Високолінійний амплітудний модулятор. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Високолінійний амплітудний модулятор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

Коментарі до статті

Амплітудний модулятор, що має хорошу лінійність, теоретично може працювати при частоті модулюючого сигналу, що дорівнює частоті несучої. Транзистор Q1 поділяє модулюючу вхідну напругу на два протифазні різнополярні сигнали. Вимикачі на транзисторах Q2 і Q3 пропускають відповідно позитивні та негативні напівперіоди прямокутної несучої. Перервані модульовані сигнали (точки З і D) підсумовуються за допомогою резисторів R5 і R6.

Амплітудний модулятор, схема якого представлена на фігурі, має хорошу лінійність і працює при зміні частоти сигналу, що модулює, від нуля до половини частоти несучої. Лінійність схеми зберігається до коефіцієнта модуляції 97,5%. Зв'язок між окремими каскадами здійснюється гальванічно без застосування індуктивностей чи великих ємностей.

(Натисніть для збільшення)

Транзистор Q1 є розщеплювачем фази модулюючого сигналу, при цьому сигнал на емітері Q1 має фазовий зсув і амплітуду, дещо меншу за вхідний рівень. Постійна складова модулюючого сигналу дорівнює приблизно -5 на емітері транзистора Q1 і +5 на його колекторі, де фаза сигналу зсунута на 180° по відношенню до входу. Швидкодіючі перемикачі на транзисторах Q2 і Q3 змінюють поперемінно свій стан від насичення до замикання під дією вхідного сигналу несучої. Цей сигнал, переважно прямокутної форми, надходить на бази транзисторів Q2, Q3 відповідно через резистори R1, R2 та діоди D1, D2. Діоди захищають транзистори від підвищеної зворотної напруги база-емітер, яка може виникнути при великому рівні несучої. Конденсатори C1 і С2 служать зменшення часу перемикання транзисторів Q2, Q3.

Колектори транзисторів Q2, Q3 з'єднані з виходами фазорозщеплювача Q1 через резистори R3 та R4. Ці резистори використовуються для розв'язування схем модулюючого та модульованого сигналів. У кожному позитивному напівперіоді несучою модулюючий сигнал на колекторі транзистора Q1 перемикається від свого середнього значення 5 до нуля транзистором Q2. В результаті цього на колекторі транзистора Q2 формується уривчастий модульний сигнал. Аналогічно модулюючий сигнал на емітері транзистора Q1 переривається транзистором Q3, причому перехід транзистора Q3 із замкненого стану стан насичення відбувається протягом кожного негативного напівперіоду несучої.

Високолінійний амплітудний модулятор

Позитивні і негативні переривчасті модулюючі сигнали змішуються в простий ланцюгу, що підсумовує, що складається з резисторів R5 і R6. При підсумовуванні компоненти із частотою переривань, присутні у переривчастих модулюючих сигналах, взаємно компенсуються. Таким чином, у разі ідеального балансу у спектрі вихідного модульованого сигналу відсутні компоненти з частотою модуляції і присутні тільки бічні складові модуляції. Теоретично при цьому можна збільшувати частоту модулюючого сигналу до верхньої межі, що дорівнює половині частоти несучої, не застосовуючи складної фільтрації. Огинальна модульованого сигналу знаходиться в цьому випадку в протифазі по відношенню до вхідного модулюючого сигналу.

Вихідна напруга схеми є амплітудно-модульованим прямокутним сигналом, який сам по собі містить непарні гармоніки основної частоти. (Спектр вихідного сигналу можна записати у вигляді nwc±wm)т, де wc-частота несучої, wm-частота модулюючого сигналу, а п=1; 3; 5; ... .) Щоб отримати синусоїдальну несучу, вихідний сигнал необхідно відфільтрувати. Для виділення основної частоти несучої та її бічних складових можна застосувати фільтр нижніх частот, оскільки спектр вихідного сигналу немає компоненту з частотою модуляції. Однак для виділення будь-якої гармоніки wс необхідно використовувати смуговий фільтр.

Частотні властивості модулятора в основному залежать від швидкодії транзисторів, що перемикають. Для транзисторів, показаних фігурі, верхня частота модульованого вихідного сигналу становить 1 МГц. Сам модулятор має плоску частотну характеристику і зберігає лінійність до модулюючої частоти 250 кГц, після чого спотворення обгинальної стають помітні навіть на око. При частоті несучої 100 кГц та частоті модуляції 1 кГц можна отримати лінійну модуляцію з глибиною до 95%.

У режимі з розімкненим виходом максимальний розмах вихідного модульованого сигналу дорівнює 7,4 при розмаху вхідного модулюючого сигналу 14 В. Мінімальний розмах несучої на вході модулятора для отримання вихідного прямокутного сигналу становить 2,8 В. Збільшення рівня несучої щодо номінального значення не призводить до появи будь-яких небажаних ефектів. Форма сигналу, що модулює, може бути довільною.

Як несучу можна використовувати також синусоїдальний сигнал, проте при цьому погіршується процес переривання. Мінімальний розмах синусоїдальної несучої дорівнює 4 В. При частоті несучої 10 кГц і розмаху модулюючого сигналу 14 можна здійснити лінійну модуляцію з глибиною до 97,5%.

Мінімальний збуджуючий рівень несучої майже змінюється при нижчій її частоті. У той же час, технічні характеристики модулятора дещо погіршуються на верхніх частотах; максимальна глибина лінійної модуляції зменшується і стає рівною 94% на 500 кГц і 88% на частоті 1 МГц. На верхніх частотах зменшується рівень вихідного сигналу. Для розширення частотного діапазону можна використовувати ключові транзистори, що швидкодіють, і зменшити імпеданси каскадів схеми.

Запобігти зменшення вихідного сигналу на високих частотах можна також шляхом підвищення напруги живлення. Максимальна глибина модуляції теоретично обмежена напругою насичення транзисторів, що переривають; ця напруга не надає такого сильного впливу при високих напругах живлення. Застосування підібраних з великою точністю пар резисторів (R3-R4, R5-R6, R7-R8) забезпечує рівність позитивних і негативних миттєвих значень вихідних сигналів, що модулюють.

Авторський колектив: Коледж у Санта-Фе (Гейнсвілл, шт. Флорида); Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мініатюрні прецизійні АЦП MAX11259 та MAX11261 05.11.2018

MAX11259, MAX11261 – нові прецизійні 24 Біта Сігма-Дельта АЦП зі швидкістю перетворення до 16000 перетворень за секунду від провідного виробника аналогових компонентів – компанії Maxim Integrated.

Особливістю цих перетворювачів є те, що маючи відмінні метрологічні характеристики та набір периферійних блоків для побудови точних вимірювальних приладів, вони є найменшими прецизійними АЦП у світі! MAX11259 випускається в дуже маленькому корпусі розміром 3х3 мм, а MAX11261 випускається в ще меншому корпусі 2.8×2.8 мм. Обидва перетворювачі мають 36 висновків та корпус WLP (Wafer-Level Package). Такий корпус дозволяє реалізувати мініатюрний прецизійний датчик.

MAX11259 і MAX11261 містять джерела струму, "розумний" мультиплексор, малошумний програмований підсилювач, Сигма-Дельта модулятор 4-го порядку, цифровий фільтр, що налаштовується. Обидві моделі мають вбудований секвенсор, що дозволяє здійснювати сканування заданих каналів у будь-якій послідовності та перетворення сигналу з будь-якою затримкою без участі мікроконтролера.

MAX11261 накопичує результати перетворення в буфері типу FIFO, після чого дає сигнал мікроконтролеру про вміст даних у буфері. Крім того, MAX11261 може аналізувати наявність зміни сигналу на входах і будити мікроконтролер тільки в моменти коли напруга на одному з аналогових входів починає змінюватися. Ці функції дозволяють ще більше оптимізувати споживання енергії всього вимірювального пристрою.

Інші цікаві новини:

▪ Новий 64-розрядний RISC-мікропроцесор TMPR4955BFG-300

▪ Новий Кубик Рубіка сам навчить себе збирати

▪ Альтернатива пінопласту

▪ Мікропроцесорні протези кінцівок

▪ ТБ без проводів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Передача даних. Добірка статей

▪ стаття Сміливість, сміливість та ще раз сміливість. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке хлор? Детальна відповідь

▪ стаття Спеціаліст-аналітик. Посадова інструкція

▪ стаття Гібридний лінійний підсилювач потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Захист імпортних телефонів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт