Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

где Р« - мощность, потребляемая анодной цепью высокочастотного усилителя; Pqc - мощность модулятора при сеточной модуляции смещением, определяемая по формуле (5-22). 5-3d. Модуляция на защитную сетку. В пентодном высокочастотном усилителе класса С амплитудная модуляция может быть получена введением модулирующего напряжения в цепь защитной сетки. Схема генератора с модуляцией на защитную сетку показана иа рис. 5-16.


Ряс. 5-16. Модуляция по защитной сегке в пентодном высокочастотном усилителе класса С.

плитуды выходного напряжения Uа можно применить формулу

Ua = SRBUc.

(5-25)

где S - крутизна статической анодно-сеточной характеристики. При работе на участке анодно-сеточной характеристики, где крутизна из-


Модулирующее напряжение Рис. 5-17 Модуляция по схеме Ван-дер-Байджла

Импульсы анодного тока изменяются в соответствии с изменениями напряжения на защитной сетке под действием модулирующего сигнала. Это и дает амплитудную модуляцию (изменяется соотношение между токами анода и экранирующей сетки, а общий ток лампы при неизменном напряжении на экранной сетке остается постоянным). Поскольку при модуляции на защитную сетку ток экранной сетки изменяется обратно пропорционально анодному току и при модуляции возрастает мощность, рассеиваемая на экранной сетке, что может ограничивать величину коэффициента модуляции.

Как и в случае сеточной модуляции смещением к. п. Д. лежит в пределах 35-40% Однако при пентодной модуляции получают более линейную модуляцию, так как нагрузка возбудителя, представленная входным сопротивлением высокочастотного усилителя, не зависит от модуляции. Это улучшает модуляционную характеристику, представленную линией OA на рис. 5-13, хотя при высоком коэффициенте модуляции вносятся некоторые искажения токов сигнала. Для т = 0,8-0,9 обычно имеет место хорошая линейность модуляционной характеристики. Питанием экранирующей сетки через гасительное сопротивление и шунтированием ее по высокой частоте, но не по частоте модуляции, можно свести к минимуму рассеяния на этой сетке, обеспечивая уменьшение напряжения на ней при возрастании тока.

5-Зе. Модуляция по схеме Ван-дер-Байджла. На рис. 5-17 показана эта схема. В ней применяется высокочастотный усилитель класса А с малой амплитудой высокочастотного напряжения возбудителя, последовательно с которым подводится относительно большое модулирующее напряжение. При этом модулирующее напряжение изменяет сеточное смещение. Последнее изменяет коэффициент усиления каскада и первая гармоника анодного тока оказывается промодулироваиной по амплитуде.

Внутреннее сопротивление пентода Ri значительно больше эквивалентного сопротивления нагрузки /?3, Следовательно, для расчета ам-

меияется линейно с изменением напряжения смещения, модуляция будет линейной. Линейному изменению крутизны соответствует квадратичное изменение анодного тока от изменения смещения на сетке. Для большинства пентодов область линейного изменения крутизны S достаточно велика для того, чтобы получить линейную модуляцию с /я я» 50%. Коэффициент модуляции в пределах участка с линейным изменением крутизны определяется формулой

2 - <Si St + S2

(5-26)

где 5t и 52 - минимальное и макримальиое значения крутизны. Коэффициент полезного действия такого модулятора иизок, требующиеся мощность возбуждения и мощность модуляции очень малы. Кроме того, модулятор легко регулируется.

5-Зж. Диодная модуляция. Диодная модуляция осуществляется так же, как н диодное детектирование или преобразование. Рассмотрим схему диодного модулятора, приведенную на рис. 5-18. Предположим, что на вход подведено два напряжения:

U0 cos Ш •+- U cos тг.

Если как обычно, амплитуда несущей Um значительно больше амплитуды модулирующего напряжения С1Я, проводимость диода с его нагрузкой равна:

при £/ш>-0;

= 0 при Ua

Зависимость проводимости ga от приложенного напряжения дана на рис. 5-18, в. Она может быть записана в виде ряда Фурье.

£д = go + gi cos №* + g2 cos 2u,t + -j- g~ cos 3wt -4- ... -j-gncos n<«t, (5-2/)



gA COS n<utd<u£.

*. = i

Гармоники несущей частоты и боковые частоты при них, появляющиеся за счет нелиней-

(5-28) ности характеристики диода, при необходимости могут быть отфильтрованы в нагрузочной цепи. Коэффициент полезного действия при диодной модуляции мал. Однако благодаря сво-

(5-29) ей простоте она часто применяется там, где допустима неглубокая модуляция.


Рнс. 5-18. Диодный модулятор. а - схема модулятора; б - характеристика диода; в - зависимость проводимости диода и его нагрузки от напряжения несущей частоты.

Ток через сопротивление нагрузки равен:

н = «Д (2 C°S Qt + Ua> C°S (5"3°)

Ток боковых частот в нагрузке равен: is = UQgt cos Qt cos mt =

«(Яд + Ru)

cos Qt cos u>t -

- [ cos (to - Q) t -f

(5-31)

*(R* + R«)

-4- cos (a) -f Q) t].

Составляющая тока несущей частоты в нагрузке равна:

«со = Uge cos at =

=WWa",rf- (5"32)

Поскольку при равенстве тока одной боковой частоты половине im коэффициент мощности равен единице, формула для расчета коэффициента модуляции имеет вид

Линейная модуляция возможна с небольшой глубиной.

5-4. МОДУЛЯЦИЯ С ПОДАВЛЕНИЕМ НЕСУЩЕЙ И ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

Сигналы, передаваемые с помощью ампли-тудно-модулированных колебаний, полностью содержатся в боковых полосах. Передача несущей ии в какой степени не помогает передаче информации. Поскольку при 100-процентной модуляции мощность несущей вдвое больше мощности боковых полос, исключение несущей частоты дает значительный выигрыш в передаваемой мощности. Подавление несущей частоты должно осуществляться в маломощных каскадах, а боковые частоты линейно усиливаться до требуемой на выходе мощности. Информация, содержащаяся в боковых полосах, может быть полностью воспроизведена в приемном устройстве путем восстановления несущей до того, как детектировать сигнал. Способ, при котором передаются обе боковые полосы, а несущая частота исключается, носит название двухполосной модуляции с подавлением несущей (дпмпн).

Каждая частотная составляющая модулирующего сигнала создает две боковые частоты, симметрично расположенные относительно несущей (см. п. 5-2а). Каждая из боковых полос полностью содержит информацию, подлежащую передаче. Если в передатчике подавлены несущая и одна из боковых полос, первоначальная информация, содержащаяся в модулирующем сигнале, может быть полностью воспроизведена в приемнике с помощью местного гетеродина, восстанавливающего несущую частоту. При этом возможно появление некоторых амплитудных н фазовых искажений. Такой способ передачи называется однополосиой модуляцией с подавлением несущей (опм).


Рис. 5-19. Векторные соотношения в сигналах с подавленной несущей. а - однополосная модуляция. ; - восстановленная несущая; 2 - выход детектора; 3 - подавленная несущая; 4 - подавленная боковая частота; б - двухполосная модуляция: 1 - восстановленная несущая; 2 - выход детектора; 3 - подавленная несущая.

Выше (см. п. 5-26) был рассмотрен способ представления боковых частот векторами, вращающимися с их разностными частотами относительно вектора несущей частоты. Способ, в котором модулирующий сигнал воспроизводится из сигналов с подавленной несущей, очевиден из рис. 5-19. Как в случае однополосной моду-



Модуляция с подавлением несущей и однополосная модуляция

ляции, так и в случае двухполосной передачи с подавленной несущей на выходе детектора амплитуда или огибающая сигнала представлена векторной суммой восстановленной несущей частоты и векторов боковых полос. При двухполосной передаче не происходит амплитудных искажений. Если восстановленные в радиоприемном устройстве колебания несущей частоты добавляются к колебаниям боковых полос дпм точно в той же фазе, в какой несущие колебания находились в первоначальном сигнале, то при детектированном не будут иметь места никакие искажения огибающей при условии, что амплитуда Лэсстановленной несущей достаточно велика, так что коэффициент модуляции не превышает 1,0. Если фаза восстановленной несущей заметно отличается от фазы несущей первоначального сигнала, появятся искажения вследствие фазовой модуляции вектора огибающей. Если фаза восстановленной несущей отличается от первоначальной на 90°, то амплитудная модуляция вектора огибающей вообще уничтожается. В результате имеет место фазовая модуляция и амплитудная модуляция удвоенной частотой. Поэтому дпмпн не находит применения, если не передается несущая на пониженном уровне мощности (обычно около 20 дб). Этот остаток несущей служит для синхронизации восстанавливаемой несущей.

При однополосной передаче фаза восстановленной несущей не играет роли. Искажения огибающей, возникающие вследствие фазовой модуляции, не зависят от фазы восстановленной несущей относительно подавленной несущей. Искажения сводятся к минимуму увеличением амплитуды восстанавливаемой несущей относительно боковой полосы. Появление гармоник огибающей однополосной модуляции, как возможный вид искажений, показано на рис. .5-20 в зависимости от коэффициента модуляции


О 0,1 0.2 ff,3 Ofi 0,5 0,6 0,7 0,8 0,3 f,0

иы*л1иш = амплитуда бокобой/амплитуда восстановленной несущей

Рис. 5-20. Содержание гармоник огибающей на выходе детектора одиополосного сигнала и восстановленной несущей.

1 - вторая гармоника; 2 - третья гармоника, 3 - четвертая гармоника

Восстановленная несущая может подстраиваться под несущую передатчика, если передавать некоторый остаток несущей. Однополосная передача обладает преимуществами перед двухполосной передачей. Это - вдвое меньшая ширина полосы частот и малая зависимость выхода детектора от изменения фазы и частоты восстанавливаемой несущей.

При передаче речи допустима неточность частоты восстановленной несущей порядка 10-20 гц. Отклонение в 50 гц существенно снижает разборчивость речи. Для концертных передач требования к точности частоты восстановленной несущей существенно повышаются, чтобы избежать искажений за счет изменения соотношений между обертонами. Поэтому нестабильность частоты местного гетеродина должна быть не хуже 1 • 10~в н 1 • 10~7 на частотах порядка 30 Мгц. По этой причине, как правило, осуществляют передачу так называемого пилот-сигнала \ который в приемнике отфильтровывается и используется для автоматической подстройки частоты местного гетеродина. Уровень пилот-сигнала обычно на 20 дб ниже уровня боковой полосы.

При однополосной передаче ширина полосы пропускания приемника может быть вдвое уменьшена по сравнению с обычной передачей амплитудно-модулироваиных колебаний. При той же мощности передатчика это дает на выходе второго детектора увеличение отношения сигнал /шум в 4,8 дб. Не менее важным преимуществом однополосной модуляции перед обычной передачей амплитудно-модулирован-ных сигналов является минимальное влияние селективного фединга несущей. Как известно, под действием атмосферных явлений несущая может-стать значительно меньше половины боковой. При этом воспроизведение амплитудно-модулированного сигнала в приемнике становится неразборчивым.

Экономический эффект от применения модуляции с подавлением несущей частоты зависит также от числа приемников, которые обслуживаются радиопередающей станцией. Если на один передатчик приходится лишь несколько


Несущая частота со

Рис 5-21. Принципиальная схема балансного модулятора.

на входе детектора, т. е. от отношения амплитуды боковой частоты к амплитуде восстановленной несущей. При однополосной передаче разность между частотами восстановленной и подавленной несущей дает смещение всех частот модуляции на величину этой разности. При двухполосной передаче такая разность вызывает изменение амплитудных и фазовых искажений на двойную разностную частоту.

приемников, то выгоднее усложнять приемники, чтобы значительно снизить мощность передатчика. Однако, когда число приемников на один передатчик велико, как в случае радиовещания, экономию дает упрощение приемников.

5-4а. Балансные модуляторы. Подавление несущей как в однополосной, так и двухполос-

1 Пклот-сигиал чаще представляет собою остаток несущей, но может быть специально введенной условно,! частотой модуляции. (Прим. ред.)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [58] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0086