2. Расчет и моделирование амплитудного манипулятора с пассивной паузой
Выбор элементной базы и расчет элементов схемы
Частота несущего сигнала по заданию равна 1100 кГц, следовательно, ее можно отнести к области высоких частот. Частота манипулирующего колебания по заданию 11 кГц и амплитудой 5 В. Напряжение несущего колебания и манипулирующее, соответствующее логической единице – низковольтные. Так как манипулятор должен быть реализован с пассивной паузой, то напряжение несущего колебания, соответствующее логическому нулю должно быть также равно нулю.
Для качественной работы схемы без искажений, необходимо, чтобы время переключения было меньше периода входного манипулирующего сигнала tnep< Тм, то есть частота переключения схемы должна быть много больше частоты модулирующего колебания.
В схеме должен присутствовать разделительный конденсатор, его величина рассчитывается из формулы:
Ср=1/2*π*Fн, но для согласования мы берем его равным Сp2=3 нФ (рассчитанное при разработке автогенератора).
Моделирование с идеализированным источником несущего колебания
Моделируемая схема амплитудного манипулятора с пассивной паузой приведена на рисунке 2.2.1.
Рис. 2.2.1 Схема амплитудного манипулятора с пассивной паузой
Источник несущей частоты - генератор синусоидального колебания с установленной частотой, согласно заданию 1100 кГц и амплитудой 10 В. Источник манипулирующего сигнала - генератор сигналов импульсной прямоугольной формы с параметрами (рис.2.2.2) частота - 11 кГц, амплитуда 5 В.
Рис. 2.2.2 Установки функционального генератора манипулирующего сигнала
Для наблюдения за формой и параметрами сигналов использован функциональный осциллограф.
В качестве нелинейного элемента в схеме применен управляемый ключ. Через контакт этого ключа в сопротивление нагрузки манипулятора транслируется высокочастотный сигнал частей несущего колебания.
Управление ключом производится от генератора манипулирующего сигнала прямоугольной формы (на схеме ключ обозначен в виде управляемого напряжением резистора и контакта).
Включенный конденсатор в последовательной цепи передачи высокочастотного модулированного сигнала через контакт ключа в нагрузку выполняет роль разделительного. В схему введен еще один управляемый ключ, работающий в противофазе относительно основного. Управляемый элемент этого ключа подключен так же как и первый, к источнику манипулирующего дискретного сигнала, но через инвертор.
Инвертор использован только для того, чтобы можно было использовать в обоих цепях одинаковые ключи, а инвертор позволяет создать противофазную их работу.
Когда размыкается основной (верхний) ключ манипулятора, сопротивление нагрузки, с которого снимается сигнал оказывается отключенным от источника сигнала и начинает выполнять функции антенны, вследствие чего в паузе на нем может наводиться напряжение помех, заполняющее пассивную паузу AM сигнала.
C другой стороны, когда основной ключ манипулятора создает цепь трансляции высокочастотного сигнала в сопротивление нагрузки, источник несущего колебания оказывается нагруженным на это сопротивление, а при размыкании его в паузу манипулирующего сигнала, этот источник сигнала оказывается не нагруженным. Сопротивление нагрузки отключено. В этом случае режим работы генератора как источника сигнала может изменяться и как следствие нарушаться условия самовозбуждения и он может выйти из режима автогенерации.
С целью сохранения режимов работы автогенератора и в режиме подачи «1», и в режиме подачи «0» манипулирующего сигнала в схему вводится дополнительный ключ. Поскольку оба ключа работают в противофазе, он замыкает свой контакт на время размыкания основного контакта ключа манипулятора и на это время заземляет сопротивление нагрузки, тем самым шунтируя на землю наводимое напряжение помех.
Осциллограмма моделируемой схемы манипулятора с идеальным источником несущего колебания, показана на рисунке 2.2.3.
Рис. 2.2.3 Осциллограмма моделируемой схемы манипулятора
Как видно из осциллограммы, при отсутствии информационного сигнала – «0», на выходе нет сигнала. При наличии информационного сигнала «1», на выходе имеет место синусоидальный сигнал высокой частоты.
В результате моделирования получили амплитудный манипулятор с пассивной паузой, который удовлетворяет условию задания:
частота несущего сигнала fн = 1100 кГц;
частота информационного сигнала Fм= 11 кГц;
обеспечивается пассивная пауза.