Модулирующее напряжение

На осциллограмме 13.6, в амплитуда составляющей звуковой частоты модулированного напряжения

Когда несущим является постоянный ток, модулированное напряжение U (к) имеет очень простой частотный состав: постоянную составляющую U0 и одну переменную составляющую Ш sin Qt, где Q — круговая частота изменения измеряемой величины X, а Ш — амплитуда отклонения модулированного напряжения от среднего значения ?/0.

Отношение &U/U0 == т принято называть глубиной модуляции- При несимметричной модулирующей цепи, когда модулирующий элемент с переменным сопротивлением включается последовательно с нагрузкой, это отношение не может быть больше единицы, так как Ш не может быть больше Ua. При симметричной модулирующей цепи, когда модулирующий элемент включается, например, в плечо моста, постоянная составляющая U0 может быть равной нулю. Тогда m = оо, и понятие глубины модуляции теряет смысл, так как единственной составляющей модулированного напряжения в этом случае является переменная составляющая U (x) = At/ sin Qt.

Частотный состав модулированного напряжения, получаемого на выходе симметричной модулирующей цепи, отличается тем, что в этом напряжении

где UHn — амплитуда модулированного напряжения; U0m -амплитуда напряжения несущей частоты без модуляции; Д1/т — максимальное изменение амплитуды при модуляции.

Если на нелинейный элемент подано переменное модулированное напряжение, среднее значение тока за счет нелинейности характеристики не равно начальному току, а изменяется в соответствии с огибающей модулированного напряжения ( 9.12). В результате ток детектора будет содержать три составляющих: постоянную, высокочастотную и низкочастотную. На нагрузке можно выделить низкочастотную составляющую, соответствующую модулирующему напряжению.

Если для детектирования используется характеристика анодного тока 'а=/(ис)> детектирование называют анодным. При анодном детектировании постоянное напряжение смещения определяет положение рабочей точки на нижнем криволинейном участке характеристики. В результате среднее значение анодного тока изменяется в соответствии с огибающей модулированного напряжения. Низкочастотная составляющая выделяется на нагрузке, шунтированной по высокой частоте конденсатором.

Если на вход транзистора подавать импульсы про-модулированного напряжения НБЭ такой амплитуды, что транзистор может войти в режим насыщения /Б = /внас (см. 5.24), то в коллекторной цепи транзистора и через сопротивление нагрузки в моменты насыщения транзистора (или транзисторов в двухтактной схеме) протекает импульсный ток JR. форма которого совпадает с формой подаваемого на вход транзистора напряжения «вэ. Напряжение на коллекторе транзистора «кэ повторяет входное напряжение ИБЭ, но находится с ним в противофазе. Временные диаграммы напряжений и тока, показанные на 5.24, наглядно иллюстрируют работу одного транзистора оконечного каскада в ключевом режиме. Импульсный ток в нагрузку поступает через ФНЧ, в котором отфильтровываются все высшие гармонические составляющие и остается только среднее значение тока.

Методы непосредственной оценки. Для измерения коэффициента модуляции АМ-колебаний применяется метод двух вольтметров или метод двойного детектирования, на основе которого реализуются прямопоказывающие модулометры. Метод состоит в измерении с помощью одного из вольтметров средневыпрямленного модулированного напряжения, а с помощью другого — максимального или минимального отклонения напряжения от средневыпрямленного значения (At/max или At/mm). Упрощенная схема измерителя коэффициента модуляции приведена на 10.12. На

Модуляционная характеристика. Модуляционной характеристикой называют зависимость амплитуды выходного модулированного напряжения от мгновенного значения модулирующего напряжения U=\f(ea).

Амплитудная модуляция несущей частоты: и -»- U, т. е. в качестве выходной величины выбирается амплитуда U модулированного напряжения несущей частоты U-cos, &t.

Кроме того, необходимо предусмотреть гашение яркости электронного луча приемной трубки при его возврате от конца строки к началу предшествующей. Для этого надо отправить еще строчные (2) и кадровые (4) гасящие импульсы. В результате полное модулирующее напряжение телепередачи строк имеет

Напряжение высокой частоты подается через фазосдвигающий делитель напряжения КгСг на управляющую сетку пентода, а модулирующее напряжение Us — на экранирующую сетку. Резистор RI и конденсатор Сг подбирают так, чтобы фаза напряжения на управляющей сетке пентода была сдвинута относительно фазы напряжения контура на угол, близкий к 90°.

Режим, при котором модуляция отсутствует, называется режимом молчания или несущей частоты. Отношение изменения Д/т амплитуды модулированных колебаний к амплитуде 1т немодулированных колебаний называется коэффициентом глубины модуляции: т=Д/ш//т. Обычно глубина модуляции составляет 0,7—0,8. Иногда ее выражают в процентах. Амплитудную модуляцию в передатчиках осуществляют в промежуточных и оконечных каскадах. В зависимости от того, на какой электрод транзистора усилителя высокой частоты подается сигнал информации, модуляция может быть на базу, эмиттер либо коллектор. Возможны и комбинированные схемы модуляции, при которых модулирующее напряжение воздействует одновременно на базу и на коллектор.

Для настройки по амплитуде может быть использовано устройство, принцип действия которого иллюстрирует 25-6, а структурная схема показана на 25-7. На управляемый генератор в этом случае, кроме управляющего постоянного напряжения, подается модулирующее напряжение низкой частоты (значительно более низкой, чем частота управляемого генератора). Это напряже-

Остановимся на простых устройствах допускового контроля {Л. '19-113] с вентильными элементами, имеющими приближающуюся к ступенчатой вольт-амперную характеристику. Если на вход такого элемента подать модулирующее напряжение, то ток через вентильный элемент в закрытом состоянии, вызванный модулирующим напряжением, будет иметь весьма небольшое значение. В открытом состоянии сопротивление вентильного элемента резко падает, и проходящий через него ток, имеющий пульсирующий характер, значительно 'Возрастает. Таким образом, в вентильном элементе при воздействии на него модулирующего напряжения совмещаются функции модулятора и порогового элемента. Вентильный элемент управляется разностью между текущим значением контролируемой величины и значением уставки. На '19-112 представлены принципиальные схемы простейших устройств допускового контроля, содержащих верхнюю и нижнюю уставки, с использованием потенциометри-ческой и мостовой схем.

В качестве нелинейного элемента в схемах амплитудной модуляции обычно используют электронную лампу. В зависимости от того, в цепь какого электрода подают модулирующее напряжение, различают сеточную, анодную и другие виды амплитудной модуляции.

Сеточная модуляция получается при изменении напряжения смещения по закону модулирующего напряжения. Для этой цели в сеточную цепь лампы включают специальный модуляционный трансформатор Тр ( 9.4). На первичную обмотку трансформатора подается модулирующее напряжение, которое наводит во вторичной обмотке э. д. с., изменяющую начальное напряжение сеточного смещения. Блокировочный конденсатор Ct защищает вторичную обмотку трансформатора от токов высокой (несущей) частоты, поэтому его сопротивление должно быть малым на этой частоте, но достаточно

Если напряжение смещения создает режим колебаний первого рода и модулирующее напряжение меньше напряжения смещения, лампа работает на линейном участке динамической характеристики и модуляции не будет ( 9.5, а). Напряжение смещения должно соответствовать режиму колебаний второго рода. В этом случае при подаче модулирующего напряжения будут изменяться амплитуды импульсов анодного тока и модуляция становится возможной ( 9.5, б).

баний первого рода также не обеспечивает получения модуляции. В режиме колебаний второго рода изменяется высота импульсов анодного тока и амплитуда их первой гармоники, следовательно, имеется модуляция ( 9.6). При анодной модуляции в качестве модуляторных каскадов применяют усилители низкой частоты, построенные по трансформаторной или дроссельной схеме. Одна из возможных схем с параллельным включением генераторной и модуляторной ламп приведена на 9.7. Модулирующее напряжение с частотой П подается на сетку лампы модулятора Л^ и изменяет анодный ток лампы в первичной обмотке модуляционного трансформатора Трг. При этом изменяется анодное напряжение лампы Л2, на сетку которой подается напряжение высокой (несущей) частоты со. На колебательном контуре, настроенном на частоту со и являющемся анодной нагрузкой лампы Л2, выделяется напряжение высокой частоты, амплитуда которого изменяется по закону модулирующего напряжения.

Частотная модуляция может осуществляться прямым и косвенным методами. При прямом методе модулирующее напряжение воздействует на автогенератор и изменяет его частоту. При косвенном методе частота автогенератора остается неизменной, а модуляция осуществляется в последующих каскадах.

Коэффициент модуляции может быть измерен при использовании осциллографа в режиме Х-Y. На пластины Y подается исследуемое напряжение, на пластины X — модулирующее напряжение. В зависимости от фазового сдвига ф между огибающей АМ-колебания и модулирующим напряжением, а также от коэффициента модуляции т, на экране получаются фигуры, показанные на 10.6. Коэффициент модуляции находят по формуле т =