Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Передатчик рассчитывается на 283 Рис, 6,2, Временняя диаграмма АМ сигнала Рис. 6.4. Векторная дмаграмма АМ колебания при модуляпии одним гармоническим колебанием /а/г а) Рис. 6 3. Спектр АМ колебания при модуляции одним (и) и тремя ( 6) гармоническими колебаниями 1 2 о Р„(! + лгсрсоз й () г( й( = (6.9) = Р„+ 0,5пгз Р„= Р„(1+0,5/лз ),. максимальную мощность АМ колебаний, кбторая имеет место при т = =дч с = 1, Р~„,. = Ри(1 гн) = 4Рьг В процессе модуляции ток изменяется в соответствии с (6,4), Тогда мощность за период радиочастоты (если считать, что контур остается настроенным в резонанс, т. е, У,„;м Я,„„так как гл ~>й)Р, Рч = 0 5)2 (1 + пгсозй()2К Средняя мощность амплитуднозмодулированного колебания обычно определяется для среднестатистических значений коэффициентов модуляции: где т, — среднее значение коэффициента модуляции за длительное время.
Выражение 0,5т~, Р„характеризует мощность, приходящуюся на боковые полосы Ре „. По своему физическому смыслу т, связано с эффективным значением коэффициента модуляции следующим образом: т = Г2т,е. тогда (6. 1О) ,Для получения большей дальности связи и (илн) улучшения отношения сигнал/шум в месте приема необходимо увеличивать мощность боковых составляющих АМ колебания. Следовательно, нужно стремиться к большей глубине модуляции т -+ т -+1, т.
е. токи антейны !д и анодной цепи )„лампы (транзистора) должны линейно меняться от некоторого максимума до нуля. Учитывая, что т = ~Г2т,а, имеем гл = Жт /Р. Передатчики с АМ проектируются как т =. 1. Полагая р = 3,5...4, получаем т = 0,35...0,4. Это означает, что доля боковых полос при модуляции составляет 1,5...2,2% Р, „и номинальная мощность ламп (или транзисторов) используется крайне незначительно.
Информация содержится именно в боковых полосах.' Следовательно, важная энергетическая особенность АМ (независимо от 'способа реализации) состоит в следующем: ))ля передачи сравнительно малой мощности боковых полос требуется пиковая мощность передатчика Р, „,. И зто йесметря на то, что пиковые значения модулирующего сигнала появляются сравнительно редко.
Прн высокохудожественной передаче предьявляют очень жесткие требованна к нелинейным искажениям, и поэтому приходится мириться с плохим исиользованмем ламп. Прн передаче речевых еигналовма вход модуляционного устройства передатчика подаются ограниченные по амллитуде звуковые сигналы; допустимый уровень искажений достигается ислользоввиием сложных устройств ограничения (1 0). Степень,ограничения обычно не превосходит 12дБ: С,„р = 201ой(ЩУ, ) ь 12дБ, где (л, — напряжение, соответствующее началу ограничения; б' — амплитудное значение напряжения, подаваемого на ограничитель.
Этим достигается уменьшение пикфактора (так как возрастаег среднее значение сигйвла), увеличение громкости, а следовательно; и мощности'боковь)х полос. такая молуляциа наэывается лгралецеидальпов, нбо фоРма огибающей сходна с трапецией (рис. 6.5). Средний коэффициент модуляции получается равным 0,7...0,8. Однако увеличение, степенн ограничения более чем на 12 дБ нежелательно из-за роста искажений. Из-за сравнительно малой мощности Ра „контурный ток изменяется прн модуляции оцень мало, Из (6.9) следует, что 7' л,ьс.
= ).' лс~к, "1 + 05"'ср. и Кг Рис. б.б, График зависимости козффнниеин пгубнны амплитудной мплупянин и коэффициента ' нелинейных искажений"от напряжения гармонического модулируазнзего сигнала Рис. 6.5. Временная диаграмма ири популяции реальным сигналом с учетом ограничения Существует много различных методов получения АМ, В подавляющем большинстве модуляция достигается изменением (модуляцией) напряжения на каком-то электрода лампы или транзистора; иногда одновременно меняются два нли три',напряжения —, так называемая комбинироеанная модуляция. Зависимость режима ГВВ от питающих напряжений изложена,в й 2з е2., Судить о пригодности генератора для,АМ,можно по его так называемым сигатическии модуляцткзнньаи хараивмристцкам, (СМХ), т.
е. по зависимости 1а и 1ае, 1„, РП Ро; т) от какого-то одного питающего напряжения Ев, Е„Е„, Ц при простой АМ или от совместного одновременного изменения двух или трех напрюкений при комбинированной АМ. Статическими зти характеристики называются потому, гго они снимаются за счет изменения постоянного напряжения (или Е„, или Е„) илн за счет изменения амплитуды напряжения возбузкденияТВВ (г,; модулирующее напрязкснне звуковой частоты при этом отсутствует: Уп = О.
Статическая модуляционная характеристика каскада ГВВ с АМ не учитьвает зависимости его качественных и энергетических показателей от нелинейности входного сопротивления модулируемого ГВВ и частоты модулирующего сигнала а). Для выявления этих важных зависимостей исследуется динамическая модуляционная характеристика модулируемого ГВВ, т.
е. зависимость коэффициента глубины амплитудной модуляции и других показателей режима от амплитуды модулирующего (звукового) напряжбиия уп. Измерения проводятся н» частотах, предусмотренных ГОСТом; в простейших случаях это либо 400, либо 1000 Гц. С помощью специальных измерительных (или грубо по осцил- лографу) измеряется глубина модуляции для положительного н отрицательногоо полупериодов огибающей АМ колебания: т,мял„)ищ мли„), где т = (1а~ — 1а„'У1а,; ое = (1а„— 1„и)11а„(см. рис. 6.2 и 6.6). Совпадение этих завйсимостей (ое, = еп = т) и их линейность говорят о симметричности модуляции и малых нелинейных искажениях, харакр у фф ю р к,=тс~.ио,ю„.
Для радиовещательного передатчика с АМ по ГОСТУ в полосе частот 100...4000 Гц и при глубине модуляции ла = 50 % коэффициент гармоник К„~ 1.%, а при ит = 90% К, < 2%. Полоса модулирующих частот йии...Циеа и допустимая неравномерность модуляции ое = Яй) при У, = 0,511,,, = сопа1 характеризуют ояспкитудно-частотную характеристику передатчика (АЧХ), иначе говоря — частотные искажения (рис. 6.7).
В соответствии с международным «Регламентом радиосвязи» (М.: Радио и связь, 1985) АМ для целей звукового радиовещания или для радиотелефонной связи имеет условное обозначение АЗЕ (устаревшее и отмененное обозначение АЗ). Модулятором (модулируемым каскадом) радиопередатчика называется устройство (каскад), в котором осуществляется процесс модуляции (ГОСТ 24375 — 80). Это каскад усиления радиочастоты (см. рис. 1.2) между возбудителем и выходом передатчика (антенной), т. е.
либо выходной (оконечный), либо какой-то промежуточный каскад. Модулирующее (звуковое) напряжение (сигнал) поступает на передатчик от источника информации, например от микрофона в радиовещательной студии. Для обеспечения работы модулятора, как правило, необходимо предварительное усиление модулирующего сигнала. В передатчике для этого предусматриваетса тракт усиления звуковой частоты (модуляционное. устройство), выходной каскад которого условно назовем мощным усилителем звуковой частоты (МУЗЧ) — модулирующим каскадом, Структурные схемы передатчиков с АМ показаны на рис.
6.8. Рис. Ь 7. Амплитудно-частотная характеристика 287 ядаяйедкяб,И уяас (жую ~ г бибр и Рис. 6.9. Шаблон требований к уровню подавления внеполосиых излучений передатчика Рис. 6Д. Структуриыс схемы передатчиков с амопнтудной модуля. писй в выходном каскале (к), промедуточном каскаде (6) и при использовании слежения моохиост тей (е) Как уже говорилось в гл. 1, электромагнитная сов местй ность (ЭМС) является важнейшим условием, предъявляемым к современным радиоэлектронным устройствам и к радиопередатчикам в том числе.
Наряду с допустимыми нестабильностью рабочей частоты, уровнем побочных и шумового излучений (с передатчику предъявляется требование допустимого уровня внеполосного излучения. ' Спектр частот излучения передатчика на присвоенной (рабочей) частоте, образовавшийся в процессе модуляции (манипуляции), состоит из основного и внеполосного излучений. Основное имучение содержит полезную информацию и занимает так называемую необходимую ширину пологы, т. е. полосу частот, достаточную для данного класса излучения (вида модуляции, назначения), для обеспечения передачи сообщений с необходимыми скоростью и качеством при определенных условиях [Я(].
Виелотогным называется излучение передатчика на частотах, непосредственно примыкающих к необходимой ширине полосы частот и являющихся результатом процесса модуляции. (Регламент радиосвязи, ГОСТ «Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Термины и определения».) Внеполосное излучение не требуется для работы данного передатчика и создает помехи для систем связи, работающих на частотах, непосредственно примыкающих к необходимой полосе частот данного передатчика. Внеполосные излучения возникают при модуляции передатчика излишне широким спектром, за счет высших гармоник модулнрующего сигнала, возникающих как при усилении модулирующего сигнала, так и в процессе модуляции, перемодуляции и т.д.
Внеполосные излучения возникают также при кванзовании передаваем ого сигнала, например, в усилителях кпаеса 27 (см. $ 6.8). В радиовещании с АМ при номинальном диапазоне модулирующих частот 50...10 000 Гц достаточная степень подавления внеполосных излучений обеспечивается: ограничением спектра звуковых частот на выходе модуляционного устройства (на выходе МУЗЧ) специальными ограничителями верхних частот, Иначе говоря„фильтрами нижних частот; неболыдим допустимы~) уровнем нелинейных искажений передатчика, т. е.
высокой линейностью модуляции и модуляционного устройства (см. з 6.2 и 6 3). В ГОСТ допустимый уровень внеполосных излучений устанавливается указанием минимально необходимого подавления уровня излучения на краях определенной полосы частот (рис. 6.9): подавление'внеполосного излучения на 40 дБ по сравнению с мощностью несущей на границах полосы 27 кТц, т. е. 'при отклонении от несущей частоты на й13,5 кГц; подавление на 45'дБ на границах полосы шириной 28 кГц (+ 14 кГц); подавление на 50 дБ для полосы 38 кГц; подавление на 60 дБ для попоем 66 кГц. В ламповых н транзисторных ГВВ возможны следующие способы получения АМ: на входной электрод (сетку, базу) с помощью изменения напряжений смещения (Е„ЕД или возбуждения (( „У ); на выходной электрод (анод, «оллектор) изменением питающего напряжения (Е.„Е„); комбинированные способы. Рассмотрим способы получения АМ в ламповых ГВВ, поскольку на практике оии используются" чаще.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
