Балансный модулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Узлы радиолюбительской техники. Модуляторы

 Комментарии к статье

Для получения амплитудно-модулированных колебаний с подавленной несущей в технике связи обычно используют диодные балансные и кольцевые модуляторы. Они отлично работают на сравнительно низких частотах, но на частотах выше 10 МГц у таких модуляторов ухудшается точность балансировки и соответственно подавление несущей. Это обусловлено трудностью подбора диодов с идентичными характеристиками и возрастающим на ВЧ вредным шунтирующим действием емкостей диодов.

Предлагаемый балансный модулятор (Авторское свидетельство № 627560. бюллетень № 34 от 5.10.78) в значительной мере лишен этого недостатка. Он выполнен по Т-образной мостовой схеме (рис.1). Собственно Т-мост содержит симметричный высокочастотный трансформатор Т1 и два сопротивления Z1 и Z2. Они могут быть как активными, так и реактивными (индуктивными или емкостными). Коэффициент передачи (отношение выходного напряжения Uвых к напряжению, развиваемому генератором несущей G1) Т-моста равен нулю при условии Z1= =4Z2. Если сопротивление Z2 увеличить. на выходе моста Появляется напряжение, синфазное с напряжением генератора, поскольку будет преобладать ток в продольной ветви моста, содержащей Z1. Если же сопротивление Z2 уменьшить, то будет преобладать ток, текущий через левую (по схеме) половину обмотки трансформатора Т1 и поперечную ветвь - сопротивление Z2. На выходе в этом случае появится напряжение, наведенное в правой половине обмотки, и противофазное напряжению генератора. Таким образом изменяя в такт со звуковой частотой сопротивление одного из плеч моста, можно получить DSB сигнал.

Рис.1

Практическая схема модулятора, работающего на несущей частоте 28 МГц, приведена на рис. 2. Сопротивлением продольной ветви 7.1 служит емкостное

Рис.2

сопротивление конденсатора С1, а поперечной Z2 - емкостное сопротивление варикапа V1. Напряжение смешения подается на варикап с подстроечного резистора R2, которым балансируют модулятор. Если у источника смещения с общим проводом соединен отрицательный вывод, то следует изменить включение варикапа на противоположное. Емкость конденсатора С/ должна быть в четыре раза меньше емкости варикапа при данном напряжении смешения. Когда на варикап воздействует звуковое модулирующее напряжение. его емкость изменяется и Т-мост разбалансируется в ту или другую сторону, обеспечивая амплитудную модуляцию с подавлением несущей.

Напряжения несущей и звуковой частот подают на модулятор (генераторы G1 и G2. в принципе, могут быть включены как последовательно, так и параллельно). При этом входное сопротивление для звуковой частоты получается очень большим и достигает десятков мегаом. Благодаря этому модулятор можно подключать к любому высокоомному источнику НЧ сигнала G2, например RC фазовращателю (при конструировании фазового SSB возбудителя). Модулирующее напряжение можно подвести и по-другому: к верхнему выводу конденсатора С5, уменьшив его емкость до 1000...3000 пф во избежание завала высших звуковых частот. Входное сопротивление тогда будет равно сопротивлению резистора цепи смешения R1. Движок переменного резистора R2 следует соединить с общим проводом через конденсатор емкостью 0.1...10 мкф Входное сопротивление модулятора для генератора несущей частоты G/ значительно меньше. оно носит емкостный характер и составляет примерно 200 Ом.

Рис.3

Разделительный конденсатор С2 препятствует попаданию звукового напряжения на выход модулятора. Для согласования модулятора с нагрузкой служит П-контур LIC3C4, настроенный на частоту сигнала. При номиналах конденсаторов, указанных на рис. 2, модулятор хорошо согласуется с высокоомной нагрузкой (усилительным каскадом, выполненным на лампе или полевом транзисторе). Для согласования с низкоомной нагрузкой следует использовать конденсатор С4 большей емкости, добиваясь максимальной отдачи мощности промодулированного сигнала. П-контур обеспечивает хорошую фильтрацию гармоник несущей с частотами 2f, 3f и т. д. Подстраивая этот контур, можно добиться и хорошей линейности модулятора.

Нелинейные искажения при работе модулятора на активную нагрузку проявляются так: амплитуда выходного сигнала при отрицательной полуволне модулирующего напряжения (когда емкость варикапа возрастает) несколько больше, чем при положительной. Это эквивалентно появлению второй гармоники модулирующего сигнала. Возникновение искажений объясняется уменьшением внутреннего емкостного сопротивления модулятора при возрастании емкости варикапа. С ростом коэффициента модуляции т нелинейные искажения заметно увеличиваются (кривая 1 на рис. 3). Соответствующая осциллограмма выходного сигнала показана на рис. 4,а.

Рис.4

Описанные искажения практически полностью устраняются при небольшой расстройке выходного контура вверх по частоте. когда его сопротивление приобретает индуктивный характер. При дальнейшей расстройке появляются аналогичные искажения (но уменьшается уже другая полуволна модулированного сигнала). Таким образом, подстраивая контур конденсатором C3, можно добиться очень малых нелинейных искажений (кривая 2 на рис. 3 и осциллограмма на рис. 4, б). При правильно настроенном контуре мгновенное значение коэффициента гармоник в худшем случае (амплитуда НЧ сигнала такова, что коэффициент модуляции т соответствует максимуму кривой 2 на рис. 3) не превышает 2...3%. Балансировка модулятора при подстройке контура не нарушается. В модуляторе можно применить варикап любого типа с номинальной емкостью не менее 30 пФ. Трансформатор Т1 намотан на .кольцевом сердечнике (типоразмер К8x4x2) из феррита М100НН и содержит 2х10 витков провода ПЭЛШО 0,25. Можно использовать и другие ферритовые кольцевые сердечники с проницаемостью от 30 до 400. Обе половины обмотки трансформатора наматывают одновременно двумя сложенными вместе проводами. Затем начало одного из них соединяют с концом другого, образуя средний вывод. Катушка LI содержит 20 витков такого же провода, намотанного на цилиндрическом каркасе (трубочке) диаметром 6 мм.

Настройка модулятора несложна. Установив напряжение смещения на движке подстроечного резистора R2 около 6 В, грубо балансируют модулятор конденсатором С1 до минимуму сигнала несущей на выходе. Точная балансировка достигается подстройкой резистора R2. Затем, подав низкочастотный сигнал, наблюдают с помощью высокочастотного осциллографа форму выходного напряжения (см. рис. 4) на конденсаторе С4 я подстраивают выходной П-контур по максимуму амплитуды и минимуму искажений. Настроить модулятор можно и без осциллографа, прослушивая сигнал на связной приемник. Но и в этом случае подстройка элементов С1 и R2 ведется по минимуму несущей, а C3 - по наилучшему качеству и громкости сигнала.

Экспериментальная проверка модулятора производилась на частоте несущей 28 МГц. Амплитуда напряжения несущей частоты составляла 1 В, а низкочастотного сигнала - 4В. При этом была получена амплитуда выходного сигнала 0,35 В при подавлении несушей, по крайней мере на 30 дБ (минимальное значение, которое мог зарегистрировать автор своей измерительной аппаратурой).

В заключение необходимо отметить, что модулятор можно использовать для получения не только DSB сигнала, но и обычного амплитудномодулированного, сильно разбалансировав его конденсатором С1 и. таким образом, восстановив несущую. В этом случае можно получить очень глубокую AM (практически 100%) с малыми искажениями.

Автор: А.Поляков (RA3AAE), г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Узлы радиолюбительской техники. Модуляторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Темная материя стала темнее 10.04.2018 Международная группа астрономов под руководством Ричарда Мэсси (Richard Massey) из Даремского университета в Англии опровергла "осветление" темной материи, то есть существование негравитационного взаимодействия между сгустками невидимого вещества. Ученые сообщили об обнаружении признаков негравитационного взаимодействия в темной материи, которая находится в галактическом скоплении Abell 3827 в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Исследователи изучили распределение массы в четырех сталкивающихся галактиках, используя эффект гравитационной линзы, когда некий объект искривляет траектории лучей света. Предполагается, что в центрах галактик находится гало темной материи, чем объясняются особенности кругового движения звезд вокруг ядра. Три сгустка темной материи в Abell 3827 соответствовали расположению трех галактик, однако четвертый сгусток в своем движении отставал от рядом расположенной галактики на пять тысяч световых лет. Это, по мнению ученых, указывало на то, что в темной материи действуют не только гравитационные силы, но и какие-то другие взаимодействия. В новом исследовании астрономы использовали комплексы радиотелескопов Atacama Large Millimeter Array и Very Large Telescope в Чили, что позволило провести более детальную спектроскопию галактик и минимизировать искажения, возникающие из-за эффекта гравитационного линзирования. Оказалось, что местоположение гало в галактиках соответствовали модели ?CDM, согласно которой темная материя взаимодействует только через гравитационные силы. Темная материя, по оценкам космологов, составляет 22 процента всей массы Вселенной (74 процента занимает темная энергия, а остальная доля приходится на видимое вещество). Она не взаимодействует с обычным веществом через электромагнитные и другие поля, за исключением гравитации. Вывод о ее существовании был сделан на основе наблюдения за астрономическими объектами, которые вели себя так, словно на них влияет скрытая от прямого наблюдения масса. На настоящий момент до сих пор не обнаружены частицы, из которых могла бы существовать темная материя.

Другие интересные новости:

▪ Секреты шелковичного червя

▪ Дроны для сбора фруктов

▪ Гибридные смарт-карты вместо загранпаспартов

▪ Пульт дистанционного управления учителем

▪ Новые изоляторы цифровых сигналов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья В сердце льстец всегда отыщет уголок. Крылатое выражение

▪ статья Какая часть объема атома приходится на его ядро? Подробный ответ

▪ статья Лозинка. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Симметрирующие ШПТ и дроссели на ферритовых трубках. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья БВГ: Характеристики, особенности эксплуатации и ремонта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026