Фильтровой метод с несколькими преобразованиями

На рисунке представлена структурная схема формирования ОПС фильтровым методом с несколькими преобразованиями. В схеме использованы следующие сокращения: КУРЧ – команда установки рабочей частоты; БМ – балансный модулятор; БУ – буферный усилитель; У.атт. – управляемый аттенюатор; Кв. Ф. – кварцевый фильтр.

Балансный модулятор это амплитудный модулятор, на выходе которого имеет место АМ сигнал с подавленной несущей частотой.

Балансные модуляторы

Рассмотрим принцип работы БМ, построенного на базе транзисторного амплитудного модулятора смещением.

Как видно из рисунка, возбуждающий ВЧ сигнал поступает на базы транзисторов в фазе, а модулирующий сигнал – в противофазе. Коллекторы транзисторов подключаются к нагрузочному контуру симметрично по отношению к корпусу.

Будем полагать, что резонансная ЦС обладает высокой избирательностью и настроена на первую гармонику тока коллекторов. Влиянием постоянной составляющей и всех высших гармоник тока коллекторов на выходной сигнал можно пренебречь.

Если использовать линейный участок СМХ каждого плеча схемы, то изменение тока коллектора плеч можно представить в виде

;

.

Ток, определяющий напряжение на нагрузке, равен разности токов верхнего и нижнего плеч

Выполнив тригонометрическое преобразование, получим

Как следует из полученного выражения, в токе выходного сигнала отсутствует спектральная составляющая с частотой несущего колебания , и присутствуют спектральные составляющие нижней и верхней боковых частот.

Постоянная составляющая коллекторного тока каждого из плеч складываются в общей ветви

.

Мощность, потребляемая от источника питания, составит

.

Чтобы оценить электронный КПД балансного модулятора необходимо рассчитать среднюю колебательную мощность на выходе и разделить ее на мощность потребления. Выполнив эту операцию, получим

.

При передаче речевого сигнала КПД балансного модулятора составит

.

Такой низкий электронный КПД не позволяет использовать балансные модуляторы на большом уровне мощности.

На практике широкое применение находят балансные модуляторы, выполненные на ВЧ диодах (диодные БМ и кольцевые диодные БМ) и на аналоговых микросхемах, выполняющих функцию перемножения сигналов. Схемы БМ на диодах показаны на рисунках. Принцип их работы и энергетические показатели такие же, как и у рассмотренного БМ на транзисторах.

Диодный БМ

Дата добавления: 2015-07-24