Дәріс. Амплитудалық модулятор. Варикапы бар жиіліктік модулятор
дәріс. Амплитудалық модулятор. Варикапы бар жиіліктік модулятор. Бір тоналды амплитудалық модуляцияның аналитикалық өрнегін u= U т (1 + M cosW t)cosw0 t талдаудан көрініп тұр, оны қалыптастырғанда модуляциялайтые сигнал e (t) = E 0cosW t мен тасымалдаушы тербелісті u= U тcosw0 t көбейту қажет. Қазіргі кезде амплитудалық модуляцияны жүзеге асырғанда сызықты емес немесе параметрлік тізбектер көмегімен жанама көбейтуді қолданады. Амплитудалық модуляторларды құрғанды инерциалдық емес сызықтық элементке берілетін модуляциялайтын және тасымалдаушы тербелістердің қосындысын түрлендіру құбылысын жиі пайдаланады. Амплитудалық қарапайым модулятордың схемасын сызықты емес резонанстық күшейткіш (7.1,а-сурет) негізінде, VT транзисторы кірісіне модуляциялайтын сигнал e (t) тұрақты ығысу кернеуі U 0 мен тасымалдаушы тербеліс генераторын u т(t) тізбектеп қосып, және де тербелістік контурды тасымалдаушы тербеліс жиілігі w0–ға баптап келтіріп құруға болады. Біртоналды амплитудалы модуляцияланған сигналды осы негізгі деп аталатын модулятор көмегімен алу ұстанымын қарайық. Бұл жағдайда модулятор кірісіне (7.1,а – сурет): u кір(t) = U 0 + E 0cosW t + U тcosw0 t. (7.1)
7.1,б – суретте көрсетілген токтар кернеулердің уақыттық диаграмма-лары көмегімен модулятордың жұмыс істеу ұстанымы түсіндіріледі. Транзистордың өтпелі сипаттамасы – I к коллектор тогының U бэ –база-эмиттер кернеуіне тәуелділігі – тіке сызықты екі кесіндісімен жуықталып алынған дейік. Ығысу кернеуі U 0 –ға қарағанда жұмыс нүктесінің модуляциялайтын сигнал e (t) заңы бойынша жылжуы себебіне байланысты тасымалдаушы тербеліс қисығында токтың кесілу нүктесі бұрышының өзгеруі болады. Осының нәтижесінде тасымалдаушы тербеліс амплитудасының өзгерісін бейнелейтін транзистордың i к - коллектор тоғының импульстері амплитуда бойынша модуляцияланған болып шығады. Транзистордың коллектор тоғы импульстері спектрінде жиіліктері w0 және W гармоникалық, сондай-ақ еселі және комбинациялық (w0 мен W-ның гармоникаларының қосындылық және айырма құрастырушыларынан) жиіліктерімен құрастырушылары жиынтығы бар. Резонанстық контурдың Dw0 = 2 W тең өткізу жолағы болуы тиіс, сонда ол коллектор тоғы импульстері спектрінен тек қана w0 - W, w0 және w0 + W үш жиілігі бар гармоникаларды бөліп алады. Бұрыштық модуляцияны іске асырғанда бұрыштық модуляциясы бар радиосигналдарды беруші генератордың жиілігін тікелей өзгертумен (жиіліктік модуляция) немесе тасымалдаушы тербелістің фазасын өзгертумен алады (фазалық модуляция).
7.1-сурет. Амплитудалық модулятор: а) қарапайым схемасы; б) токтар мен кернеулер диаграммасы
Жиіліктік модуляторлар. Тасымалдаушы тербелістің жиіліктік модуляциясын көбінесе автогенератордың тербелістік контурының резонанстық жиілігін электрондық баптап келтіру (ілезде) жолымен іске асыруға болады. Іс жүзіндегі радиоэлектрондық сұлбаларға бұл сызықты емес шалаөткізгіш элемент – варикаптың көмегімен орындалады. Шалаөткізгіш диодтар теориясынан белгілі варикаптың p-n өткелінің тосқауылдық сиымдылығы берілген кернеуге тәуелді және вольтфарадтың сипаттамасымен анықталады (7.2-сурет). Жиіліктік модуляцияны іске асырғанда модуляциялайтын сигналдың заңы бойынша тасымалдаушы жиіліктің жиілігін өзгерту қажет. Егер автогенератор кірісінде e(t) =E0cjsW t гармоникалық сигнал әсер етсе, онда варикап сыйымдылығы C(t), C 0 қарағанда уақыт бойынша гармоникалық заң бойынша өзгеріп отырады. Осыған сәйкес, егер жиілік девиациясы кішкентай болса, автогенератордың шығыс сигнал жиілігі де өзгеріп отырады. 7.3 - суретте ОК-тегі автогенератордағы варикапы бар жиіліктік модулятор схемасы көрсетілген. Осы суретте үзікті сызықпен, модуляциялайтын сигнал жоқта тасымалдаушы тербелісті u н (t)= U нcosw0 t өндіріп шығаратын операциялық күшейткіштегі автогенератор белгіленген. Жиіліктік модулятордың осы схемадасында L к индуктивтігі мен C к сыйымды -
7.2 –сурет. Варикаптың вольтфарадалық сипаттамасы
лығы және VD варикапы, резонанстық жиілігі тасымалдаушы жиілікке тең болатын тербелістік контурды құрады.
7.3 – сурет. ОК-тегі автогенератордағы варикапы бар жиіліктік модулятор схемасы Қозатын тербелістердің жиілігін баптап реттеу варикаптың сыйымдылығын автоматты түрде өзгертумен жүзеге асырады. Контурды кернеу көздері U 0мен e (t) -ның кішкентай кедергілерімен тұйықтап тастамас үшін олардың қосылуы тасымалдаушы тербеліс үшін үлкен кедергісі, ал модуляциялайтын сигнал және ығысудың тұрақты кернеуі үшін кішкентай кедергісі бар L 1 дросселі арқылы жүзеге асырылады. Модулятор сұлбасында С а –ажыратқыш конденсатор. Негiзгi әдебиет:2[291-297]; 1[283-286].
|
