Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 298

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Статическая модуляционная характеристика при

модуляции

смешением показана

на рис. 1.116,0

и представляет

собой

зави­

симость амплитуды

анодного тока

7 m a i от

напряжения

смеще­

ния Eg. Эта характеристика свидетельствует

о том, что при боль­

ших отрицательных смещениях угол отсечки анодного тока мал,

мала амплитуда импульсов

анодного

тока,

а следовательно, мала

и амплитуда тока первой

гармоники

/ т а ь

По

мере уменьшения

смещения возрастание угла отсечки

вызывает

увеличение ампли-

 

 

О

 

в

режим

Рис. 1.116. Влияние

напряжения смещения на

форму

импульсов

анодного

тока и режим работы модулируемого каскада

при модуляции смещением:

а — сеточная характеристика лампы модулируемого

каскада;

б — и м п у л ь с ы анодного

тока

при

различных значениях

смещения; а — статическая модуляционная

характери­

 

 

 

 

стика

 

 

 

туды

/ т а ь которое

будет

происходить до тех пор, пока

схема не

перейдет

или в перенапряженный режим, или в режим

колебаний

первого

рода.

 

 

 

 

 

При

переходе

схемы

в перенапряженный

режим

амплитуда

анодного тока первой гармоники уменьшается при уменьшении смещения и возникает перегиб статической модуляционной харак­ теристики. Причем если увеличить амплитуду несущих колебаний,

вводимых в цепь сетки, то перенапряженный

режим и

 

верхний

перегиб статической

модуляционной характеристики

возникнут

при меньших значениях напряжения смещения

(на рис. 1.116 по­

следний случай показан пунктиром).

 

 

 

При переходе в режим колебаний первого рода рост

ампли­

туды анодного тока

прекращается, так как при работе

в

режиме

145


колебаний первого рода амплитуда анодного тока не зависит от величины напряжения смещения.

Для получения неискаженной модуляции работа осуществляет­ ся на прямолинейном возрастающем участке модуляционной ха­ рактеристики, т. е. генератор должен работать в недонапряженном режиме, причем на протяжении всего участка должны быть коле­ бания второго рода. Однако работа в недонапряженном режиме приводит к тому, что среднее значение КПД при модуляции со­

ставляет

не более

30—35%, т. е. примерно в два — два с полови­

ной раза

меньше,

чем у обычного усилительного каскада, рабо-

Рис. 1.117. Влияние угла отсечки на изменение коэффициента модуляции AM колебаний при усилении

тающего в критическом режиме. Это является недостатком схем сеточной модуляции смещением.

В передатчиках средней и большой мощности (при Р 8 ч - -f-10 вт) модулирующее напряжение, выделяющееся на вторичной обмотке микрофонного трансформатора, оказывается недостаточ­ ным для получения глубокой модуляции. Поэтому в таких пере­ датчиках модулирующий сигнал до подачи на управляющую сетку генераторной лампы предварительно усиливается специальным усилителем низкой частоты—так называемым м о д у л я т о р о м .

Модуляторы, как правило, работают в режиме колебаний вто­ рого рода, что позволяет повысить их КПД. При этом значение коэффициента модуляции остается неизменным после усиления лишь при угле отсечки, равном 90°. Однако при таком угле от­ сечки мал КПД. Поэтому модуляторы чаще работают при мень­ ших углах отсечки — около 50—70°. Кроме увеличения КПД мо­ дулятора при работе с малыми углами отсечки происходит уве­ личение коэффициента модуляции (рис. 1.117), что особенно вы­ годно в случае недостаточно глубокой модуляции в предыдущих каскадах.

146

С х е м ы а н о д н о й м о д у л я ц и й

Принцип анодной модуляции состоит в том, что при изменении анодного напряжения происходит изменение напряжения запира­ ния, угла отсечки и амплитуды импульсов анодного тока. Однако поскольку генераторные лампы имеют малую проницаемость, то влияние анодного напряжения иа угол отсечки в недонапряженном режиме незначительно и статическая модуляционная характе­ ристика (рис. 1.118, а) имеет незначительный наклон. В области

Критический

режим

Рис.. I.I IS. Модуляционные статические характеристики и их исполь­ зование для определения значения анодных токов при модуляции

же перенапряженного режима за счет увеличения сеточного тока анодный ток резко уменьшается и наклон модуляционной харак­ теристики увеличивается. Поэтому при анодной модуляции обыч­ но используют перенапряженный режим, при котором работа осу­ ществляется на нижнем прямолинейном участке OA статической модуляционной характеристики.

Конкретные схемы анодной амплитудной модуляции обычно классифицируют по схеме модулятора, т. е. усилителя низкой ча­ стоты, с которого снимается модулирующий сигнал, вводимый в

анодную цепь модулируемого каскада.

Наиболее широкое применение в передатчиках малой мощно­ сти находят дроссельные модуляторы, в передатчиках средней и большой мощности — различные схемы трансформаторных моду­ ляторов.

147


На

рис. 1.119, а

приведена

схема

анодной

амплитудной

моду­

ляции

с модуляционным

дросселем

т. е. с

дроссельным

усилителем низкой

частоты.

 

 

 

 

 

Напряжение анодного питания лампы модулируемого генера­

тора Ло складывается из напряжения

источника Ец и напряжения

модулирующего сигнала

« 0 ,

выделяющегося

на

дросселе

L № 1 .

Следовательно, напряжение е а изменяется во времени по закону

модулирующего сигнала.

В простейшем случае

 

 

 

 

 

ea

= Ea + UmQcosQt,

 

(1.90)

где

Umo

— амплитуда

модулирующего

сигнала.

 

 

Под

действием

этого

напряжения

амплитуда первой

гармони­

ки

анодного тока

7 m a i

также будет изменяться

по закону

модули­

рующего

сигнала

с некоторым коэффициентом

модуляции т:

 

 

 

' « « « / „ . . н О + ю с о з а о ,

 

(1.91)

где Imam — амплитуда анодного тока первой гармоники в режиме несущих колебаний (в режиме молчания).

Отсюда амплитуда анодного напряжения

^ « . = ^ « . i = t / m H ( 1 + « c o s Q 0 .

(1.92)

Так как статическая модуляционная характеристика почти пря­ молинейна и проходит через начало координат, можно считать, что глубина модуляции анодного тока равна глубине модуляции напряжения анодного питания, т. е.

т =

(1.93)

Следует отметить, что линейность модуляционной характери­ стики в перенапряженном режиме возрастает при использовании в схеме для получения напряжения смещения ячейки RgCg.

Остановимся на энергетических соотношениях в схемах анод­ ной модуляции. Исходя из формул (1.90) и (1.93) напряжение анодного питания модулируемой лампы изменяется по следую­ щему закону:

е а = £ а ( 1 + mcosQt).

(1.94)

Кроме того, из рис. 1.118 следует, что постоянная составляю­ щая анодного тока при модуляции также изменяется с часто­ той Q:

1а0 = ^он(1 + Т С О 5 9 0 ,

(1.95)

где / а о н значение постоянной составляющей анодного тока при отсутствии модуляции (в режиме молчания).

Из формул (1.91), (1.92), (1.94) и (1.95) видно, что в процессе анодной модуляции остается неизменным как отношение ампли­ туды первой гармоники к постоянной составляющей анодного тока

148


Р и с . 1.119. Схемы анодной модуляции:

а —1 с модуляционным д р о с с е л е м ; б — с двухтактным трансформаторным модулятором


-тг^-, так

и к о э ф ф и ц и е н т и с п о л ь з о в а н и я анодного

напряжения

£ = —f2-.

В п е р в о м н е т р у д н о у б е д и т ь с я , п о д е л и в о д н у на д р у г у ю

ба

 

 

с о о т в е т с т в е н н о л е в ы е и п р а в ы е части формул (1.91)

и (1.95).

Во в т о р о м н е т р у д н о у б е д и т ь с я , п р о д е л а в а н а л о г и ч н ы е д е й с т в и я

с ф о р м у л а м и (1.92) и

(1.94).

Отсюда с л е д у е т , что

КПД г е н е р а т о р а , з а в и с я щ и й от п р о и з в е ­

д е н и я э т и х к о э ф ф и ц и е н т о в , не и з м е н я е т с я в п р о ц е с с е м о д у л я ц и и ,

что

я в л я е т с я в а ж н о й

о с о б е н н о с т ь ю

с х е м

а н о д н о й м о д у л я ц и и .

Кро­

ме

того,

из

ф о р м у л ы

(1.94) в и д н о ,

что

м а к с и м а л ь н о е з н а ч е н и е на ­

п р я ж е н и я

а н о д н о г о

питания

е а м а

к с =

£'а (1 -\-т).

 

 

 

При

с т о п р о ц е н т н о й м о д у л я ц и и

(при т—1) э т о

н а п р я ж е н и е в

д в а

р а з а

п р е в ы ш а е т

а н о д н о е н а п р я ж е н и е

в режиме

м о л ч а н и я . По­

скольку

у д в о е н и е н а п р я ж е н и я

на

а н о д е

м о ж е т в о з н и к н у т ь

л и ш ь

в т е ч е н и е к о р о т к и х и н т е р в а л о в в р е м е н и , а б о л ь ш и н с т в о г е н е р а т о р ­

ных

л а м п х о р о ш о

в ы д е р ж и в а е т к р а т к о в р е м е н н о е у в е л и ч е н и е а н о д ­

ного

н а п р я ж е н и я ,

то при а н о д н о й

м о д у л я ц и и о к а з ы в а е т с я

возмож­

ным

выбор л а м п

с н о м и н а л ь н ы м

а н о д н ы м н а п р я ж е н и е м

£ а н о м ,

р а в н ы м н а п р я ж е н и ю

источника

Еа.

 

 

 

 

 

 

 

 

В м а к с и м а л ь н о м

р е ж и м е ,

т. е. при еа м а к с — Е а ( 1 +

т),

м о щ н о с т ь ,

О т д а в а е м а я

ЛаМПОЙ,

Р н м а к с =

4"^п°1мак с

U т& макс ~

у 1

Бамако

г д е

/М акс м а к с и м а л ь н а я а м п л и т у д а

и м п у л ь с о в

 

анодного

тока,

о г р а н и ч и в а е м а я

током

э м и с с и и

л а м п ы .

Отсюда

при

т=\

(т. е.

при

е а м а к с = 2 £ а )

и

учитывая,

что

при

а н о д н о й м о д у л я ц и и

к о э ф ­

ф и ц и е н т

i п о с т о я н е н

и

б л и з о к к е д и н и ц е

(5=0,8—0,9),

м о ж н о сде ­

лать в ы в о д ,

что

л а м п а

г е н е р а т о р а

в

м а к с и м а л ь н о м р е ж и м е

р а з ­

в и в а е т м о щ н о с т ь ,

в д в а р а з а

большую

н о м и н а л ь н о й :

 

 

 

 

 

Н . м а к с —

4 ' м а к с " - а * • — u

i z , J

м а к е т а

• ' ' ' н о м -

 

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

макс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пли

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая

формулу

(1.88),

получим

 

РПом = 2Ра

(Рв — среднее

значение

мощности колебаний несущей частоты).

 

 

 

 

 

При

сеточной

же

модуляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

I

U

 

J _

/

 

t p

=

p

т

р

р

—лр

•Гн.макс2

m al макс^т а макс

 

4

'макета

 

* H O M I

 

с -

'ном

^ н -

Отсюда следует, что использование генераторной лампы по мощности при анодной модуляции в два раза лучше, чем при

сеточной модуляции

смещением.

Однако необходимо учитывать,

что при сеточной модуляции вся

выходная

колебательная

мощ­

ность создавалась в

генераторном

каскаде,

а при анодной

моду-

150