Что такое амплитудная модуляция

При распространении сигналов в какой-либо среде, они носят непрерывный по величине и времени характер. Сигналы, непрерывные по величине напряжения и времени, называются аналоговыми (рисунок 1(а)). Основной причиной массового перехода от аналоговых сигналов к цифровым в беспроводных системах связи является развитие цифровой техники, которая оперирует численными данными, а не аналоговыми сигналами. Также, в пользу цифровых сигналов сыграли возможность восстановления в промежуточных узлах передачи и инструмент кодирования, используемый для восстановления утерянных данных и решения вопросов безопасности.

Если зафиксировать отсчёты сигнала в выделенные моменты времени, то такой сигнал будет называться дискретным, а операция по его получению из аналогового — дискретизацией (рисунок 1(б)). При дискретизации аналогового сигнала следует руководствоваться теоремой Котельникова, согласно которой частота дискретизации должна минимум в два раза превосходить высшую частоту спектра сигнала. В случае, если теорема Котельникова не будет выполнена, то часть данных, передаваемых в сигнале, будет утеряна. Так, при передаче сигнала в полосе 5,12 — 5,32 ГГц частота дискретизации должна быть не ниже 10,64 ГГц; при передаче сигнала в полосе 2,432 — 2,452 ГГц, частота дискретизации должна быть не ниже 4,904 ГГц.

Если значения напряжения сигнала свести к нескольким конечным уровням, то полученный сигнал будет называться квантованным, а операция по его получению из аналогового — квантованием (рисунок 1(в)).

Результат двух операций, дискретизации и квантования, над аналоговым сигналом называется цифровым (рисунок 1(г)).

Рисунок 1 — Временные зависимости гармонического сигнала в различных представлениях: а — аналоговый, б — дискретный, в — квантованный, г — цифровой

Используя цифровые сигналы, можно представить исходный аналоговый сигнал в виде конечной числовой последовательности, что облегчит хранение и обработку данных, а также сделает возможным использование схем кодирования.

Для пояснения методики кодирования рассмотрим часть сигнала, представленного на рисунке 1(г). Для квантования сигнала используется 8 уровней, т.е. для численного обозначения каждого уровня в двоичной системе потребуется три бита. В нулевой отсчёт времени значение сигнала соответствует уровню «100», в следующий отсчёт уровень сохраняется — «100», далее значение сигнала возрастает и соответствует уровню «101», на следующем отсчёте сигнал вновь возрастает и находится на уровне «110» и т.д. Конечная запись сигнала в цифровой форме представлена на рисунке 2, т.е. исходный аналоговый сигнал представлен в виде последовательности «100100101110111111110110100100».

Амплитудная модуляция

Следует иметь в виду, что при представлении аналогового сигнала в цифровой форме часть данных о сигнале будет утеряна, причём схожесть сигналов будет определяться частотой дискретизации и числом уровней квантования . По такому принципу работают музыкальные кодеки: один и тот же звуковой поток может быть закодирован различными кодеками, что влияет на размер файла записи и субъективное качество воспроизведения. Таким образом, при преобразовании аналогового сигнала в цифровой, необходимо учитывать объём выходных данных и степень важности данных, которые теряются в процессе преобразования.

Важным достоинством цифровых сигналов является возможность их воспроизведения: принятый аналоговый сигнал может быть усилен по амплитуде, однако, наряду с сигнальной составляющей, будет усилена помеха, тогда как цифровой сигнал может быть сначала декодирован, после чего сгенерирован заново.

Кодирование

Под кодированием подразумевается однозначное преобразование числовой последовательности в другую числовую последовательность, как правило, большей длины. Кодирование применяется с целью обнаружения и/или исправления ошибок, возникших при передаче данных.

Рассмотрим простейший вид кодирования с проверкой на чётность: для этого запишем числовую последовательность, полученную в предыдущем пункте, поэлементно в столбец:

Рисунок 3 — Пример кодирования числовой последовательности кодом проверки на чётность

К каждому из символов добавим дополнительный бит, который равен нулю, если сумма битов числа чётная, и равен единице, если сумма битов числа нечётная. Таким образом, сумма битов нового четырёхзначного числа является чётной.

При передаче последовательность модулирует несущий сигнал и передаётся в эфир. На приёмной стороне полученный сигнал декодируется и делится на 4-битные последовательности, каждая из которых кодирует один символ. Далее, каждое из четырёхбитных чисел проверяется на чётность и, в случае, если сумма битов является нечётной, то фиксируется ошибка в передаче данного символа. Код с проверкой на чётность может только обнаруживать одну ошибку при передаче символа, т.е. если будут неверно приняты два из четырёх битов, то ошибка обнаружена не будет. Рассмотренный метод кодирования является достаточно простым, однако существуют более сложные кодовые конструкции, которые позволяют не только обнаруживать, но и исправлять одну или несколько ошибок.

Амплитудная модуляция на пальцах

В недавней статье «Амплитудная модуляция произвольного сигнала» её автор довольно сумбурно попытался представить своё понимание формирования спектра при амплитудной модуляции. Но отсутствие иллюстраций и избыток математики с привлечением интегральных преобразований помешало сообществу понять мысли автора и оценить статью по достоинству; в то время как тема это достаточно простая — и рассмотреть которую мы попробуем ещё раз, на этот раз с картинками и привлечением Wolfram Mathematica.

Итак, идея амплитудной модуляции состоит в том, чтобы передавать низкочастотный сигнал — голос или музыку — модулируя высокочастотный (несущий) сигнал, многократно превышающий слышимый диапазон и занимающий узкую полосу частот в радиоэфире. Сама модуляция осуществляется простым умножением сигнала на несущий:

Здесь у нас в качестве несущей выступает синусоида с частотой 5:

А сам сигнал — с частотой 1:

Можно заметить, что сигнал смещён вверх и имеет только положительные значения. Это не случайно и является обязательным условием для возможности последующего его корректного восстановления. Как же его восстановить? Очень просто! Нужно сдвинуть фазу промодулированного сигнала на 90 градусов (операция, известная как преобразование Гильберта), и посчитать корень из суммы квадратов модулированного и преобразованного сигналов:

В более простом (но грубом) варианте преобразование Гильберта можно заменить задержкой сигнала на четверть периода несущий частоты, а итоговый сигнал дополнительно отфильтровать фильтром низких частот. В ещё более простом варианте можно вообще не считать корней и квадратов, а отфильтровать сигнал по абсолютному значению (что и применяется обычно в радиоприёмниках).

Теперь посмотрим, что у нас происходит со спектрами. Посчитаем преобразование Фурье от несущей:

Так как дельта-функция Дирака не является функцией в классическом смысле, её график нельзя построить стандартным способом; поэтому сделаем это вручную, используя общепринятое начертание:

Ожидаемо получили ту же частоту, что и в начальной формуле. Наличие ещё одной такой же частоты, но со знаком минус, не случайно — это явление называется Hermitian symmetry и является следствием того, что рассматриваемая функция сугубо действительная и в комплексном представлении имеет нулевую мнимую компоненту. Отсутствие мнимых компонент в спектре после преобразования обусловлено тем, что изначально наши функции ещё и чётные (симметричные относительно нуля).

Теперь сделаем преобразование Фурье для самого сигнала:

Здесь мы дополнительно получили дельта-функцию Дирака в центре координат — вследствие наличия в сигнале постоянной составляющей, которая не имеет колебаний по определению — что позволяет её рассматривать как нулевую частоту.

Что же будет со спектром, если их перемножить? Посмотрим:

Из теории мы знаем, что умножение во временном домене равносильно свертке в частотном (и наоборот, что широко используется при FIR-фильтрации). А поскольку один из подвергаемых свёртке сигналов состоял только из одной (положительной и отрицательной) частоты, то в результате свёртки мы получили просто линейный перенос сигнала вверх по частоте (в обе стороны). И так как симметрия осталась, сигнал у нас по-прежнему не имеет мнимой компоненты.

Приведём его теперь к комплексному (аналитическому) виду, обнулив отрицательную область частот:

и сделаем обратное преобразование Фурье:

Так как функция теперь комплексная, для построения её графика необходимо отдельно извлечь действительную и мнимую компоненты:

Теперь у нашего сигнала появилась мнимая компонента, представляющая собой сдвинутый на 90 градусов исходный сигнал. Это будет более очевидным, если представить полученную функцию в тригонометрическом виде:

Пока не очень очевидно. Попробуем упростить:

Теперь больше похоже на правду — и как видим, функция нашего исходного сигнала тоже упростилась. Попробуем её вернуть к оригинальному виду:

Множитель 1/2 появился не случайно — ведь обнулив половину спектра, мы соответственно и уменьшили мощность сигнала. Ну а теперь, имея модулированный комплексный сигнал, мы можем взять и этот модуль посчитать:

Модуль комплексного числа как раз и считается через корень суммы квадратов мнимого и действительных компонентов. И отсюда понятно, почему кодируемый сигнал должен состоять только из положительных значений — если он будет включать отрицательные значения, то после восстановления они также станут положительными, что и называется перемодуляцией:

Восстановление сигнала также возможно и при помощи квадратурного гетеродина — когда модулированный сигнал снова умножается на несущую частоту, но на этот раз — комплексную:

За счёт того, что комплексная частота в частотной области имеет только один импульс без дублирования его в отрицательной области частот — то в результате свёртки мы получим линейный перенос спектра, при которой отрицательная часть спектра встанет обратно в центр, а положительная — сдвинется ещё дальше, и её останется только отфильтровать фильтром нижних частот.

Как видим, в рассмотрении амплитудной модуляции через преобразовании Фурье нет ничего сложного; если же рассматривать её исключительно на школьном уровне, то достаточно вспомнить, что произведение (несущей) суммы (представление сигнала в виде тригонометрического ряда) равнозначно сумме произведений (каждого члена ряда по отдельности на несущую частоту) — и, соответственно, каждое такое произведение раскладывается на сумму двух синусоид по уже озвученной автором исходной статьи формуле.

Внимательный читатель также мог заметить, что раз в результате модуляции мы получили симметричный относительно несущей частоты спектр — значит, имеет место быть избыточность данных и можно оставить только одну боковую полосу, сократив тем самым занимаемую полосу частот в радиоэфире. Такая технология действительно имеется, но это — уже совсем другая история.

  • обработка сигналов
  • амплитудная модуляция
  • радио
  • преобразование Фурье
  • wolfram mathematica

Амплитудная модуляция (АМ)

Амплитудная модуляция (AM, анг. AM — amplitude modulation) является наиболее простым и распространенным способом изменения параметров носителя информации. При амплитудной модуляции амплитуда гармонического колебания (несущего сигнала) изменяется по закону изменения передаваемого информационного сигнала. В радиотехнике амплитудную модуляцию применяют для передачи информации на расстояние в радиовещании, акустической локации и др. Например, в радиовещании звуковые колебания преобразуются в электрический сигнал низкой частоты (модулирующий сигнал), который и изменяет (модулирует) амплитуду сигнала высокой (несущей) частоты. У полученного в результате модулированного радиосигнала амплитуда изменяется в соответствии с силой звукового сигнала.

Основной характеристикой амплитудной модуляции является коэффициент амплитудной модуляции или глубина модуляции (modulation depth) – отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений, выраженное в процентах.

На рисунке ниже приведены временные диаграммы несущего и модулирующего сигналов, а также результирующего амплитудно-модулированного сигнала. Частота несущего сигнала 100 КГц, частота модулирующего сигнала синусоидальной формы – 10 КГц, коэффициент амплитудной модуляции – 100%.

На следующем рисунке приведены временные диаграммы тех же сигналов с коэффициентом амплитудной модуляции 50%.

Материалы по теме:

  • Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
  • Частотная модуляция (ЧМ)
  • Фазовая модуляция (ФМ)
  • Амплитудная манипуляция (АМн)
  • Аналоговые генераторы сигналов
  • Новая серия генераторов сигналов АКТАКОМ AWG-4085, AWG-4165 и AWG-4255 с широкоформатными сенсорными дисплеями
  • Генераторы сигналов Tektronix AFG31000. Что нового и в чем отличие от генераторов сигналов AFG3000C?
  • Радиочастотные и векторные генераторы Rigol
  • Как увеличить максимальную амплитуду выходного сигнала генератора?
  • Новейшие универсальные цифровые генераторы Rigol серии DG1000Z

Что такое амплитудная модуляция

Alinco DR-M03 в качестве сиби радиостанции,
доработка Alinco DR-M03 (уменьшение девиации и ширины канала).

Anytone AT-5189 фотографии внутренностей, Anytone AT-5189 краткий обзор основных недостатков и плюсов

Обзор радиостанции Megajet MJ-50, доработка (ASQ) автошумодава Megajet MJ-50
Доработка модуляции СиБи радиостанции Yosan Excalibur (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

Доработка радиостанции Wouxun KG-UVD1P (Vector VT-48W): делаем модуляцию более звонкой, убираем низкие частоты + несколько поднимаем усиление микрофонного усилителя

О том, кто есть в СиБи — эфире. Взято с сайта www.autokanal.nnov.ru
Увеличение дальности связи на 145МГц, простыми способами.
Доработка модуляции СиБи радиостанции Megajet MJ-600 turbo (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

О модуляторах и модуляции для Си-Би и любительской связи. Формирование модулирующего сигнала на уровне микрофонного тракта (не важно, что дальше — FM, AM, SSB).

Доработка модуляции СиБи радиостанции Megajet MJ-700 (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

Доработка СиБи радиостанции Megajet MJ-3031M (убираем бубнение модуляции в ЧМ и доводим до ума автошумодав ASQ)

МОЙ путь в РАДИО

Доработка СиБи радиостанции Megajet MJ-150 (убираем бубнение модуляции в ЧМ и доводим до ума автошумодав ASQ)

YAESU FT-857, FT-857d, FT-897d — что нужно доработать (весь стыд и срам инженеров YAESU)

Какую рацию купить для туризма? Какую рацию выбрать для связи с семьёй? Какую радиостанцию купить для связи на велосипеде?
Гражданская радиосвязь для пешехода, велосипедиста, туриста.

Какую си-би рацию купить в машину?
Что ещё нужно кроме радиостанции купить в машину? Как выбрать радиостанцию для установки в машину?
Гражданская радиосвязь в машине.

Пользователю гражданской радиосвязи — этика при работе в эфире, что говорить можно, что делать, если мешают радиосвязи, на каких частотах можно работать

Какой позывной выбрать для работы в Си-Би эфире (LPD, PMR).
Как придумать хороший позывной для безлицензионной связи, общения в авто канале, канале дорожной информации.

модулирующий сигнал с помощью низкочастотного трансформатора.

Конденсаторы и – блокировочные, обеспечивают развязку входных цепей по частотам несущего колебания и модулирующего сигнала, т.е. развязку по высокой и низкой частотам. Колебательный контур в цепи коллектора настроен на частоту несущего колебания, добротность контура обеспечивает полосу пропускания , где – наивысшая частота в спектре модулирующего сигнала.

Выбором рабочей точки определяется режим работы модулятора. Возможны два режима: режим малых и режим больших сигналов.

а. Режим малых входных сигналов

Этот режим устанавливается выбором рабочей точки в середине квадратичного участка ВАХ транзистора. Выбором амплитуды несущего колебания обеспечивается работа модулятора в пределах этого участка (рис. 8.6).

Рис. 8.6. Режим малых входных сигналов амплитудного модулятора

Амплитуда напряжения на колебательном контуре, резонансная частота которого равна несущей частоте, определяется амплитудой первой гармоники тока, т.е. , где — резонансное сопротивление контура. Учитывая, что средняя крутизна ВАХ в пределах рабочего участка равна отношению амплитуды первой гармоники к амплитуде несущего колебания, т.е. , можно записать

Под воздействием модулирующего напряжения, подаваемого на базу транзистора, будет изменяться положение рабочей точки, а значит, будет изменяться и средняя крутизна ВАХ. Так как амплитуда напряжения на колебательном контуре пропорциональна средней крутизне, то для обеспечения амплитудной модуляции несущего колебания необходимо обеспечить линейную зависимость крутизны от модулирующего сигнала. Покажем, что это возможно при использовании рабочего участка ВАХ, аппроксимируемого полиномом второй степени.

Итак, в пределах квадратичного участка ВАХ, описываемого полиномом, существует входное напряжение, равное сумме двух колебаний: несущего и модулирующего, т.е.

Начальные фазы колебаний будем считать в дальнейшем равными 0, т.к. их величины не имеют принципиального значения для понимания процесса амплитудной модуляции.

Спектральный состав тока коллектора определяется следующим образом:

Выделяем первую гармонику тока:

Таким образом, амплитуда первой гармоники равна:

Как видно из полученного выражения, амплитуда первой гармоники тока линейно зависит от модулирующего напряжения. Следовательно, средняя крутизна также будет линейно зависеть от модулирующего напряжения.

Тогда напряжение на колебательном контуре будет равно:

Следовательно, на выходе рассматриваемого модулятора формируется амплитудно-модулированный сигнал вида:

Здесь – коэффициент глубины модуляции;

– амплитуда высокочастотного колебания на выходе модулятора в отсутствие модуляции, т.е. при .

При проектировании передающих систем важным требованием является формирование амплитудно-модулированных колебаний большой мощности при достаточном КПД. Очевидно, что рассмотренный режим работы модулятора не может обеспечить эти требования, особенно первое из них. Поэтому наиболее часто используют так называемый режим больших сигналов.

б. Режим больших входных сигналов

Этот режим устанавливается выбором рабочей точки на ВАХ транзистора, при котором усилитель работает с отсечкой тока. В свою очередь, выбором амплитуды несущего колебания обеспечивается изменение амплитуды импульсов тока коллектора по закону модулирующего сигнала (рис. 8.7). Это приводит к аналогичному изменению амплитуды первой гармоники коллекторного тока и, следовательно, изменению амплитуды напряжения на колебательном контуре модулятора, так как

Рис. 8.7. Режим больших входных сигналов амплитудного модулятора

Изменение амплитуды входного высокочастотного напряжения во времени сопровождается изменением угла отсечки, а значит, и коэффициента . Следовательно, форма огибающей напряжения на контуре может отличаться от формы модулирующего сигнала, что является недостатком рассмотренного метода модуляции. Для обеспечения минимальных искажений необходимо устанавливать определенные пределы изменения угла отсечки и работать при не слишком большом коэффициенте модуляции .

В схеме амплитудного модулятора, приведенной на рис. 8.8, модулирующий сигнал подается на базу транзистора генератора стабильного тока. Значение этого тока пропорционально входному напряжению. При малых значениях входных напряжений амплитуда выходного напряжения будет зависеть от модулирующего сигнала следующим образом

где – коэффициенты пропорциональности.

Характеристики амплитудного модулятора

Для выбора режима работы модулятора и оценки качества его работы используют различные характеристики, основными из которых являются: статическая модуляционная характеристика, динамическая модуляционная характеристика и частотная характеристика.

Рис. 8.8. Схема амплитудного модулятора с генератором тока

а. Статическая модуляционная характеристика

Статическая модуляционная характеристика (СМХ) – это зависимость амплитуды выходного напряжения модулятора от напряжения смещения при постоянной амплитуде напряжения несущей частоты на входе, т.е. .

При экспериментальном определении статической модуляционной характеристики на вход модулятора подается только напряжение несущей частоты (модулирующий сигнал не подается), изменяется величина (как бы имитируется изменение модулирующего сигнала в статике) и фиксируется изменение амплитуды несущего колебания на выходе. Вид характеристики (рис. 8.9,а) определяется динамикой изменения средней крутизны ВАХ при изменении напряжения смещения. Линейный возрастающий участок СМХ соответствует квадратичному участку ВАХ, так как на этом участке с ростом напряжения смещения средняя крутизна растет. Горизонтальный участок СМХ соответствует линейному участку ВАХ, т.е. участку с постоянной средней крутизной. При переходе транзистора в режим насыщения появляется горизонтальный участок ВАХ с нулевой крутизной, что и отражается спадом СМХ

Статическая модуляционная характеристика позволяет определить величину напряжения смещения и приемлемый диапазон изменения модулирующего сигнала с целью обеспечения его линейной зависимости от выходного напряжения. Работа модулятора должна происходить в пределах линейного участка СМХ. Величина напряжения смещения должна соответствовать середине линейного участка, а максимальное значение модулирующего сигнала не должна выходить за пределы линейного участка СМХ. Можно также определить максимальный коэффициент модуляции , при котором еще нет искажений. Его величина равна .

Рис. 8.9. Характеристики амплитудного модулятора

б. Динамическая модуляционная характеристика

Динамическая модуляционная характеристика (ДМХ) – это зависимость коэффициента модуляции от амплитуды модулирующего сигнала, т.е. . Получить эту характеристику можно экспериментальным путем, либо по статической модуляционной характеристике. Вид ДМХ представлен на рис. 8.9,б. Линейный участок характеристики соответствует работе модулятора в пределах линейного участка СМХ.

в. Частотная характеристика

Частотная характеристика – это зависимость коэффициента модуляции от частоты модулирующего сигнала, т.е. . Влияние входного трансформатора приводит к завалу характеристики на низких частотах (рис. 8.9,в). С ростом частоты модулирующего сигнала боковые составляющие амплитудно-модулированного колебания удаляются от несущей частоты. Это приводит к их меньшему усилению в силу избирательных свойств колебательного контура, что обусловливает завал характеристики на более высоких частотах . Если полоса частот, занимаемая модулирующим сигналом, находится в пределах горизонтального участка частотной характеристики, то искажения при модуляции будут минимальны.

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции амплитуда высокочастотного модулируемого колебания изменяется в соответствии с изменениями амплитуды модулирующего колебания низкой частоты. Рассмотрим основные теоретические соотношения для этого вида модуляции и практические способы ее осуществления. Пусть высокочастотные колебания определяются уравнением i ω = I m ω cos ωt, где ω — угловая частота высокочастотного колебания, а колебания низкой частоты — уравнением i ω = I m Ω cos Ωt где Ω — угловая частота низкочастотного колебания. Тогда, согласно определению амплитудной модуляции , уравнение для модулированного тока можно написать так: i м = (I m ω + I mΩ cos Ωt) cos ωt. Выражение в скобках определяет амплитуду высокочастотного колебания, изменяющуюся по закону изменения амплитуды колебания низкой частоты. После несложных преобразований уравнение для модулированного тока примет вид i м = I m ω (1 +m cos ωt) cos ωt (388) где m = I m Ω /I m ω — коэффициент модуляции. Рассуждая аналогичным образом, можно написать и уравнение для модулированного напряжения: u м = U m ω (l + m cos Ωt) cos ωt (389) где

На рис. 201, а приведен график амплитудно-модулированного тока i м . Из графика видно, что коэффициент модуляции m не может быть больше единицы. Определим частотный состав амплитудно-модулированного колебания, пользуясь уравнением (388). Рис. 201. Амплитудная модуляция : а — график амплитудно-модулированного тока; б — спектр частот амплитудно-модулированного колебания; в — векторная диаграмма амплитудно-модулированного колебания; г — схема осуществления амплитудной модуляции.
  • модуляции на анод;
  • анодно-экранной модуляции;
  • модуляции на защитную сетку;
  • модуляции на экранирующую сетку;
  • модуляции смещением на управляющую сетку.

Режим работы усилителя мощности, в котором осуществляется модуляция, определяется частотной и амплитудной модуляционными характеристиками.

Частотная модуляционная характеристика выражает зависимость коэффициента модуляции от частоты модулирующего напряжения при постоянной амплитуде и должна представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс (оси частот).

Частотные искажения при модуляции отсутствуют, если коэффициент модуляции т не зависит от частоты, а определяется только соотношениями между токами звуковой и несущей частот. Следует иметь в виду, что в зависимости от схемы модуляции амплитуда модулирующего напряжения для получения заданного коэффициента модуляции т должна быть различной. Так, например, при осуществлении анодной модуляции амплитуда модулирующего напряжения должна быть во много раз больше, чем при модуляции на управляющую сетку, поскольку изменение напряжения на управляющей сетке в μ раз сильнее влияет на анодный ток.

Амплитудная модуляционная характеристика выражает зависимость коэффициента модуляции от амплитуды модулирующего напряжения при постоянной частоте. При отсутствии нелинейных искажений динамическая амплитудная характеристика должна представлять собой прямую, выходящую из начала координат под некоторым углом к оси абсцисс.

Значительный интерес представляет статическая модуляционная характеристика, которая устанавливает зависимость между первой гармоникой анодного тока или тока в контуре от изменения напряжения на электроде лампы, на который предполагается подавать в дальнейшем модулирующее напряжение. По статической модуляционной характеристике можно определить положение первоначальной рабочей точки (она должна находиться на средине линейного участка характеристики), исходное напряжение на управляющем электроде в режиме несущей частоты и амплитуду модулирующего напряжения, при которой нелинейные искажения не превышают допустимых.

В качестве примера на рис. 201, г приведена схема модуляции смещением на управляющую сетку. Одновременно на управляющую сетку поступают три напряжения: напряжение смещения от автономного источника E с , напряжение несущей частоты U ω от возбудителя и модулирующее напряжение звуковой частоты U Ω .

В дополнение к изложенным выше требованиям, предъявляемым к режиму работы модулирующего каскада, следует заметить, что сеточная модуляция может иметь место лишь при изменении как величины максимального значения импульса анодного тока, так и угла его отсечки. Если модулирующий каскад будет работать без отсечки анодного тока, то перемещение рабочей точки вызовет лишь изменение постоянной составляющей анодного тока, но не его первой гармоники. Модуляция будет отсутствовать.

При амплитудной модуляции колебательная мощность, выделяемая в нагрузке, изменяется в широких пределах. Пределы изменения тока при модуляции можно определить из выражений

I макс = I m ω (1 + m)
I мин = I m ω (1 — m)

При модуляции мощность в нагрузке изменяется от величины

где Р ω — мощность в режиме несущей частоты (при отсутствии модуляции); R э — сопротивление нагрузочного контура.

При m =1, Р макс = 4P ω , а Р мин = 0.

Практический интерес представляет мощность, выделяемая в нагрузке за период модулирующего напряжения. Это так называемая телефонная мощность Р т :

где Р б — мощность боковой частоты.

Из последнего выражения следует, что при модуляции в нагрузке выделяется мощность большая, чем в режиме несущей частоты. Поэтому режим несущей частоты при сеточной модуляции является наиболее тяжелым режимом работы лампы:

Р а =Р 0 -Р ω ≤Р а доп

Выбор лампы при модуляции смещением производят из условия

Лампы с оксидными катодами в максимальном режиме могут развивать мощность больше номинальной, поэтому при выборе лампы можно исходить из приближенного равенства

Р ном ≥(0.6÷0,7) Р макс .

При амплитудной модуляции средняя мощность, получаемая от лампы, значительно меньше ее максимальной мощности, что является существенным недостатком амплитудной модуляции.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий