2.3. Модуляция по выходному электроду

Схемы управления по выходному электроду (аноду и коллектору) представлены ниже.

Модуляция по выходному электроду производится в перенапряжённом режиме. Модуляционная характеристика практически линейна за исключением небольшого участка в начале характеристики.

Выход АМ

Выход АМ

Для обеспечения линейности модуляционной характеристики используют двойную модуляцию по выходному и входному электродам за счёт автоматического смещения на управляющем электроде. Величину сопротивления автоматического смещения R_см рассчитывают в максимальном режиме модуляции. Величин ёмкости блокирующего конденсатора С_см в цепи автоматического смещения должна быть выбрана так, чтобы на верхней модулирующей частоте Ω_в удовлетворялось неравенство 1/2Ω_вС_см R_см. Мощность возбуждения предыдущего каскада рассчитывают в максимальном режиме, где ток входного электрода наибольший.

В радиовещательных передатчиках большой мощности используется тройная модуляция, при которой модулируют предыдущий каскад. Глубина модуляции этого каскада не критична, индекс модуляции m=0,80,95. При тройной модуляции электронный режим активного элемента во время модуляции мало меняется. Наибольшее значение входного тока намного меньше, чем при двойной модуляции в максимальном режиме и в этом режиме рассчитывают мощность возбуждения.

Мощность модулятора велика, она равна мощности выходного генератора высокой частоты Р_вых = 0,5I₁²R_ое.

Основными недостатками модуляции по выходному электроду являются чрезвычайно низкие энергетические показатели и недостаточная помехоустойчивость.

Достоинствами являются возможность обеспечения сколь угодно высокой стабильности частоты и сравнительно узкая полоса частот, занимаемая радиосигналом.

Для повышения энергетической эффективности радиовещательных передатчиков в настоящее время используется динамическое управление уровнем несущей частоты, при котором амплитуда несущей частоты изменяется в соответствии с передаваемой информацией. При этом мощность, потребляемая модулируемым каскадом, уменьшается почти вдвое при неизменной мощности боковых полос. Расчёт генератора высокочастотных колебаний при всех видах АМ начинается с максимального режима. По напряжённости этот режим во всех случаях является граничным. Затем рассчитывается режим молчания и определяется требуемая мощность амплитудного модулятора.

2.4. Автоматическое регулирование линеаризации процесса при АМ.

Снизить коэффициент нелинейных искажений можно с помощью схемы автоматического регулирования процесса амплитудной модуляции. Структурная схема приведена на рис.2.1. В схеме происходит сравнение двух сигналов: входного модулирующего и выходного, снимаемого с линейного амплитудного детектора. В результате сравнения выделяется сигнал ошибки U_{ош ,} который подаётся на регулируемый аттенюатор, с помощью которого вносятся предыскажения во входной модулирующий сигнал. Таким образом, автоматически компенсируются все нелинейные искажения сигнала при его дальнейших преобразованиях, тем самым снижается значение коэффициента нелинейных искажений К_нел.

Р₁

Предоконечный ВЧ усилитель

Выходной ВЧ усилитель мощности

Р_воз

Каскад сравнения

Регулируемый аттенюатор

Модулятор

Амплитудный детектор

U(t)

Рис.2.1.

2.5. Амплитудная манипуляция тонально модулированных колебаний.

В этом случае несущая частота модулируется по амплитуде тоном. Этот способ телеграфирования выгоден при слуховом приеме телеграфных сигна­лов. Частота модуляции выбирается в пределах (400-1000) Гц с коэффициентом модуляции близким к 100%. Чистота звука, слышимого в приемнике, зависит толь­ко от частоты модуляции. Формируются колебания со 100% амплитудной модуляцией и огибающей, имеющей форму прямоуголь­ных импульсов. Частота повторения этих импульсов F = 0.5N бод. Спектр сигнала линейчатый. Если амплитуду высокочастотных колебаний в режиме нажатия ключа принять за единицу, то амплитуда составляющих спектра будут определяться как коэффициенты ряда Фурье:

a₀= 0.5,

Колебания занимают широкую полосу частот.

Для n =31

Полоса частот на уровне 0,01 составит 6кГц.

Слуховой прием таких сигналов возможен при наличии помех от других станций.

Недостаток - уменьшение мощности передатчика и расширение полосы частот.

По помехоустойчивости АМ существенно уступает частотной и фазовой модуляциям.

Контрольные вопросы

1. В чём состоит сущность процесса модуляции?

2. Перечислите основные виды модуляции.

3. Чем отличается модулированный сигнал от немодулированного?

4. Какой спектр имеет сигнал при амплитудной модуляции?

5. Как связаны между собой мощности в режиме несущей, средней и максимальной мощности при АМ?

6. Сравните различные виды АМ.