2.2. Модуляция по входному электроду.

Схемы управления по входному электроду (сетке и базе) представлены ниже.

11

Выход АМ

Выход АМ

Есм

Есм

ВЧ вх

Модуляция смещением осуществляется изменением с низкой модулирующей частотной величины напряжения смещения Е_см, подаваемого на управляющий электрод активного элемента генератора высокочастотных колебаний с внешним возбуждением. Т.е. мгновенное значение напряжения на управляющем электроде равно:

U_вх = E_см + U_дΩcosΩt + U_дcosωt,

где напряжение смешения E₁(Ωt) = E_см + U_дΩcosΩt. изменяется в такт с частотой модулирующего сигнала.

Амплитудная модуляция смещением в режиме А принципиально невозможна, поскольку в этом случае меняется только постоянная составляющая тока, а амплитуда I₁ первой гармоники остается постоянной. Изменение смещения в режиме с отсечкой приводит к изменению тока i_выч и угла отсечки θ, а, следовательно, и составляющих I₁ и I₀, т.е.

I₁ = α₁i_max = f(E₁)

I₀ = α₀i_max = f(E₁)

Представим для наглядности графики АМ со смещением:

На графиках представлены: а) слева статическая характеристика АЭ; б) в центре импульсы тока, соответствующие различным напряжениям смещения при постоянной амплитуде напряжения возбуждения; в) справа статическая модуляционная характеристика СМХ.

С уменьшением отрицательного смещения на управляющем электроде увеличивается угол отсечки, максимальное значение амплитуды тока первой гармоники и постоянная составляющая тока, т.е.I₁ и I₀.

Нарастание импульсов токов с некоторого момента замедляется, а затем и прекращается. Это происходит из-за перехода усилителя в перенапряженный режим, при котором из-за появления седловины в импульсе тока прекращается рост I₁ и I₀. Т.е. АМ смещение возможно только при работе усилителя в недонапряжённом режиме. Поэтому, во избежание нелинейных искажений за счет верхнего загиба СМХ, рабочую точку выбирают так, чтобы максимальное напряжение модуляции оставалась либо в граничном режиме, либо в недонапряженном, но близком к граничному режиму.

СМХ практически близки к линейному закону при углах отсечки импульса тока 60^о ≤ θ ≤ 120^о. При θ 60^o и θ > 120^о появляется загиб в СМХ и соответственно появляются нелинейные искажения передаваемого сигнала. Т.е. при модуляции по входному электроду, энергетический режим генератора не выгоден, т.к. низкий К.П.Д. из-за работы в недонапряженном режиме. Из-за больших нелинейных искажений нельзя получить коэффициент модуляции m = 1..

Активный элемент модулируемого каскада должен быть выбран на максимальную мощность Р_max= P_n(1+m)². Мощность модулятора при сеточной и базовой модуляции на 1-2 порядка меньше, чем при анодной и коллекторной модуляции соответственно.

Коэффициент полезного действия (КПД) во время модуляции меняется, поскольку изменяется коэффициент использования источника питания по выходному электроду =. Величина тока выходного электрода изменяется по закону управляющего сигналаU_вых= I_выхR_н. Величина КПД равна =_max, т.е. вдвое меньше, чем в максимальном режиме.

В виду малых амплитуд тока и напряжения на выходе модулятора, т.е. в цепи управления генератора высокочастотных колебаний модуляторы могут рассчитываться на сравнительно малые мощности. Это достоинство.