Амплитудная модуляция по выходному электроду напряжением питания

При АМ по выходному электроду напряжением питания модулирующий сигнал вводится последовательно с источником питания. Для того, чтобы обеспечить управление первой гармоникой тока выходного электрода, необходимо обеспечить работу АЭ в нелинейном классе и перенапряженном режиме.

Рассмотрим работу амплитудного модулятора по выходному электроду питанием на примере транзисторного ГВВ. Такой вид АМ модуляции получил название коллекторной модуляции. Для наглядности введем модулирующий сигнал в цепь питания коллектора с помощью модуляционного трансформатора. Однако следует помнить, что возможны и другие способы введения модулирующего сигнала в коллекторную цепь, например, с помощью источника питания с электронно управляемым импульсным стабилизатором напряжения.

Рассмотрим принцип работы амплитудного модулятора при следующих допущениях.

Будем считать, что напряжения Е_к0, Е_см и сопротивление нагрузки по коллекторной цепи постоянны и не меняются в процессе работы.

Не меняется также амплитуда напряжения возбуждения на базе транзистора, т.е. источник ВЧ сигнала является идеальным источником напряжения.

При использовании одночастотного испытательного модулирующего сигнала напряжение питания по коллекторной цепи записывается следующим образом

.

Статическая модуляционная характеристика амплитудного модулятора питанием будет иметь вид, представленный на рисунке.

Из рисунка видно, что СМХ на всем своем протяжении не имеет сколько ни будь продолжительного линейного участка, позволяющего обеспечить амплитудную модуляцию без искажений. Причина заключается в том, что напряженность режима работы ГВВ по мере уменьшения напряжения все время возрастает, меняя форму импульсов коллекторного тока и увеличивая провал в импульсе коллекторного тока. Импульс тока базы при этом все время растет. Математическое описание такой импульсной последовательности достаточно сложное и громоздкое и не позволяет получить какую-то новую информацию.

Конец4лПо причине большой нелинейности СМХ амплитудная модуляция по выходному электроду питанием в чистом виде не применяется. Применительно к транзистору на практике находит применение комбинированная коллекторная модуляция, которая получила название двойной коллекторной модуляции. Этот вид коллекторной модуляции при работе АЭ в классе «В» позволяет существенно улучшить линейность СМХ и обеспечить модуляцию с малым уровнем нелинейных искажений. Рассмотрим сущность двойной коллекторной модуляции.

Предположим, что в такт с уменьшением напряжения питания уменьшается амплитуда напряжения ВЧ колебания , действующая на базе транзистора, обеспечивая при этом для любого значении коллекторного питания критический режим работы ГВВ. Одновременно это обеспечивает сохранение косинусоидальной формы импульсов коллекторного и базового токов. Поскольку линия критического режима представляет собой прямую линию, то высота импульсов коллекторного и базового токов будет меняться по линейному закону при изменении напряжения питания. Принимая во внимание, что проницаемость по коллектору у транзисторов достаточно мала, изменением угла отсечки по коллекторному и базовому токам можно пренебречь из-за малого изменения напряжения отсечки . Кроме того, влияние небольшие изменения напряжения отсечки на можно скомпенсировать небольшим автоматическим базовым смещением. Такой вид комбинированной коллекторной модуляции получил название тройной коллекторной модуляции. Все сказанное позволяет представить зависимости и от Е_к в следующем виде

.

Это уравнения прямых линий в декартовой системе координат. Их вид представлен на рисунке.

Для достижения желаемого эффекта на вход транзистора ГВВ необходимо подать модулированный по амплитуде ВЧ сигнал в фазе с Е_к.

Структурная схема реализации двойной коллекторной модуляции

Дата добавления: 2015-07-24