Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Также невозможно измерить амперметром или вольтметром максимальное (минимальное) значение сигнала, так как это значение имеет место лишь мгновение. Кроме того,высокочастотные амперметры – это, как правило, приборы теплового типа, следовательно, они обладаютбольшой инерцией. При модуляции показания такого амперметра, которые можно фиксировать, будут пропорциональны средней мощности за период модулирующего сигнала (24.9), то естьI A1СР I A1Н 1 m 2 / 2 , и, как следует из последнего соотношения, даже при линейной модуляции будутиметь нелинейную зависимость. Следовательно, пользоваться такой зависимостью неудобно. Поэтому вдинамическом режиме, то есть при подаче модулирующего сигнала, вместо зависимостей I A1 (U ) илитока в контуреI КОНТ (U ) , которые невозможно снять, или I A1СР (m) , вместо которой непосредственновозможно снятие зависимостиI КОНТ СР (m) pQI A1СР (m) , где p, Q – коэффициент включения и доброт-ность контура, представляющих амплитудные характеристики, снимают зависимость m(U ) приΩ = const, которую по аналогии с выше указанными называют амплитудной модуляционной характеристикой.395Расхождение ветвей m+ и m– указывает на несимметричность модуляции «вверх» (внаправлении максимальной точки) и «вниз» (в направлении минимальной точки).
Отклонение амплитудной характеристики от прямой линии указывает на наличие нелинейныхискажений в огибающей АМ колебания относительно первичного модулирующего сигнала. Степень криволинейности амплитудной модуляционной характеристики позволяетсудить о величине нелинейных искажений огибающей.Помимо динамических модуляционных характеристик (ДМХ), рассмотренных выше:частотной (амплитудно-частотной) m(F) и амплитудной m(UΩM), для АМ генераторовпредставляет интерес статическая модуляционная характеристика (СМХ), характеризующая зависимость амплитуды первой гармоники выходного (анодного или коллекторного)тока АЭ генератора от постоянного напряжения на модулирующем электроде, то есть наэлектроде, в цепь питания которого при осуществлении АМ заводится модулирующийсигнал: I1(EМОД).11 Снять экспериментально зависимость амплитуды первой гармоникианодного или коллекторного тока от напряжения на модулирующем электроде обычно непредставляется возможным.
Часто возможно снятие СМХ контурного тока IКОНТ (ЕМОД),тесно связанной с интересующей зависимостью I1(EМОД). Ещё проще снять СМХ I0(EМОД),характеризующую зависимость постоянной составляющей анодного или коллекторноготока от напряжения на модулирующем электроде. Примерный вид СМХ при изменениинапряжения питания на управляющем электроде (сетке или базе) или при изменениинапряжения питания на выходном электроде (аноде или коллекторе) показан на рис.24.4,а,б соответственно в обозначениях лампового генератора.
СМХ нужны для выбора рабочейточки в режиме молчания, то есть при отсутствии модулирующего сигнала (режим несущей частоты, телефонный режим). Рабочая точка выбирается примерно на серединеIA1IA1РТРТЕС РТ 0аЕС0ЕА РТЕАбРис.24.4нарастающего участка характеристики. Соответствующее ей напряжение принимается запостоянное напряжение питания соответствующего электрода. Под воздействием модулирующего напряжения результирующее напряжение на электроде изменяется симметричнов обе стороны относительно постоянного напряжения. При настройке и отработке АМ генератора напряжение питания в рабочей точке может быть уточнено. Линейность СМХдаёт также представление о линейности модуляции. Чем линейнее СМХ, тем меньше нелинейные искажения в динамическом режиме.
На практике количественно нелинейныеискажения оцениваются с помощью специального прибора, позволяющего снять зависимость коэффициента гармоник kГ (коэффициента нелинейных искажений) от глубины модуляции, то есть от величины коэффициента модуляции m. Во многих случаях указаннаязависимость снимается на нескольких модулирующих частотах. Допустимые нелинейныеискажения в радиовещательных передатчиках не превышают единиц процентов.11В более широком смысле под СМХ понимается зависимость любого параметра, характеризующего режимАЭ или генератора в целом от напряжения питания на модулирующем электроде.
В отдельных случаях АМосуществляется изменением напряжений в цепях двух или более электродов АЭ, соответственно и СМХтаких генераторов представляет зависимость параметра от одновременного изменения напряжений на этихэлектродах.396Амплитудная модуляция смещением (Сеточная и базовая модуляция)При АМ смещением амплитуда первой гармоники выходного тока АЭ (анодного тока лампы, коллекторного тока транзистора) должна линейно изменяться с изменениемнапряжения смещения на управляющей сетке лампы или базе транзистора. При этом амплитуда напряжения возбуждения UMC или UМБ остаётся неизменной. Напряжение смещения, напротив, изменяется в соответствии с модулирующим сигналом.На рис.24.5 представлены возможные схемы осуществления АМ смещением в ламповом и транзисторном генераторах.
В режиме несущей частоты (режим молчания, телефонный режим) напряжение смещения постоянно и равно ЕС Н или ЕБ Н.12 При подаче модулирующего сигнала напряжение смещения изменяется, соответственно, по закону:EC EC Н U M cos t ;E Б E Б Н U M cos t ,где, напомним, UΩM – амплитуда модулирующего сигнала.iАUωIC nIC 0СБЛ БСБЛ АUΩIC ΩIБ 0СБЛ К+ЕКIБ Ω+ЕАСБЛ Ω-ЕС НIБ nUωСБЛ СUΩiКiБiCСБЛ Ω-ЕБ НабРис.24.5Изменение напряжения смещения в процессе модуляции вызывает соответствующиеизменения угла нижней отсечки θ и амплитуды импульсов анодного IMA или коллекторного IMK тока, как показано на рис.24.6,13 и, как следствие, изменения амплитуды первойгармоники тока.Зависимости IA1(EC), IA0(EC), IК1(ЕБ), IК0(ЕБ), представляющие СМХ при модуляциисмещением, рассматривались нами в лекции 8 при обсуждении зависимости режима ГВВот напряжения смещения и представлены на рис.8.12 и рис.8.13 для лампового и транзисторного генераторов соответственно.
Эти зависимости показаны на рис.24.7. Как отмечалось, зависимости имеют выгиб вниз в своей нижней части и могут иметь выгиб вверх вверхней части. В области недонапряжённого режима СМХ имеют тенденцию к росту сростом смещения, что как раз необходимо для осуществления модуляции смещением. Вэтой области при значениях нижнего угла отсечки в пределах 600 ≤ θ ≤ 1200 СМХ оказываются линейными в соответствующем интервале изменения смещения. Рабочая точка,соответствующая режиму несущей частоты (он же режим молчания или телефонный режим), выбирается из соображений получения линейной модуляции на середине линейногоучастка СМХ, как отмечено на рис.24.7.
Нетрудно заключить, рассматривая СМХ, что приосуществлении 100% модуляции (m = 1) обязательно появятся нелинейные искажения засчёт нелинейности СМХ в своей нижней части, так как ток должен в процессе модуляции12Напряжение смещения в режиме несущей частоты ЕС Н , ЕБ Н соответствует напряжению смещения в рабочей точке на рис.24.4.13Представленный рис.24.6 соответствует значению коэффициента D = 0, что для рассматриваемого момента непринципиально, но более наглядно.397в минимальном режиме принимать нулевое значение. Очевидно также, если рабочую точку на СМХ сместить влево от указанного положения, то нелинейные искажения появятсяпри меньшем значении коэффициента модуляции.
Если рабочую точку выбрать на нелинейном нижнем участке СМХ, то модуляция при любом коэффициенте модуляции будетсопровождаться нелинейными искажениями.iAiA–ECНE /CeCtРис.24.6tI A1, I A0I A1IК1, IК0областьнедонапряжённогорежимаI A0- ECЗАПИРАНИЯ–ЕС Н- ЕCКРобластьнедонапряжённогорежимаIК1IК0область перенапряжённогорежима0EС -EБ ЗАПИРАНИЯ 0 ЕБ Нобласть насыщения(перенапряжённыйрежим)ЕБКРEБРис.24.7Итак, модуляция смещением возможна в недонапряжённом режиме ГВВ и толькодля режима максимальной мощности (максимального режима) при 100% модуляции может быть допущен критический режим. При заходе в перенапряжённый режим СМХ загибаются вниз и модуляция будет сопровождаться большими нелинейными искажениями.Аналитическое выражение СМХ при модуляции смещением при кусочно-линейнойаппроксимации статических ВАХ анодного тока лампы или коллекторного тока транзистора может быть получено следующим образом.398Согласно эквивалентной схеме анодной цепи лампы или коллекторной цепи транзистора для области недонапряжённого вплоть до критического режима, рассмотренной влекции 9 (см.
рис.9.1)14 и показанной на рис.24.8, для амплитуды первой гармоники выходного тока можно записать (приводимые ниже выражения записаны в обозначенияхлампового генератора, для транзисторного генератора выражения подобны):U 1 ( )/I A1 / MC SU MC.(24.10)RiRoeRi Roe1 1 ( )RiВыражение (24.10) не раскрывает непосредствен~RoeμUMCнуюсвязьмежду IA1 и смещением ЕС . От напряженияIA1смещения зависит коэффициент γ1(θ) = α1(θ)(1 – cosθ),так как нижний угол отсечки анодного тока θ зависит отРис.24.8ЕС . В частности, для лампового ГВВ15EC EC/EC EC/cos .U MC DU MA U MC DI A1 RoeУчитывая в последнем выражении (24.10), после преобразований получаем:E EC/Rcos C[1 oe 1 ( )].(24.11)U MCRiРешая совместно (24.10), (24.11), можно построить СМХ при любом значении UMC .Например, задавшись значением ЕС , при известных значениях отношения Roe/Ri и UMC из(24.11) можно отыскать значение γ1(θ) (уравнение (24.11) трансцендентно и решается графически либо другим способом).
После этого из (24.10) находится ток IA1. На практике дляупрощения расчёта СМХ задаются значениями θ . Соответственно из (24.10) непосредственно находят ток, а из (24.11) находят соответствующее смещение. Нетрудно увидеть,что расчёт СМХ существенно упрощается, если можно принять значение параметра Dравным нулю, что допустимо для генераторных тетродов и пентодов и для триодов с малой проницаемостью, а также для транзисторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
