Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 86
Текст из файла (страница 86)
11.4. Спектр АМ колебаний доаательно, при АМ передатчик занимает полосу частот, ширина которой равна двум максимальным частотам модуляции 2Еианс ° Когда говорят, что радиостанция работает на частоте 1, то имеют в виду ее несущую частоту )м Две радиостанции не могут работать без взаимных помех, если их несущие частоты различаются меньше, чем на сумму их максимальных частот модуляции. Поэтому несущие частоты;радиовещательных станций некоторых диапазонов различаются не менее чем на 9 кГц. Для неискаженной передачи н воспроизиедения необходимо также, чтобы передатчик и приемник обладали достаточно широкой полосой пропускания, т.
е. чтобы колебания боковых частот существенно не ослаблялись по сравнению с колебаниями несущей частоты. При этом очень важно, чтобы контуры были яозможно точнее настроены на несущую частоту, В случае их неточной настройки колебания одной из боковых частот окажутся ослабленными больше, чем колебания другой боковой частоты, и сигнал будет сильно искажен.
Танце искажения, например, имеют место при плохой настройке приемника. Дальность передачи при АМ определяется интенсивностью колебаний боковых частот, несущих информацию, амплитуда которых всегда меньше амплитуды колебания несущей частоты. Из выражения (11.12) видно, что амплитуда колебаний боковых частот пропорциональна коэффициенту модуляции и, следовательно, дальность передачи будет тем больше, чем больше глубина модуляции передатчика. Амплитудно-модулированные колебания можно получить при одновременном воздействии высоко- и низкоча- 276 стотных колебаний на вход резонансного лампового усилителя (рис.
11.5), если рабочая точка лампы выбрана на криволинейном участке ее анодно-сеточной характеристики. В этой схеме, на- Рис. 11.5. Схема генератора с сеточной модуляцией смещением зываемой схемой сеточной модул я ц и и; напряжения высокой и низкой частот подаются в цепь сетки лампы со вторичных обмоток трансформаторов, к первичным . обмоткам которых подводятся соответственно колебания от генератора незатухающих колебаний вы. сохой частоты и от уонлнтеля низкой частоты. Кроме того, в цепь сетки эключен источник постоянного напряжения смещения Еч.
Поскольку для тонов вйсокой частоты вторичная обмотха трансформатора низкой частоты, имеющего стальной сердечник, обладает очень большим сопротивлением, ее блокируют конденсатором Са. Емкость этого нонденсатора должна быть такой, чтобы он представлял малое сопротивление для токов высокой н большое для токов низкой частоты. Так как эти частоты различаются э тысячи раз, то это обычно удается аыполнить. Чтобы токи высокой и низной частоты не проходили через источник напряжения смещения н ие создавали на нем падении напряжения, его также блокируют конденсатором Сэ большой емкости.
Изобразим графики процессов, протекающих в схеме, для чего под статическими характеристнками лампы про. ведем ось времеви и построим зависимость суммарного напряжения, действующего в цепи сетки от времени; и,= — Е,.1.0 з1пю)+(/ з)пйд РасЮ Р смотрим сначала случай, когда используется только линейный участок статической характеристики лампы, Как нетрудно аидеть из графиков (рис. !1.6,а), в этом случае анодный ток Рис.
11.6. Выбор режима работы лампы при сеточной модуляции смешением: а — при работе на линейном участке характеристики модуляции не происходит; б — модуляция осуществля- ется при работе на нелинейном участке представляет собой простую сумму постоянного тока Пм тока звуковой частоты с амплитудой 1п и тока высокой частоты с постоянной амплитудой 7 „, который, проходя через резонансный контур, включенный в анодную цепь лампы (см. рис.
11.5), создает на нем падение напряжения с неизменной амплитудой. При этом никакой модуляции не происходит. Если используется нелинейный участок статической характеристики (рис. 11.б, б), то анодный ток представляет собой периодическую последовательность высокочастотных импульсов, огибающая амплитуды которых изменяется в соответствии с передаваемым сигналом низкой частоты.
Очевидно, что чем боль- ше импульсы тока, тем больше амплитуда колебаний, возбуждаемых ими в контуре. Поэтому в контуре создаются высокочастотные колебания, амплитуда которых изменяется в соответствии с передаваемым сигналам, т. е. колебания, модулированяые по амплитуде. Это можно объяснить также следующим образом. При изменении амплитуды импульсов пропорционально ей изменяются амплитуды всех гармоник и, следовательно, напряжение на контуре, настроенного на ту или иную гармонику.
Аналогично осуществляется б а з оная модуляция смещением в транзисторных генераторах. Все основные свойства и показатели при данном 277 3! Рис. 11.7. Анппная модуляция: а — схема; б — токи и напряжения при модуляции 278 виде работы подобны тем, которые имеют место в ламповых генераторах. В связи со значительными нелинейными искажениями и низким КПД данный вид модуляции не получил широкого практического применения, Амплитудная модуляция может осуществляться изменением любого из питающих напряжений резонансного усилителя, если при этом используется нелинейный участок характеристики лампы. В схеме а н од ной м о дул я цн и (рис. 1!.7, а) изменяется анодное напряжение за счет напряжения, снимаемого со вторичной обмотки модуляционного трансформатора, включенной последовательно с источником постоянного анодного напряжения Е, (питание анодной цепи лампы осуществляется по параллельной схеме).
Изменение амплитуды импульсов анодного тока, а следовательно, н их гармоник происходит при изменении анодного напряжения по двум причинам: уменьшение анодного напряжения вызывает перераспределение тока в лампе, в которой при положительных сеточных напряжениях за счет роста сеточного тока уменьшается анодный ток; рост сеточного тока, в свою очередь, приводит к увеличению напряжения смещения, создаваемого цепью автоматического смещении, в результате чего уменьшается максимальное напряжение на сетке (рис.
11.7, б). Схема анодной модуляции позволяет получить более глубокую неискаженную модуляцию и более высокий КПД, чем схема сеточной модуляции, но она требует во много раз большей мощно- сти модулнрующпх иизночастотных копебаний. Поэтому на практике можно встретить как ту, так и другую схемы модуляции. В схеме анодной модуляции нельзя применять тетрод из-за динатронного эффекта в цепи его экранирующей сетки в моменты большого снижения анод- ного напряжения.
Поэтому при исполь. зованни тетрода обычно применяется комбинированная схема анодно-энран. ной модуляции, в которой одновременно и сннфазно изменяются анодное напряжение и напряжение экранирующей сетки. При этом уменьшение анодного напряжения сопровождается пропорцио. нальным уменьшением.
напряжения экранирующей сетни, поэтому динатронный эффект не возникает. На рис. 11.8 приведена схема анодно-экранной модуляции. Здесь экранирующая сетка тетрода питается от источника анодного напряжения через резистор )7„ проходя по которому ток экранирующей сетки создает на нем падение напряжения. В результате на экранирующую сетку тетрода подается только часть мадулирующего напряжения, действующего в анодной цепи. Одновременное снижение анодного напряжения и напряжения экранирующей сетки приводит к перераспределению токов в лампе: анадный ток и ток экранирующей сетки уменьшаются, а ток управляющей сетни увеличивается.
Увеличение тока управляющей сетки приводит к увеличению на. пряжения на цепи автоматического смещения, что, в свою очередь, способствует уменьшению анодного тока. Схе- Рис. 1!.8. Схема анодно-экранной модуляции ма анодно-экранной модуляции на тетроде позволяет получать глубокую неискаженную модуляцию. Аналогично анодной модуляции в транзисторных генераторах осуществляется колле.кторная модуляц и Я.
Она также хаРактеРизУетсЯ вы-шь соким КПД, ио требует значительных мощностей от модулятора и возбудителя. Для повышения линейности модуляции и уменьшения мощности возбудителя чаще всего используют одновременную синфазную коллекторную модуляцию в оконечном и предоконечном каскадах (рис. 11.9).
Тогда при уменьше- телей минкой частоты, Работающих в режиме класса В. При использовании пентодов широко применяется модуляция изменением напряжения защитной сетки (рис. 11.!О). Обычно в цепь этой сетки подается небольшое положительное напряжение. Если это напряжение уменьшать или подавать отрицательное напряжение, то поле защитной сетки уменьшает ускоряющее поле анода и электронный поток ' перераспределяется в пользу экранирующей и управляющей сеток, за счет чего анодный ток уменьшается. В схеме используется цепь автоматического сме- су Рнс. И .!О.
Схема модуляции на защитную сетку Рнс. 11.9. Коллекторная модуляция в двух каскадах нии напряжения на коллекторе выходного каскада одновременно уменьшается напряжение возбуждения, и базо. вый ток возрастает в меньшей степени, чем при простой коллекторной модуляции. Одновременно уменьшается требуемая мощность возбуждения и улучшается линейность модуляции. Для получения достаточного КПД мощного модулятора, требуемого при анодной и коллекторной. модуляции, модуляторы выполняют в виде двухтактных усили- щения, создающая увеличивающееся смещение на управляющей сетке пентода (как и в схеме анодной модуляции).
Благодаря тому, что напряжение защитной сетки в теченне почти всего периода модулирующего напряжения имеет отрицательные значения, ток в ее цепи мал. Поэтому в этой схеме для модуляции требуется незначительная мощность модулирующих колебаний. Для получения 100е1а-ной модуляции необходимо в цепь защитной сетки по. давать такое отрицательное напряжение, которое полностью нейтрализовало бы положительное поле анода, так как только при этом анодный ток полностью прекращается. Из-за того, что защитная сетка ближе к катоду, чем анод, она влияет на анодный ток обычно в 5 — 8 раз сильнее анода. Схема модуляции на защитную сетку тоже позволяет получить глубокую неискаженную модуляцию. Ее недостатнн — относительно большая амплитуда модулирующего напряжения и увеличенная мощность возбуждения из-за значительных токов в цепи управляющей сетки лампы.
279 11.8. ЧАСТОТНАЯ'И ФАЗОВАЯ МОДУЛЯЦИИ Амплитудной модуляции свойственны следующие существенные недостатки: приему АМ сигналов сильно мешают индустриальные и атмосферные помехи; в процессе модуляции лампа используется по мощности полностью только при подаче максимального мгновенного' модулирующего напряжения, а во все остальное время она недоиспользуется. Эти недостатки в значительной мере устраняются при частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляциях.
Поскольку амплитуда высокочастотных колебаний при этих аидах модуляции остается неизменной, лампу можно все время использовать по мощности полностью, Постоянство амплитуды передаваемого сигнала позволяет срезать в приемном устройстве накладывающиеся на полезный сигнал помехи без искажения модуляции. При ФМ фаза колебаний изменяется в зависимости от передаваемого звукового сигнала: ф = в !+ Ьф з)п И !+ ф~, (11 14).
где Аф — максимальное отклонение фазы колебаний от значения а!+фо, называемое индексом модуляции и обозначаемое буквой )). При этом индекс модуляции прямо пропорционален силе звукового сигнала (амплитуде модулирующего напряжения): Аф=й(! и, где й — коэффициент пропорциональности. Уравнение ФМ нолебаний имеет следунйций вид: а = Ао з)п (во ! + Аф з1п И ! + фо) . (11.15) При ЧМ частота изменяется в соответствии с законом изменения передаваемого звукового сигнала: а = в + АаМпИ1, (1! .16) где Ав — максимальное значение отклонения частоты от ее среднего значения, называемое девиа цн ей ч ас т о т ы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
