36. Формирование и передача сигналов с амплитудной модуляцией.

Амплиту́дная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда

Глубина АМ модуляции m=A_max- A_min/ A_max+ A_min

Для получения АМ достаточно ГВВ обеспечить изменением одного или нескольких факторов модуляции. Факторы модуляции: Eсм , Eпит , Uвх . Первичными факторами являются Eсм, Eп. При исп-ии Eп осуществляется модуляция на выходной электрод и такого рода способа модуляции называют коллекторная или анодная, при использовании Есм осуществляется модуляция на входной электрод и реализуется базовая или эмиттерная. К сигналам с АМ предъявляются следующие требования:

1. величина глубины модуляции.

2. линейность статической модуляционной характеристики (СМХ).

3. линейность динамической модуляционной характеристики (ДМХ).

Обеспечить все три условия в однокаскадном модулирующем устройстве не всегда возможно, так как реальные модуляционные характеристики АЭ обладают нелинейностью.

Поэтому на практике часто используют схемы комбинированной модуляции, комбинированная модуляция может быть одно или много каскадной, при однокаскадной модуляции факторами являются Еп и Есм, при многокаскадной в первом каскаде фактором служит Еп или Есм или их комбинация, в последующих каскадах, к этим факторам добавляется Uвх.

Общее соотношение при АМ

U_АМ(t) =i_АМ(t)R=R{I₀(1+m(t)cos( ₀t+ ₀)} I_АМ = I₀(1+m(t)) Р_мод=1/2I_{АМ мод}² R= ½ I₀²R

I_АМmin = I₀(1-m_min) Р_min=1/2I₀²(1-m_min) ²R= Р_мол(1-m_min) ²

I_АМmax = I₀(1+m_max) Р_max=1/2I₀²(1+m_max) ²R= Р_мол(1+m_max) ² I_АМмод= I₀

Р_мод=1Вт , m_max=0,5 Р=0,75 В Р_min=0,25Вт Р_max= 2,25Вт Р=1,25 В

Для обеспечения нормальных условий работы всех АМ каскадов при проектировании их следует добиваться постоянства КПД или его роста с увеличением мгновенного коэффициента модуляции и амплитудного коэффициента (1+m), кроме того, для получения максимальной эффективности максимальный режим по модуляции должен совпадать с критическим по напряженности. Поэтому при расчете режимов работы АЭ следует учитывать параметры максимального режима.

Модуляция на выходном электроде.

Е

E_пит

_n0= Е_nкр/(1+m_max)

U_НЧmax= Е_nкр - Е_n0 = Е_n0 m_max

Е_к(t)= Е_n0+U_НЧ(t)K_тр

<< << << -

Ц

E_см

С – цепь согласования. Схемы с последовательным сложением напряжений и с параллельным сложением токов (те, которые ниже)

Приведенные схемы требуют тщательной развязки цепей НЧ и ВЧ, а так же высокой стабильности Еп и амплитуды НЧ сигнала, снизить требования к этим параметрам позволяет схема с активным управлением элементами в цепи питания АЭ.

Модуляция на управляющий электрод (по смещению)

Е_смкр/(1+m); U_нчmax=Е_см0mP_н^ном=P_вых(P_н)/η_выхЦС P_н^max=P_н^ном(1+m) ² Е_n1 , =>U_n^max=Е_n

условия режима с учетом Q_кр. Сравнили η для max режима и режима молчания.

При модуляции на входной электрод последовательность импульсов iвых оказывается промодулирована не только по амплитуде, но и по что приводит к ухудшению линейности СМХ. Если Есм>E , то может возникнуть временный переход в лин. режима ( =180),что ведет к искажению формы АМ сигнала Eсм + Uнчmax – Uвх > E’ –напряжение отсечки. Если Eсм - Uнчmax + Uвх > E’ то происходит полный заход в область отсечки, что эквивалентно эф-та перемодуляции. Построение схем АМ (аналогично сх. на входной электрод): с трансформаторной и с последовательным сложением ЭДС ω _n =1/ Fmax< ω1<f ₀ - Fmax

E_пит

E_пит

Э

E_пит

ммитерная модуляция. Приведенные схемы характерны для случая сеточной и базовой модуляции, кроме того, в БПТ возможна эмиттерная модуляция в случае, если в цепи эммитера имеется гальваническая развязка с общей шиной

E _см = U _б0 - U _э0= E _см - I_э0^мод R_э - U _нч

X _сэ = 1/ ωс X _сэ(ω₀)< R_{э ,} X _сэ(Ω _max)>> R_э

R_max < ω_m < ω₀ - Ω _max

Схема эмиттерной модуляции удобна для применения в маломощных каскадах и обеспечивает более высокую линейность СНХ ,но сравнительно со схемой базовой модуляцией

Комбинированные способы модуляции. Методы комбинирования АМ позволяют еще больше повысить линейность СНХ и ДНХ за счет взаимной компенсации негативных факторов различными способами. При комбинированной модуляции используется не один, а несколько факторов одновременно в однокаскадных схемах возможная совокупность факторов Еп и Есм. В многокаскадных схемах в первом каскаде используется следующие сочетание либо Еп либо Есм либо и то и др. Основными недостатками АМ являются:

1. низкая устойчивость к действию аддтивых помех. 2) ширина спектра АМ сигнала как минимум в 2 раза меньше спектра передаваемого сообщения. 3) в спектре АМ сигнала доминирует составляющая несущей частоты, следовательно, мощность ПД будет определяться по этой компоненте. 4) передаваемое сообщение дублируется в двух боковых полосах.

Последние 3 недостатка можно сгладить путем перехода от обычной АМ к однополосной модуляции (ОМ) следовательно, информация не дублируется, т.е. одна боковая полоса, следовательно ширина спектра сужается в 2 раза; выравнивается спектральная плотность за счет подавления несущего колебания.