3. Амплитудно-импульсные модуляторы.

Модуляторы АИМ-сигналов строятся на базе аналоговых ключей и коммутаторов. Лучшими характеристиками обладают транзисторные модуляторы. Эти модуляторы выполняют как на биполярных, так и на полевых VT. Модуляторы на БИП VT используют, когда требуется гальваническая развязка между датчиком и управляющим сигналом. Если же R источ сиг > 500кОм, то применяют полевые VT.

Недостаток МОД – при отсутствии вх сигнала на его выходах присутствует U_сonst, возникающее за счет токов утечки и импульсных сигналов, связанных с паразитными межэлектродными емкостями активных элементов.  полевые VT предпочтительнее,т.к.ёмкость затвор-канал у них менше межэлектродной С БИП VT.

Модулятор на БИПVT.Когда импульс положительной полярности приходит на базу VT1, то VT оpen и входной сигнал С(t)проходит на выход. В следующий полупериод сигнала U_H(t) положительный импульс открывает VT2, VT1 закрывается. Выход подключается к нулевой шине. Важным фактором в работе схемы является равенство остаточных напряжений. Для выравнивания этих напряжений служит R1.

В импульсном модулятое (рис↓) VT1 работает в линейном режиме как эмиттерный повторитель, а VT2 – в ключевом режиме. Ист-ком питан для VT2 явл напряжение в эмиттере VT1. При отсутствии на вх1 гармонического сигнала на выходе существует имп сиг с амплитудой 5 В. Изменение U-ия в базе VT1, вызванное гармоническим сигналом на вх1, вызывает изменение коллекторного U-ия VT2. На выходе появляется модулированный сигнал. В схеме можно получить 100 %-ю АИМ-I. Если на выходе подключить колебательный контур, настроенный на первую гармонику импульсного сигнала, то можно получить АМ гармонического сигнала.

Для уменьшения ошибки из-за остаточного напряжения, R-ия в открытом состоянии и токов утечки в закрытом используются операционные усилители совместно с бип или полевыми транзисторами.

Б.17

1. Частотная манипуляция.

При ЧМП частота носителя под действием прямоугольного модулирующего sms принимает скачком два граничных значения частоты ω_min и ω_max.

Такой сигнал можно представить как сумму двух сигналов с АМП, т.е. полученных от двух генераторов с АМП. В моменты переключений колебания на одной частоте прекращаются и возникают на другой частоте. Т.к. фазы в эти моменты различны, то фаза результирующего сигнала изменяется скачком. Спектр сигнала также составляется из спектров двух сигналов U_АМП1 и U_АМП2. Результирующий спектр

Необходимая ширина спектра равна Δω = (ω_max– ω_min)2Ω_max

Обычно для ЧМП изменяют скачкообразно один из параметров генератора несущих колебаний. При таком изменении параметра частота генерируемых колебаний также изменяется скачком, но без разрыва фазы. Отсутствие скачкообразного изменения фазы существенно сказывается на спектре сигнала с ЧМП. Найдём этот спектр, предполагая, что модулирующим сигналом C(t)является последовательность прямоугольных импульсов с периодом T=2π/Ω. Тогда ЧМП-сигнал можно записать в виде U_ЧМП(t)=Usin(ω₁t+Δω∫(2C(t)-1)dt)

Напряжение после частотной манипуляции записывается в виде U_ЧМП(t)=2U/πm(

sin(mπ/2)sinω₁t + m²/(m²-1)∙cos(mπ/2)∙cos(ω₁±Ω)t + m²/(m²-4)∙sin(mπ/2)∙sin(ω₁±2Ω)t + m²/(m²-9)∙cos(mπ/2)∙cos(ω₁±3Ω)t +…).

Cпектр состоит из колебаний на несущ частоте ω₁ и на боковых частотах ω₁±kΩ, как в случае гармонического модулирующего сигнала, но амплитуды колебаний др.

Форма спектра сильно зависит от индекса модуляции и при индексах модуляции, близких к 1, основная энергия содержится в несущей и двух первых боковых. Следовательно, ширина спектра ЧМП определяется выражением Δω_ЧМП=2(m+1)Ω

Cпектр становится несимметричным относительно f_нес при скважности ≠2.