u2 = 1 UΩUω cos 0 ∙ cos(Ω0 −Ω) t

2 ,

а после суммирования получим:

1 + u2 = 1 UΩUω ( 0 −Ω0 + Ω) t

2 .

То есть сигнал ОБП со спектром идентичным исходному – левая боковая

по известной схеме, рис 2.12.

Рис. 2.12 Балансный модулятор

Здесь Т1-низкочастотный, а Т2-высокочастотный. ВЧ-напряжение подается на средние точки обмоток трансформаторов. Требования к диодам – идентичные характеристики.

3 ИМПУЛЬСНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ

3.1 Особенности импульсных модуляторов

Импульсная модуляция является разновидностью амплитудной модуляции. Модулирующим сигналом – видеосигналом – здесь является последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых изменяются в соответствии с информационным сообщением. Параметры видеосигнала: амплитуда, длительность импульсов= , их временное положение,

период, частота следования, скважность . Радиосигнал может быть

сформирован с помощью схем модуляторов, рассмотренных в предыдущих разделах, т.е. модуляторов по смещению и по питанию. Если же информационным параметром видеосигнала является не амплитуда, то в качестве устройства управления может быть применен коммутатор,

23

подключающий и отключающий источник питания (смещения) генератора,

рис. 3.1.

Рис. 3.1. Импульсные модуляторы

Схема рис. 3.1 а) применяется в передатчиках СВЧ, где автогенераторы в принципе не имеют другого управления кроме как по питанию. Это мощные магнетронные АГ, АГ на ЛОВ, клистронные или маломощные, на диодах Ганна, ЛПД. Обычно ИМ осуществляется по выходу, например, в схеме рис. 3.1 б) модулируется выходной каскад передатчика ГВВ. Так как напряжения питания и смещения неизменные, то ГВВ работает в нормальном режиме. Заметим, что амплитуда импульсов не несет информации.

Импульсная модуляция АГ в многокаскадных передатчиках не применяется, так как это снижает стабильность частоты и ухудшает форму выходного радиоимпульса (завышенные фронты вследствие большой добротности КЦ, АГ).

Из рис.3.1 следует, что при импульсной модуляции по питанию мощность источника питания должна быть больше мощности модулируемого генератора.

3.2 Формирование импульсных видеосигналов

Подробно этот вопрос рассматривается в теории передачи информации. Мы же остановимся на некоторых схемах. На рис. 3.2 представлена структурная схема формирования сигнала АИМ (амплитудно-импульсная модуляция). Она содержит коммутатор, управляемый последовательность прямоугольных импульсов с заданной длительностью и периодом повторения. На вход коммутатора поступает аналоговый информационный

24

сигнал, а на выходе имеем импульсный сигнал, огибающая которого соответствует входному сигналу.

Рис 3.2 Формирование сигнала АИМ

На рис. 3.3 представлена схема формирования сигнала ШИМ (широтноимпульсная модуляция)

Рис. 3.3 Формирование сигнала ШИМ

Основными элементами схемы являются компаратор, на один вход которого подается аналоговый информационный сигнал, а на другой вход подается пилообразное напряжение с заданным периодом повторения Т. В результате сравнения формируется сигнал ШИМ.

Цифровой модуляционный сигнал, как известно, формируется с помощью различных цифровых схем, который здесь не рассматриваются.

25

На рис. 3.4 представлена схема формирования сигнала ВИМ (времяимпульсная модуляция) цифровым способом. Она содержит генератор тактовой частоты ТГ, генератор опорных импульсов ГОН, счетчик временного положения информационных импульсов СЧ, мультивибратор МВ, сумматор + и АЦП. ГОН формирует короткие импульсы, которые подаются инфна вход записи числа, соответствующего информационному сигналу . Вτрезультате на выходе МВ формируется импульс заданной

длительности , сuинфвременным положением относительно опорного пропорциональным . После сумматора имеем сумму опорного и

информационного импульсов, т.е. сигнал ВИМ.

Рис. 3.4 Формирование сигнала ВИМ

3.3 Импульсные модуляторы с накоплением энергии

Как указано выше, мощность источника питания импульсного модулятора должна быть больше мощности генератора (АГ или ГВВ). В некоторых случаях это выполнить затруднительно или просто невозможно. Например, в радиолокации работают с импульсами большой мощности (сотни киловатт и выше). Реализовать такой источник невозможно. В то же время скважность радиолокационных импульсов большая (100-1000), и даже если такой источник имеется, большую часть времени он будет бездействовать.

В таких случаях переходят к импульсной модуляции с накоплением энергии. В качестве накопителей энергии могут быть использованы реактивные элементы: емкости и индуктивности. Чаще всего используются емкости, так как заряд на емкости может сохраняться длительное время.

26

Рассмотрим два вида ИМ с накоплением энергии:

1)ИМ с частичным разрядом накопительной емкости;

2)ИМ с полным разрядом накопительной емкости.

Принципиальная схема импульсного модулятора с частичным разрядом накопительной емкости представлена на рис 3.5. Она содержит ключ VT (радиолампа или3, транзистор), накопительную емкость C, зарядное сопротивление импульсный трансформатор Тр и нагрузку (АГ или ГВВ). Трансформатор служит для согласования напряжения на емкости с напряжением на нагрузке и для гальванической развязки цепей ключа и нагрузки, K- коэффициент трансформации.

Рис. 3.5 ИМ с частичным разрядом накопительной емкости.

27

Формула 3.1 позволяет выбрать величину емкости по заданной величине спада вершины импульса (5-10%). Величина емкости тем больше, чем меньше заданный спад вершины. Наличие спада вершины импульса и завышенная величина накопительной емкости являются существенными недостатками схемы рис. 3.5.

Эти недостатки устраняются, если вместо емкости в качестве накопителя используются длинные линии, обычно искусственные, состоящие из ячеек LC. Схема такого ИМ с полным разрядом накопителя представлена на рис. 3.6. Она содержит длинную линию из n ячеек LC, ключ, в качестве которого3 используется спусковой АЭ (тиратрон, тиристор), зарядное сопротивление и нагрузку, величина которой должна быть согласованна с волновым сопротивлением линии:

H + Ri = ρ = CL .

Длительность импульса определяется электрической длиной линии и зависит от числа ячеек и величины L и C:

= 2 √ .

Работа ИМ происходит следующим образом. За время паузы емкости линии заряжаются до напряжения . С приходом запускающего импульса

28