Балансного модулятора

Схемотехническое построение ИМС АП К140МА1, предназначенной для построения балансных модуляторов, проиллюстрировано на 7.12, а. Множительный узел выполнен на двух дифференциальных парах транзисторов: Т6, Ту и 7ц, Ти. Его построение (базы транзисторов пар соединены параллельно, а коллекторы — перекрестно) обеспечивает разность выходных токов А/вых, пропорциональную разности базовых токов А/\ (канал X) и эмиттерных токов А/> (канал У), т.е. А/„ых ~А/.\-Д/-.

ИМС АП широко применяются в схемах умножителей и делителей частоты, фазовых и амплитудных детекторов, балансных модуляторов, а также в системах автоматического регулирования в качестве перемножителей и схем возведения в степень. Совместное применение АП и ОУ обеспечивает выполнение различных функций: деление двух сигналов, извлечение квадратного корня из функции входного сигнала, выделение тригонометрических функций из входного сигнала и др. В качестве примера на 7.13,6 приведена схема ИМС АП типа К525ПС1, снабженная схемой смещения уровня, построенной на ИМС ОУ К140УД7, который реализует передаточную функцию 1/ВЫх = UxUy/10.

Фазовая модуляция может осуществляться сложением двух колебаний одинаковой. частоты, сдвинутых по фазе на 90°. Если одно из этих колебаний промодулировано по амплитуде, фаза результирующего напряжения будет изменяться ( 9.11). В применяемых на практике схемах балансных модуляторов напряжение, промодулированное по амплитуде, меняет свою фазу на 180° при переходе через нулевое значение, что позволяет получить большее отклонение фазы без заметных искажений.

Балансные модуляторы реализуются не только на транзисторах. Они также выполняются на оптопарах и варикапах, причем параметры оптронных балансных модуляторов по сравнению с транзисторными более высокие, поэтому они находят все более широкое применение в УПТ. Таким образом, МДМ УПТ представляют собой системы с амплитудной модуляцией и конечным временем съема данных. В этих системах входной сигнал воздействует на форму несущих колебаний в течение значительной части их периода.

Усилители постоянного тока с противофазной коммутацией имеют худшие динамические характеристики по сравнению с МДМ с коммутацией в фазе. В случае синфазной коммутации полоса пропускания практически не зависит от сопрягающей частоты, тогда как при противофазной коммутации она определяет полосу пропускания усилителя совместно с ФНЧ. При синфазной коммутации информация о входном воздействии передается за время действия несущих импульсов. Поэтому теорема Котельникова — Шеннона оказывается для этого случая неприменимой. Можно считать, что уровень фона от несущей определяет разрешающую способность усилителя МДМ. Задача фильтрации несущей несколько упрощается при применении балансных модуляторов. Но тогда усилитель должен иметь трансформаторный выход или в качестве нагрузки ДК [1,15].

Демодуляторы. Схемотехника и принцип работы балансных демодуляторов во многом такие же, как у некоторых балансных модуляторов. Демодуляторы реализуются на бесконтактных и контактных ключах. В качестве бесконтактных ключей чаще всего используются транзисторы или диоды. Диодные демодуляторы рациональнее реализовать по кольцевой схеме, которая позволяет осуществлять двух-

Балансный демодулятор. По схемному построению и принципу действия балансные демодуляторы во многом сходны с некоторыми видами балансных модуляторов. Практически наибольшее распространение получили демодуляторы на транзисторных ключах, диодах и контактные.

В заключение следует отметить, что дифференциальные реактивные усилители (каскады) находят применение и в качестве балансных модуляторов усилителей постоянного тока с преобразованием.

Между плечами балансного модулятора всегда имеется некоторая асимметрия, поэтому несущая частота не компенсируется полностью. Кроме того, на выходе трансформатора Тр2 присутствуют частота Q и ее гармоники. Для избавления от гармоник частоты модуляции применяют специальную схему балансного модулятора, так называемый кольцевой модулятор ( 4.5, б}. Он представляет собой параллельное включение двух балансных модуляторов на диодах Д, —Д4.. При положительных полуволнах несущего колебания работает только первый модулятор

Аналоговые перемножители (АП) предназначены для перемножения двух аналоговых величин и поэтому могут использоваться для построения умножителей частоты, фазовых детекторов, балансных модуляторов, а также в системах автоматического регулирования в качестве перемножителей и схем возведения в степень. Совместно с ОУ АП могут выполнять деление, извлечение корней и выделение тригонометрических функций. В зависимости от структурной схемы и электрических характеристик АП делятся на микросхемы для модуляторов (КР140МА1) и четырехквадрантных перемножителей (К525ПС1, К525ПС2, К525ПСЗ).

По погрешности перемножения выпускаемые перемножители можно разделить на группы малой, средней и высокой точности. Перемножители малой точности являются самыми простыми — они не содержат входного логарифматора и выходного ОУ. Обычно такие перемножители называют балансными модуляторами и используют для преобразования частоты сигналов. Погрешность балансных модуляторов обычно не нормируется. Такие перемножители имеют открытый коллекторный выход, который допускает подключение резистивной или индуктивной нагрузки (например, колебального контура). В табл. 10.1 приведены основные

При применении линейной AM спектр модулированного поднесущего колебания симметричен (см. 1.6). Для улучшения энергетических характеристик и сужения полосы канальных сигналов часто в первой ступени модуляции вместо AM применяется модуляция одной боковой полосой (ОБП). При этом в передающей части производится подавление поднесущей и одной боковой полосы частот канального сигнала с помощью балансного модулятора и полосового фильтра.

7.12. Электрическая схема (а) и схема включения (б) ИМС балансного модулятора типа К140МА1

схеме на вход усилителя подаются два напряжения: немодулированное напряжение от стабильного задающего генератора с частотой со0 и напряжения боковых частот <а0 + и и ш„ — Q, выделенных с помощью балансного модулятора (см. § 12.2). Модулирующее напряжение частоты Q подается на лампы балансного модулятора в противофазе, а несущей частоты о»0 — в фазе, вследствие чего в выходном напряжении балансного модулятора колебание с частотой а»0 уничтожается и остаются лишь колебания боковых частот. Амплитуды этих колебаний пропорциональны амплитуде модулирующего напряжения частоты Q.

Для получения на выходе усилителя колебания, модулированного по фазе, одно из напряжений — либо несущей частоты со0, поступающей с задающего генератора, либо напряжение, поступающее с балансного модулятора, — должно быть повернуто по фазе на ±90°. На схеме 12.14 фазосдвигающее устройство включено на выходе балансного модулятора. Суммарное колебание, выделяемое на выходе усилителя, изображается на векторной диаграмме ( 12.15) вектором OD. Вектор О А соответствует немодулированному колебанию, поступающему с задающего генератора, а вектор AD — сумме двух колебаний с частотами (о„ ± Q, поступающих с балансного модулятора.

На 13.22 изображена несколько видоизмененная схема двойного балансного модулятора, соответствующего схеме 13.21. Эту схему иногда называют кольцевым модулятором.

вается резонансное устройство синхронизации с упрощенным ВИРУ, фаза колебаний которого сравнивается в ФД с фазой колебания ЗГ. В качестве ФД можно выбрать, например, схему кольцевого балансного модулятора, осуществляющего перемножение сигналов на своих входах. Результат такого перемножения выделяется фильтром нижних частот (ФНЧ) в виде управляющего напряжения Uynp, пропорционального фазовому рассогласованию поступающих на вход ФД колебаний. Управляющее напряжение подается на управляемый реактивный элемент (УРЭ), параметры которого в зависимости от ?/упр определяют мгновенные значения частоты и фазы ЗГ.

Устройство преобразования сигналов за счет амплитудной и относительной фазовой модуляции с частично подавленной одной боковой полосой АМ-ОФМ-ОБП обеспечивает передачу группового сигнала по каналу ТЧ со скоростью 5ГР = 9600 бит/с. Тракт передачи УПС ( 6.14) содержит кодер-разделитель (КР), модулятор (М) и преобразователь спектра сигнала (ПСС). Кодер-разделитель разделяет цифровой поток 9600 бит/с на два потока .по 4800 бит/с: один из них в модуляторе управляет амплитудой несущей, другой — фазой. Модулятор построен на двух ЦТФ, сигналы которых суммируются в пропорции 1 :2. Преобразователь ПСС состоит из ФНЧ с частотой среза 6,9 кГц, балансного модулятора (БМ) с несущей частотой 5,4 кГц, .ФНЧ с частотой среза 5,1 кГц, усилителя и осуществляет перенос одной из полос спектра модулированного сигнала в эффективную полосу частот €,6... 3 кГц канала ТЧ. Тракт приема УПС содержит согласующее устройство (СУ), амплитудно-частотный корректор (АЧК), Ус с АРУ, ПСС (БМ, ПФ), синхронный детектор (СД), адаптивный корректор МСИ (АКМИ), декодер-формирователь (ДкФ), двух-петлевую систему ФАПЧ. Общим в УПС является ГГО. Вопросы .построения и функционирования основных узлов КОА рассматри-

Поэтому для усиления электрических сигналов с напряжением ниже сотен микровольт усилители постоянного тока прямого усиления непригодны. Для усиления медленно меняющихся напряжений меньшей величины применяют усилители постоянного тока с преобразованием, устройство и принцип действия которых поясняет 8.14. Здесь напряжение усиливаемого сигнала, имеющего спектр частот 0—Q, при помощи балансного модулятора БМ модулирует по амплитуде напряжение местного генератора Г частоты со, в результате чего на выходе модулятора получаются модулированные колебания с несущей частотой со и спектром боковых частот ш±й. Эти колебания поступают на вход усилителя переменного тока У, рассчитанного на .пропускание полосы частот co±Q. Усиленные модулированные колебания поступают на балансный демодулятор БД, выделяющий из них усиленный первоначальный модулирующий сигнал, 362

Простейшим типом балансного модулятора является вибрационный прерыватель или переключатель (вибратор), обычно

Балансный модулятор. Простейший вид балансного модулятора—это контактный прерыватель ( 8.25), в качестве которого может быть использовано поляризованное реле или подобное ему устройство, например, типа ВМ, ВУ-6,3 и др. Частота переключений (несущая частота fo) при этом не превышает 400—500 Гц, а

8.25 Схемы контактных баланс- 8.26. Схема балансного модулятора, ных модуляторов используемого в милливольтметре по-