t) |
|
|
|
|
|
|
|
кр |
н1 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
EП= EПМОЛ(1+mcos t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвыхкр |
|
|
SкрUн3 |
|
|||||||||||
Для КР |
SкрUвыхкр= S(Uвхкр- E’) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
E |
пкр |
= U |
нкр |
+ S(U |
вхкр |
+E |
- E’)/ S |
кр |
=U |
+ U |
выхкр |
|
|
|
SкрUн4 |
|
||||||||
|
|
|
с |
|
|
|
|
нкр |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Uнкр= Iк1Rн=SUвхкр 1( ) Rн
Eпкр= (Eс- E’) S / Sкр + Uвхкр(1+ Sкр 1( ) Rн) S / Sкр
Т.е. в КР справедливо соотношение Eпкр Uвхкр 18
Линейная СМХ IК1(UВХ) при ЕС, ЕП, RН=const и =90 (сплошная линия до точки 3) соответствует НР.
IК1=0,5SUBX
IК1=SкрUп
НР КР ПР
Рис.. Статические модуляционные характеристики (а) и импульсы коллекторного тока (б) в режиме усиления модулированных колебаний (___) и при комбинированной модуляции (_ _ _)
Не меняя высоты и формы импульсов в точках 1 и 2 можно довести режим до критического, если понизить ЕП до ЕП1 и ЕП2 соответственно.
В точке 4 на рис. а режим ПР, в импульсе коллекторного тока провал (рис. б). Режим станет критическим, если увеличить напряжение ЕП до ЕП4.
Таким образом, при одновременном увеличении ЕП и UВХ можно в каждой точке поддерживать режим КР, при этом IК1(UВХ, ЕП) (штриховая линия на рис.а) пойдет
линейно. |
19 |
ПР
Усил. модул. колеб. КМ КБМ
Входная проводимость АЭ при КБМ меняется мало, за счет этого снижается паразитная АМ и ФМ предыдущего каскада, что позволяет увеличить связь между каскадами, выбрав ее близкой к оптимальной.
В лампах, тетродах или пентодах, при минимальном напряжении на аноде перегружается экранная сетка, поэтому целесообразно напряжения на экранной сетке и аноде менять синхронно.
Энергетические показатели КБМ такие же, как у КМ.
Сравнение идеализированных СМХ для КПД Э |
и КР при усилении |
модулированных колебаний, коллекторной и комбинированной модуляции |
|
показывает преимущества последней. |
20 |
Возможная схема модулятора для одновременной модуляции на анод выходного и предвыходного каскадов передатчика представлена на рис.
|
С |
К выходному |
|
|
каскаду |
||
|
|
К предвыходному |
|
2UΩ |
С /Ω |
каскаду |
|
|
LДР Ω |
L /ДР Ω |
|
|
С |
||
|
|
|
|
|
СΩ |
С БЛ Ω |
С БЛ Ω |
|
|
||
|
+ЕАН |
|
+Е |
|
|
|
АН |
выходного |
предвыходног |
|
каскада |
||
о каскада |
||
|
Во всех случаях комбинированной модуляции главенствующая роль принадлежит анодной или коллекторной модуляции. Остальные виды модуляции носят вспомогательный характер и способствуют линейности модуляции, облегчению теплового режима АЭ модулируемого генератора, выравниванию нагрузки на источник возбуждения, что также способствует повышению качества модуляции.
21
ω |
Lω |
С |
|
|
ω |
|
Сω |
Сω |
|
Lω |
|
СC |
СΩ |
Ω |
RC |
|
|
|
+EС 2Н |
+EAНСΩ |
Примеры схем комбинированной амплитудной модуляции
Несмотря на более сложную схемотехнику по сравнению с другими способами осуществления АМ, тройная модуляция признана единственным приемлемым вариантом для современных радиопередатчиков звукового вещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн, благодаря тому, что она обеспечивает высокие качественные показатели и неизменный КПД, независимо от уровня модуляции.
Наблюдается интенсивное внедрение комбинированной коллекторной модуляции
в телевизионные передатчики сигналов изображения. |
22 |
|
