Амплитудные модуляторы

В ряде случаев при телеизмерениях необходимо передавать сведения о непрерыв­ном процессе при помощи непрерывных сообщений. И если при этом необходимо получе­ние сведений о бесконечно большом числе градаций, то и сигналы, при помощи которых передаются непрерывные сообщения, должны быть непрерывными. Непрерывный сигнал образуется при помощи непрерывных методов модуляции.

Модуляция – это образование сигнала путем изменения параметров переносчика под воздействием сообщения.

М одулятор – устройство, которое преобразует сигнал постоянного тока в напряжение переменного тока с амплитудой, пропорциональной величине входного напряжения, и фазой, определяемой полярностью входного напряжения.

Модуляторы могут иметь различные схемы, которые можно было бы разделить на отдельные группы в зависимости от принципа действия и типа применяемых элементов.

По принципу действия различают модуляторы коммутационные и балансные. В первых модуляция сигнала осуществляется коммутатором вспомогательного устройства вибрационного типа или при помощи выпрямителей. В балансных модуляторах заложен принцип нарушения баланса схемы при подаче на вход постоянного напряжения.

Работу модулятора обычно характеризуют зависимостью напряжения переменного тока на выходе от напряжения постоянного тока на входе; стабильностью нуля на выходе, определяемой при нулевом входном сигнале изменением напряжения на выходе вследствие изменения величины опорного напряжения, температуры и. т. п.; симметричностью выходного напряжения по отношению к положительной и отрицательной полярности входного напряжения; наличием высших гармоник в выходном напряжении; величиной постоянной времени.

Осущ-е амплитудной модуляции

М одулированный по амплитуде сигнал образуется путем перемножения двух коле­баний: сообщения и переносчика. После перемножения образуются три колебания: колебания несущей и двух боковых частот.

П еремножение частот осуществляется в схеме, содержащей нелинейный элемент НЭ (рис 1,а). Вольт-амперная характеристика, представленная на рис. 1,б, i =f(u) нелиней­ного элемента (диода или триода) может быть приближенно выражена полиномом второй степени:

Для амплитудной модуляции, когда происходит перемножение двух колебаний u_c=U_cost и u_0=U_0cos₀t, можно найти выражение для тока:

Произведя тригонометрические преобразования, получим:

Из выражения следует, что ток модулированного колебания содержит постоянную составляющую, составляющие низких частот (, 2), составляющую несущей частоты ₀, составляющие боковых частот ( ₀- и ₀+ ) и вторую гармонику несущей частоты.

При помощи фильтров ненужные составляющие подавляются. При модуляции ДБП выделяются три составляющие (_0, ₀+, ₀-). Для однополосной модуляции выделяется лишь одна из боковых частот.

А мплитудные модуляторы

Простейшей пассивный модулятор на диоде представлен на рис. 2,а. Схемы активных модуляторов на транзисторах приводятся на рис. 2,б и в. При отсутствии напряжений U_0 и U_ через контур в обеих схемах протекает постоянный ток. При наличии этих напряжений ток в триоде начинает изменяться в такт этим напряжениям и появится переменная составляющая анодного тока (суммарная от обеих частот). Для того чтобы отфильтровать ненужные частоты и снять большее напряжение со схемы, в коллекторную цепь включается колебательный контур, обладающий большим сопротивлением на резонансной частоте, равной несущей. Полоса пропускания контура должна быть не меньше удвоенного значения наибольшей из частот модулирующего напряжения.

В схемах на рис. 2,б и в конденсатор С_~ предназначен для переменной составляющей тока коллектора (чтобы эта составляющая не протекала через источник питания). Так же шунтируют источники питания от прохождения через них несущей и сообщения конденсаторы С_0 и С_.

При модуляции по схеме на рис.2,в источник напряжения U_ участвует в питании генератора . В то же время при модуляции на базу источник расходует свою мощность незначительно.