Характеристикавыпрямителя,т.е.зависимостьвыпрямлённогонапряжения

U0 от амплитуды переменного напряжения

(13.10).

Для идеализированного вентильного устройства она линейна (Рис.13.9).

Рис.13.9

Чем меньше сопротивление RH (больше нагрузка), тем меньше наклон характеристики.

Амплитудная модуляция

Амплитудная модуляция (АМ) – это такое нелинейное преобразование, при котором на вход НЭ подают два колебания с частотами ωH и Ω и на выходе

получают ток, содержащий гармоники с частотами ωH , ωH + Ω, ωH - Ω. При их фильтрации получим спектр АМ – колебания (рис.13.10). Необходимо только

выполнить условие Ω<<ωH . В этом случае мешающие гармоники будут по частоте значительно удалены от полезных гармоник.

Рис.13.10

Для улучшения энергетических показателей модуляции НЭ должен работать в существенно нелинейном режиме с отсечкой тока. Поэтому практически схема амплитудного модулятора может быть реализована в виде нелинейного резонансного усилителя, у которого рабочая точка НЭ на его ВАХ

изменяется в соответствии с управляющим колебанием S(t) (рис.13.11).

На вход нелинейного резонансного усилителя подаётся несущее колебание uH (t) с частотой ωH .

Амплитуда импульсов тока Im (t) на выходе НЭ будет изменяться во время по закону управляющего колебания. Следовательно, и амплитуда первой

гармоники тока будет изменяться по закону Im (t) .

Im1 (t) =α1 (θ)Im (t) =α1 (θ)(Im0 + ∆Im ) , (13.12)

Где Im0 - среднее значение функции Im (t) ,

∆Im - максимально отклонение Im (t) от среднего значения, равного SUM . Здесь S - постоянный коэффициент, ко-

торыйпредставляетсобойнечтоиное,каккрутизнуВАХнаучастке u >U0 (см. рис.13.11). Тогда выражение (13.12) можно записать как

Выражение (13.14) есть не что иное, как запись простейшего АМ-

колебания,спектркоторогосостоитиз трёх гармоникс частотами ωH , ωH +Ω

и ωH −Ω .

Однако следует иметь ввиду, Ka , содержащийся в выражениях (13.13) и (13.14),является произведением крутизны S на коэффициентБерга α1 (θ) . При перемещении рабочей точки по ВАХ по закону S(t) изменяется угол отсечки θ

, следовательно, α1 (θ) ≠ const . Значит, Ka = S α1 (θ) зависит от входного сигнала. Причём, закон изменения Ka = f [S(t)] не соответствует закону

изменения модулирующего напряжения S(t) . Отсюда видно, что при таком способе модуляции, когда рабочая точка смещается по закону модулирующего

сигнала, неизбежны искажения. Закон изменения ImH (t) будет отличаться от

закона изменения S(t) . Искажения можно сделать достаточно малыми, если правильно выбрать пределы изменения угла отсечки и при работе с небольшими

значениями коэффициента модуляции m (0,4-0,5). Несущее колебание и модулирующее колебание подаются на вход НЭ (транзистора) соответственно

через ВЧ трансформатор и через НЧ трансформатор (ри.13.12). Конденсатор C1 служит для пропускания тока высокой частоты. Роль фильтра и нагрузки

одновременно играет колебательный контур L2C2 .

Напряжение, снимаемое с колебательного контура, можно определить как

Исходное положение рабочей точки (напряжение U0 ) выбирается с

помощью потенциометра R1 .

Выражения (13.12), (13.13) и (13.15) справедливы также и в том случае, когда управляющий сигнал S(t) имеет сложный спектральный состав.

Рис.13.12

Детектирование АМ – колебаний

Детектированием называется процесс выделения управляющего сигнала из модулирующего радиосигнала. Различают амплитудное, частотное и фазовое детектирование.

Амплитудное детектирование является одним из простейших видов детектирования. На вход детектора подаётся модулированное колебание, содержащее только высокочастотные составляющие: несущее колебание и колебание боковых частот. На выходе выделяется колебание с низкочастотным спектромпередаваемогосообщения.Подобнаятрансформацияспектраколебания невозможна без НЭ. В качестве НЭ в настоящее время в схемах детекторов чаще всего применяется полупроводниковые диоды (рис.13.13).

Принципиальная схема АМ - детектора во многом похожа на схему выпрямителя. Отличие состоит лишь в том, что в схеме детектора содержится

Cp , назначение которого

будет понятно из дальнейших рассуждений. Для простоты будем полагать, чтонавходдетекторапоступаетпростейшийАМрадиосигнал,состоящийизтрёх

гармоник (частоты ωH ,ω +Ω,ωH −Ω).

Рис.13.13

На выходе необходимо получить колебание с частотой Ω. В зависимости от амплитудных напряжения на входе детектора различают два режима детектирования: квадратичное и линейное.

Нелинейные искажения, обусловленные появлением «паразитных» гармоник,численнохарактеризуютсякоэффициентомнелинейныхискажений γ

Большие нелинейные искажения являются существенным недостатком квадратичного детектирования.

2. Линейное детектирование.

При большой амплитуде входного напряжения ВАХ можно аппроксимировать ломаной прямой (рис.13.17)

Расчет детектора в этом случае можно проводить по методике А.И. Берга так же, как и выпрямителя. Постоянная составляющая тока детектора будет равна

Она будет линейно зависеть от амплитуды входного напряжения в случае, если θ не зависит от амплитуды входного напряжения U m (t) . Чтобы обеспечить

такой режим работы, необходимо емкость Сф в схеме детектора выбирать из условия (13.17), т.е.

выполняется. В силу линейности зависимости (выражение 13.17) такое детектирование называется линейным. Коэффициент нелинейных искажений здесь намного меньше. Однако он не равен нулю. Дело в том, что при большой глубине модуляции, когда m близко к 100%, амплитуда ВЧ колебания может принимать весьма небольшие значения (ряс.13.18).