Амплитудная модуляция

Как ранее было отмечено, модулированное по амплитуде колебание может быть получено в результате перемножения несущего и модулирующего колебаний с последующим выделением резонансной системой сигнала требуемой спектральной области. Для этого к выходу перемножителя подключается резонансная система, настроенная на несущую частоту и имеющая полосу пропускания не меньше, чем ширина спектра AM колебания.

Для практической реализации схем амплитудных модуляторов следует иметь в виду, что подход к построению модуляторов может быть существенно различным.

Часто модуляция по амплитуде используется в различных измерительных устройствах, работающих с малыми по уровню мощности сигналами. Чтобы получить экономичный режим, используют схему на базе микросхем перемно-жителей аналоговых сигналов (ПАС), специально разрабатываемых для этих целей.

Если модулятор работает с большими амплитудами колебаний, то его коэффициент полезного действия (КПД) определяет КПД всего устройства. В этом случае модулятор проектируют на базе дискретных элементов и стремятся обеспечить максимальный КПД.

Применение дискретных элементов оправдано в тех случаях, когда требуется работать на высоких частотах, где микросхемы не работают.

Существует много схем амплитудных модуляторов. Но большинство из них могут быть условно разделены на два типа по способу подачи модулирующего колебания:

  • - если модулирующий сигнал подается в цепь управляющего электрода, то модуляция называется базовой или затворной;
  • - если модулирующее напряжение подается в цепь выходного электрода, то модуляция называется коллекторной (стоковой).

Коллекторная модуляция обеспечивает больший КПД, чем базовая. Однако для ее осуществления требуется более мощный источник модулирующего колебания.

Схема базового модулятора

Рис. 1.6. Схема базового модулятора

Рассмотрим схему базового модулятора и принцип его работы (рисунок 1.6).

Между базой и эмиттером транзистора действует сумма трех напряжений: постоянного напряжения смещения Есм, напряжения несущего колебания UH(t)=Um(t)cos coHt и модулирующего сигнала Un(t).

Если Un(t) - гармоническая функция, то напряжения между базой и эмиттером меняются, как показано на рисунке 1.7. Поскольку уровни входных сигналов достаточно велики, проходная ВАХ транзистора аппроксимируется линейно-точечной линией.

При этих условиях построен график зависимости коллекторного тока от времени. Контур в коллекторной цепи настроен на частоту несущего колебания, т.е. реагирует только на первую гармонику импульсов коллекторного тока.

Рис. 1.7. Изменение напряжения между базой и эмиттером

Рассмотрим схему коллекторного модулятора (рисунок 1.8).

Принципиальная схема коллекторной модуляции

Рис. 1.8. Принципиальная схема коллекторной модуляции

Модулирующее напряжение приложено между коллектором и эмиттером транзистора последовательно с напряжением источника питания. В результате в такт с изменением напряжения UM(t) меняется мгновенное значение коллекторного напряжения, и соответственно перемещается нагрузочная прямая на выходных характеристиках.

Результат изменения коллекторного напряжения

Рис. 1.9. Результат изменения коллекторного напряжения:

а - исходное положение при Um=0 и крайние положения нагрузочной кривой; б - осциллограммы коллекторного тока для различных мгновенных значений напряжения на коллекторе

Модуляционной характеристикой для рассматриваемой схемы является зависимость Ikim от напряжения «коллектор-эмиттер», представленная на рисунке 1.10.

Модуляционная характеристика схемы

Рис. 1.10. Модуляционная характеристика схемы

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >