Амплитудные модуляторы на ОУ, диоде, транзисторе, дифференциальном усилителе. Физические датчики как модуляторы. ЦАП с делением напряжений, взвешенными резисторами и на матрице R-2R

39. Амплитудные модуляторы на ОУ, диоде, транзисторе, дифференциальном усилителе. Балансный модулятор на перемножителе. Схемы, расчет.

Схемы амплітудных мадулятараў прыведзены на мал. 94. Найбольш простыя амплітудныя мадулятары выконваюць з выкарыстаннем нелінейнасці ВАХ дыёда ці біпалярнага транзістара (мал. 94а, б).

Паколькі ў гэтых прыладах выкарыстоўваецца ўраўненне Эберса–Мола, то вывад характарыстыкі праводзім толькі для дыёднага мадулятара. Калі раскласці ўраўненне Эберса–Мола ў рад і ўлічыць першыя тры яго члены, атрымаем

. (6.8)

Калі контур настроены на частату w₀ і W << w₀, то з (6.8) атрымаем:

. (6.9)

Паколькі выгляд (6.9) супадае з (6.1), то на выхадзе маем АМ сігнал. Для адначасовага ажыццяўлення АМ з узмацненнем замест дыёда выкарыстоўваюць мадулятар на біпалярным транзістары (мал. 94б).

недахопам дыёднага і транзістарнага мадулятараў з’яўляецца ўзаемны ўплыў крыніц мадулявальнага і нясучага ваганняў, які звязаны з працяканнем току, што ствараецца адной крыніцай, праз другую. Работа большасці рэальных крыніц пры такіх умовах парушаецца. На нізкіх частотах гэтага недахопу пазбаўлены мадулятар, схема якога прыведзена на мал. 94в.

Мадулятар складаецца з суматара на DA1 і перамнажальніка на DA2. Напружанне на выхадзе DA1 мае выгляд u1(t) = –R3UA/R1 – Um,Wcos Wt×R3/R2. Напружанне на выхадзе DA2 uout(t) = ucaru1 = –R3Um,carUA/R1(1 + R1Um,W´ ´cos Wt  R2) cos w₀t адпавядае выгляду АМ сігналу. На перамнажальніку выконваецца балансны амплітудны мадулятар (мал. 94г), які рэалізуе формулу (6.6).Мадуляваны сігнал пры баланснай мадуляцыі набывае выгляд

.

40. Физические датчики как модуляторы. Схемы, расчет.

У некаторых выпадках мадуляваны сігнал вырабляюць першасныя пераўтваральнікі па прынцыпе іх дзеяння альбо для забеспячэння больш высокай дакладнасці вымярэнняў за кошт зніжэння нізкачастотных шумоў са спектральнай шчыльнасцю выгляду 1/f. Схемы пераўтваральнікаў з амплітуднай мадуляцыяй прыведзены на мал. 94е і ж.

Мал. 94. Амплітудныя мадулятары:

е) з выкарыстаннем пераменнай праводнасці;

ж) на дыферэнцыяльным трансфарматары

У схеме на мал. 94е для атрымання АМ сігналу выкарыстоўваюць рэзістар, праводнасць якога мяняецца пад уздзеяннем фізічнай велічыні па законе g(t) = g0(1 + m cos Wt). Такімі рэзістарамі з’яўляюцца фотарэзістары, тэнзарэзістары, тэрмістары. Пры выкананні ўмовы R R1 схема дае АМ сігнал uout = R1i » R1ucar(t)g(t) =  R1g0Um,car(1 + m cos Wt)cos w0t, глыбіня мадуляцыі якога вызначаецца фізічнай велічынёй.

На мал. 94ж прыведзена схема дыферэнцыяльнага трансфарматара, варыянты якой ужываюцца для вымярэння перамяшчэнняў. Дыферэнцыяльныя пераўтваральнікі ахопліваюць дыяпазон перамяшчэнняў ад 0,125 да 1000 мм пры частотах нясучага сігналу ад 50 Гц да 1 МГц і дакладнасці вымярэнняў звыш 0,1%. Дыферэнцыяльныя трансфарматары выконваюць з асяродкам ці без яго (паветраныя трансфарматары). Узаемныя індуктыўнасці залежаць ад зрушэння Dх па восі X агульнага пункта другасных абмотак адносна сярэдзіны L1 M₂ = M₀ (1 + aDx); M₂ = M₀ (1 – aDx). Пры Dx = x₀ + m cos Wt атрымаем uout = 2i₁M₀aDx = Um,car(1 + m cos Wt)cos (w0t + j0 – p/2)/(w₀L1)

41. ЧМ и ШИМ модуляторы. Схемы, принцип действия.

ШИМ модулятор выконваюць на аснове генератара пілападобнага напружання і кампаратара. Кампаратар выкарыстоўваецца для параўнання інфармацыйнага сігналу з лінейным напружаннем пілападобнай формы. ШИМ модуляторы атрымалі шырокае распаўсюджанне ў розных сілавых прыладах пры кіраванні ключавымі элементамі.

ЧМ модулятор на практыцы выконваюцца на аснове генератараў з кіруемай частатой ваганняў. Таму ў якасці частотнага мадулятара магчыма выкарыстаць любы з генератараў на вагальным контуры пры замене звычайнага кандэнсатара на кандэнсатар з ёмістасцю, кіруемай напружаннем. У якасці такога кандэнсатара звычайна ўжываюць варыкап ці варыкапную матрыцу. Частотныя мадулятары можна выканаць на аснове ГКН. [Мал. 87)

Мал. 87. Генератар (а), кіруемы напружаннем, і яго часавыя дыяграмы (б)