Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 50

Рис. 5. Структурная схема АМ изменением напряжения питания.

Обозначения на рис.5. соответствуют принятым на рис.1. Модуляция питанием осуществляется в перенапряжённом режиме. Если выбрать напряжение питания в середине линейного участка СМХ (рис.6.) то при m=1 максимальный режим соответствуют граничному по напряжённости.

Рис.6. СМХ при АМ изменением напряжения питания.

Достоинством модуляции изменением напряжения питания является то, что АЭ работает в энергетически выходном перенапряжённом режиме. Поэтому модуляцию можно осуществлять в выходном каскаде передатчика, а все предшествующие каскады усиления ставить в наиболее выгодный граничный режим.

Главный недостаток такой модуляции состоит в необходимости применять усилитель низкой частоты такой же мощности, что и выходной высокочастотный каскад. Кроме того, для получения глубокой модуляции (m=1) необходимо, чтобы АЭ работает в сильно перенапряжённом режиме, недостатком которого является малый коэффициент усиления по мощности и увеличение нелинейных искажений.

Большинство отмеченных недостатков устраняется, если применить комбинированную модуляцию, т.е. наряду с изменением напряжения питания синхронно изменять ещё какую-либо электрическую величину. Опыт показал, что применение в амплитудных модуляторах автосмещения существенно улучшает линейность СМХ и соответственно снижает коэффициент нелинейных искажений. В подобном модуляторе имеется два модулирующих фактора: напряжение питания и напряжение смещения, создаваемое падением напряжения на сопротивлении автосмещения  при протекании тока .

В современных передатчиках с AM выходной каскад работает в режиме комбинированной модуляции. В транзисторных каскадах одновременно изменяется ,  и амплитуда возбуждения.

Рис. 7. Структурная схема АМ при комбинированной модуляции.

Выходной ток АЭ зависит от напряжения на коллекторе. Изменяя напряжение на коллекторе можно получить AM. В данном случае модулирующий сигнал вводят в цепь питания АЭ и напряжения питания будет равно .                                                    (1)

Как известно статические модулированные характеристики имеют вид, изображенный на рис. 8.

Рис. 8. СМХ при АМ изменением напряжения питания и временные зависимости токов и напряжений при АМ

Линейная часть характеристики находится в области ПР. Если выбрать напряжение источника питания в середине линейного участка характеристики, то при m=1 максимальный режим соответствует граничному по напряженности. Расчет режима АЭ при AM необходимо проводить, используя методику расчета граничного режима. Вначале целесообразно рассчитать максимальный режим, учитывая при этом, что .

Как и при расчете усилителей мощности, угол отсечки импульсов коллекторного тока выбирают в пределах 60°... 120°.

Так как для рабочего участка статической MX справедливо соотношение  и при модуляции , то , где . Сравнивая последнее выражение для  c (1) получим, что  (2).

Напряжение питания выбирается из условия . После расчета максимального режима следует вычислить  (3) и определить амплитуду модулирующего сигнала по (2). Проверку  проводят для транзисторов в максимальном режиме. При модуляции изменением напряжение питания серьезные требования предъявляются к усилителю низкой частоты. В процессе модуляции средний за период НЧ- колебаний коллекторный ток изменяется от 0 до  пропорционально изменению напряжению _.

Учитывая (3), запишем  (4).

Таким образом, амплитуда НЧ - колебаний тока . Потребляемая модулятором мощность от усилителя:

.

При m=1 мощность усилителя того же порядка, что и потребляемая мощность модулятора в режиме молчании. Это является главным недостатком AM изменения напряжение питания. Достоинством является то, что АЭ работает в энергетически выгодном перенапряжённом режиме. Модуляцию осуществляют в выходном каскаде, а вес предшествующие каскады усиления ставят в наиболее выгодный граничный режим.

Принципиальная электрическая схема амплитудного модулятора при модуляции напряжением питания имеет следующий вид: