В.А.Котельников, А.М.Николаев
"ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ"
Часть II
М.; Связьиздат, 1954г.

ГЛАВА 10

МОДУЛЯЦИЯ

§ 10.2. Амплитудная сеточная модуляция

На рис. 10.3 изображена схема так называемой сеточной модуляции.

Рис. 10.3

На сетку лампы подаётся напряжение

(10.3)

Немодулированная составляющая подаётся от генератора высокой частоты, составляющая Uc0 обычно от усилителя, усиливающего модулирующие колебания, т. е. колебания, которые надо передать (например, звуковые).

Первая гармоника анодного тока создаёт падение напряжения uк на контуре LC, настроенном на частоту . Остальные гармоники и нулевая составляющая проходят через контур, практически не создавая падения напряжения.

Рис. 10.4

На рис. 10.4б изображена временная диаграмма напряжения на сетке (10.3), на рис. 10.4а - временная диаграмма анодного тока, построенная на основании рис. 10.4б и характеристики лампы (рис. 10.4а). При построении не учтена реакция анода. На рис. 10.4г представлена временная диаграмма напряжения на анодном контуре, равного первой гармонике анодного тока, умноженной на сопротивление Ra, которое представляет для неё анодный контур:

(10.4)

При этом предполагается, что сопротивление контура одинаково для несущей и боковых частот.

Из рис. 10.4 видно, что модуляция происходит за счёт того, что напряжение Uc0 смещает высокочастотные колебания на сетке. Когда высокочастотные колебания попадают на участки характеристики с большой крутизной, то колебания в анодной цепи имеют большую амплитуду, когда же они попадают на участки с малой крутизной, то амплитуда колебаний высокой частоты в анодной цепи мала.

Зависимость Ia1 = F1(Uc0 ,Ucm) от Uc0 называется модуляционной характеристикой. Для неискажённой модуляции необходимо, чтобы модуляционная характеристика была линейной. Рассмотрим, в каких случаях это имеет место.

При линейно-ломаной аппроксимации характеристики

(10.5)

Здесь от Uc0 зависит угол отсечки , который определяется из уравнения:

 

(обозначения в формулах те же, что и в § 8.3).

На рис. 10.5 изображена построенная по этим формулам модуляционная характеристика.

Рис. 10.5

При Uc0 - Uсн < -Ucm лампа заперта. При Uc0 - Uсн > Ucm работа происходит на горизонтальном участке модуляционной характеристики, где Ia1 = SUcm независимо от величины Uc0.

Из рис. 10.5 видно, что модуляционная характеристика при -0,8Ucm < Uc0 - Uсн < +0,8Ucm близка к линейной.

При аппроксимации характеристики лампы степенным рядом имеем:

 

где

 

В этой формуле от Uc0 зависят коэффициенты а1 , а3 .... Раскроем эту зависимость на конкретном примере. Пусть

 

Тогда

 

Отсюда видно, что а1 линейно зависит от Uc0, если

(10.6)

При этом а3 = а5 = ... = 0 и

(10.7)

Таким образом, при выполнении условия (10.6) модуляционная характеристика линейна. Следовательно, при параболической характеристике лампы модуляция происходит без искажений.

При модуляции в недонапряжённом режиме реакция анода сказывается так же, как при резонансном усилении, в кажущемся уменьшении амплитуды напряжения на сетке на величину DIa1Ra (§ 9.3). При использовании пентодов в недонапряжённом режиме реакцию анода можно не учитывать, так как она незначительна.

Если при модуляции первая гармоника анодного тока достигает величины (§ 9.3), то наступает перенапряжённый режим, и Iа1 дальше не увеличивается.

При малых значениях Ucm схема сеточной модуляции может рассматриваться как линейная, полученная путём замены лампы схемой замещения рис. 3.2. Эта линейная схема изображена на рис. 10.6. Величины S и ri в ней меняются с изменением Uc0 .

Рис. 10.6

Приращение напряжения на контуре от действия напряжения высокой частоты равно

 

(если пренебречь током через сопротивление ri).

Пример 10.1

На сетку лампы ГУ-50 подаётся колебание высокой частоты с амплитудой Ucm = 30В .

Дано: Еa = 600 В; Еc2 = 250 В; Еc3 = 0 (рис. 10.7).

Требуется подобрать величину постоянной и переменной составляющих Uc0 и величину Ra анодного контура, чтобы коэффициент модуляции был равен 80%, мощность, отдаваемая контуру, была максимальной и искажения при модуляции минимальны. При расчёте применить аппроксимацию ломаной прямой. Характеристика лампы изображена на рис. 10.8. Реакцией анода пренебречь.

Рис. 10.7

Решение

1. Из характеристики находим параметры линейно-ломаной аппроксимации:

Uсн = -40 В,
.

Рис. 10.8

Среднее значение выбираем для уменьшения искажений в середине модуляционной характеристики (рис. 10.5), так как около середины она наиболее линейна. Таким образом, для среднего значения Uc0 - Uсн = 0, откуда Uc0 = - 40 В.

2. Коэффициент модуляции по условию равен:

 

где Ia1макс - максимальное значение первой гармоники анодного тока,

- среднее значение первой гармоники анодного тока.

На основании рис. 10.5

 

Поэтому

 

Отсюда по рис. 10.5

 

или

 

Аналогично

 

где Ia1мин - минимальное значение первой гармоники анодного тока.

Отсюда

 

и по рис. 10.5

 

Таким образом, Uc0 должно состоять из постоянной составляющей, даваемой источником постоянного напряжения (например батареей смещения на рис. 10.7) и равной Uсн = -40 В, и переменной составляющей , получаемой обычно от усилителя низкой частоты. Амплитуда этой составляющей должна быть равна 20,7В.

3. Для получения максимальной мощности в контуре величина Ra должна быть возможно большей, но такой, чтобы при максимальном значении Iа1 не наступал перенапряжённый режим, так как он приведёт к искривлению модуляционной характеристики и появлению искажений.

Минимальное напряжение на аноде равно Ea - Ua макс , где Ua макс - максимальная амплитуда напряжения на аноде, которая имеет место при максимальном напряжении на сетке, равном

 

По характеристике видно, что при этом напряжении на сетке напряжение на аноде не должно опускаться ниже 150В (рис. 9.6). Поэтому

 

и

 

С другой стороны

 

откуда

 

Пример 10.2

Лампа ступени, модулируемой на сетку, имеет характеристику:

 

где b0 = 30 мА; b1 = 12 мА/В, b2 = 1,2 мА/В2 .

На её сетку подаётся напряжение:

 

где

 

Найти коэффициент модуляции анодного тока. Реакцию анода не учитывать.

Решение

Из ф-лы (10.7)

 

Поэтому

 

и

 
В этой главе:
§ 10.1. Вводные замечания
§ 10.2. Амплитудная сеточная модуляция
§ 10.3. Амплитудная анодная модуляция
§ 10.4. Балансная модуляция
§ 10.5. Фазовая и частотная модуляция
СОЛНЕЧНАЯ ЗАРЯДКА со встроенным аккумулятором!

Вы только на емкость встроенного аккумулятора взгляните - более чем 7 А·ч...

Удобная почтовая доставка не только по России...

Более 3000 типов оригинальных аккумуляторов...

...для смартфонов и мобильных телефонов LG, Samsung, Motorola, Nokia, Sony Ericsson и др.

Доставка почтой, курьером...

webmaster@radio-1895.ru