8.13. ПОЛУЧЕНИЕ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИИ

В § 8.4 указывалось, что при воздействии на нелинейный резистивный элемент с квадратичной характеристикой двух гармонических колебаний с частотами и отвечающими условию в спектре тока среди других спектральных составляющих можно выделить три частоты образующие спектр AM колебания.

В генераторах и передатчиках серьезным требованием является получение большой мощности колебания при хорошем КПД. Ясно, что квадратичный режим работы нелинейного элемента этому требованию не отвечает. Для улучшения энергетических показателей модуляции резистивный нелинейный элемент должен работать в существенно нелинейном режиме, с отсечкой тока. Поэтому модуляция амплитуды высокочастотного колебания сводится к воздействию модулирующим напряжением на нелинейный резонансный усилитель. Структурная схема устройства для получения AM колебаний представлена на рис. 8.44.

На вход нелинейного резонансного усилителя, работающего с отсечкой тока, подается несущее колебание с частотой от независимого источника (автогенератора). Модулирующее колебание (сообщение) спектр которого расположен в области частот, низких по сравнению с , изменяет положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике нелинейного элемента и в результате изменяется амплитуда на выходе.

Одна из возможных схем подачи модулирующего колебания s(t) на резонансный (транзисторный) усилитель показана на рис. 8.45.

Рис. 8.44. Структурная схема устройства для получения AM колебания

Рис. 8.45. Принципиальная схема к рис. 8.44

Конденсатор в цепи база — эмиттер защищает низкочастотную цепь от токов высокой частоты.

Режим работы нелинейного усилителя при модуляции поясняется рис. 8.46, а, построенным для тональной — гармоническая функция с частотой .

Так как ток коллектора амплитуда напряжения на колебательном контуре, создаваемого первой гармоникой коллекторного тока,

От рассмотренного в § 8.3 рис. 8.10 отличие заключается в зависимости амплитуды импульсов тока (рис. 8.46, б) от модулирующего напряжения . Это приводит к изменению амплитуды первой гармоники коллекторного тока и, следовательно, к изменению амплитуды напряжения на колебательном контуре усилителя. Модулированный по амплитуде ток основной частоты показан на рис. 8.46. в. Штриховой линией обозначено изменение — амплитуды первой гармоники тока.

При правильном выборе амплитуды модулирующего напряжения изменение амплитуды импульсов относительно исходного значения связано с линейным соотношением

где — постоянный коэффициент.

Поэтому огибающая импульсов изменяется по закону

Рис. 8.46. Режим работы нелинейного резонансного усилителя при AM

а амплитуда первой гармоники коллекторного тока — по закону

Так как изменение во времени (при постоянной амплитуде Е высокочастотного колебания) сопровождается изменением угла отсечки и соответственно коэффициента , то форма функции отличается от формы Отсюда видно, что при модуляции смещением неизбежны искажения передаваемого сообщения. Искажения могут быть достаточно малыми при правильном выборе пределов изменения угла отсечки и работе с не слишком глубокой AM (40-50 %).