Коллекторная и комбинированная модуляция

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА В г. ТАГАНРОГЕ

Лабораторная работа №3

по курсу УГиФС

«Коллекторная и комбинированная модуляция»

Выполнили:

Рудь Д. Е.

Емельяненко А. А.

Заречный А. А.

Проверил:

Демьяненко А. В.

Таганрог 2007

Цели работы:

1.  Освоить методику настройки транзисторного усилителя мощно­сти (УМ) при коллекторной и комбинированной модуляции.

2.  Исследовать влияние режимов усилителя на искажения при моду­ляции.

3.  Сравнить амплитудные и частотные характеристики усилителя при коллекторной и комбинированной модуляции.

Основные соотношения

При коллекторной модуляции одним тоном U_ΩcosΩt напряжение коллекторного питания усилителя мощности слагается из постоянного Е_{к мол}, определяющего режим молчания, и переменного:

E_к=E_{к мол} + U_ΩcosΩt.

Под действием меняющегося коллекторного напряжения изменяет­ся амплитуда тока УМ с глубиной модуляции m

I_к1 = I_{к1 мол} (1 + mcosΩt),

а в цепи постоянной составляющей появляется ток частоты модуляции с амплитудой I_Ω:

I_к0 = I_{к0 мол} + I_ΩcosΩt).

Так как статические модуляционные характеристики I_к1(E_к), I_к0(Е_к) проходят через начало координат (см. рис.2.2), то глубина модуляции I_к1 и I_к0 практически совпадает с глубиной модуляции коллекторного напряже­ния.

Поэтому можно записать

U_Ω = mЕ_{к мол}; I_Ω = mI_{к0 мол};

E_к = E_{к мол}(l + mcosΩt).

В соответствии с предыдущим выражением, коллекторное напряжение в максимальном режиме связано с коллекторным напряжением в режиме молчания соотношением

Е_{к макс} = Е_{к мол} (1 + m).

Для повышения мощности максимальный режим генератора целе­сообразно выбрать критическим по напряжённости (ζ_макс = ζ_кр).

Так как в транзисторе всегда должно выполняться условие е_к ≤ е_кд, то получаем условие для выбора напряжения Е_{к мол}:

Е_{к мол}(1 + m)(1 + ζ_кр)≤е_кд.

При m = 1 и ζ_кр = 1, Е_{к мол} ≈ е_кд/4.

Мощность модулятора равна

P_Ω = 0,5I_ΩU_Ω.

Мощность, потребляемая коллекторной цепью УМ в режиме мол­чания, и мощность Р_{0 макс} = Е_{к макс}I_{к0 макс} связаны соотношением

Р_{0 мол} = Р_{0 макс}/(1 + m)².

Мощность, отдаваемая модулятором:

 

Мы видим, что при m ≈ 1 эта мощность получается одного порядка с мощностью генератора.

Мощность, потребляемая коллекторной цепью, в режиме модуля­ции возрастает за счёт мощности, доставляемой модулятором

Одновременно колебательная мощность возрастает за счёт мощно­сти боковых частот:

В том же отношении в режиме модуляции возрастает мощность по­терь на коллекторе, и наиболее тяжёлый режим для коллектора получает­ся при m = 1.