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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Электронный секретарь 11.08.2003 Компьютерную систему, которая сама определяет, может ли абонент ответить на телефонный звонок, предлагают инженеры из университета Карнеги-Меллона в Пенсильвании (США). Система, устанавливаемая на рабочем месте абонента или в его жилой комнате, состоит из микрофонов, видеокамер и датчиков движения, подключенных к компьютеру. Когда поступает телефонный вызов, компьютер оценивает положение. Сколько человек в комнате, разговаривает ли ее хозяин или молчит, работает ли на компьютере или просто сидит, шагает ли по комнате или бурно размахивает руками, открыта или закрыта дверь. И, сопоставив все эти сведения, электронный секретарь решает, пригласить ли абонента к телефону или ответить звонящему "извините, он очень занят, перезвоните попозже". Правда, сначала компьютеру требуется обучение: хозяин сам в нескольких разных ситуациях должен решить, снять ли трубку. А потом компьютер начинает решать за него, причем, говорят, делает это лучше опытной секретарши.

Другие интересные новости:

▪ Многоканальный сетевой шифратор с общей производительностью 100 Гбит/с

▪ Запах еды запоминается через рот

▪ Съедобная клейкая лента

▪ Умные растения сообщат о плесени и радоне в доме

▪ LG запатентовала смартфон с тройной селфи-камерой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Город, зоны повышенной опасности. Меры безопасности. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Когда была сделана первая мумия? Подробный ответ

▪ статья Водитель автомобиля пескоразбрасывателя. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Обустройство туалета. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двуполярное питание с однополярного источника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025