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 53

В современных ОМ получают балансные модуляторы на п/п диодах. Кольцевой модулятор состоит из двух одинаковых балансных модуляторов со встречным включением диодов на ВЧ.

Рис. 4. Схема кольцевого балансного модулятора.

В реальных условиях КБМ обеспечивает подавление несущей на 30 дБ. Коэффициент передачи модулирующего сигнала меньше 1 (ослабление около 10 дБ). Уровень напряжения несущей должен быть в 10-100 раз больше уровня модулирующего сигнала.

Рассмотрим случай формирования ОМ для радиотелефонной связи. Стандартная полоса частот для телефонной связи составляет 300-3400 Гц. Следовательно, нужно подавить на 60 дБ составляющую спектра, отстоящую от рабочей на 600 Гц для магистральных передатчиков в диапазоне 4-300 МГц, для низовых 1,6-8 МГц. Практика показывает, что многозвенные LC-фильтры можно применять лишь на частотах ниже 60 кГц. Пьезокристаллические кварцевые фильтры могут быть использованы на частотах 300 кГц, магнитострикционные электромеханические фильтры (ЭМФ) до 0,5-1 МГц. Для переноса информации в диапазоне рабочих частот потребуется еще одно или несколько преобразований. Это можно осуществить с помощью простых фильтров.

В качестве последних используются неминимально-фазовые системы. Их особенностью является то, что их АЧХ остается без изменений, при этом фаза выходного сигнала при изменении частоты от  до  изменяется на  или иной угол. Их часто называют широкополосными разностными фазовращателями.

Они состоят из двух 4-полюсников 1 и 2, параметры которых удовлетворяют требованию: в пределах рабочего диапазона частот их фазовые характеристики изменяются по логарифмическому закону, т.е. ; ; где , - постоянные четырехполюсника. В этом случае фазовый угол  и не зависит от частоты, а модули выходных напряжений равны между собой, т.е. . Эти четырехполюсники могут быть выполнены из RC - и LC – элементов.

При разработке однополосных формирователей возникает проблема недоиспользования мощности АЭ. Чтобы оценить эту проблему рассмотрим энергетические соотношения при ОМ. При излучении J3E мгновенное значение для тока колебания ОМ можно записать в форме:

                     (4)

При АМ составляющие токов находятся в соответствии , а при ОМ действует одна составляющая  и ничего не может довести значение тока  до максимально допустимого значения для данного АЭ тока . Тогда:

                                         (5)

Мощности, развиваемая выходной цепью АЭ и потребляемая от источника питания равны:

     (6),               (7).

Статистика утверждает, что при форме сигнала описываемого выражением (3) . Тогда:

     (8),               (9).

Таким образом, средняя мощность и КПД формирователя однополосного сигнала намного меньше максимальных, и, следовательно, АЭ усилителя используется неэффективно.

При построении формирователей с ОМ используется три способа: классический, метод раздельного излучения спектральных составляющих (1) метод двухканального усиления огибающей  и ВЧ-колебания с угловой модуляцией или метод Кана. В соответствии с соотношением (2) после усиления до требуемой величины мощности сигнала с выходов обоих каналов в способе Кана перемножаются, образуя вновь сигнал ОМ.

Структурная схема передатчика с ОМ, построенная по третьему методу приведена на рис.5.

Рис. 5. Структурная схема передатчика с ОМ

Сущность классического метода состоит в том, что сформированный в возбудителе сигнал с ОБП подводится к мощному линейному усилителю (ЛУ), состоящему из предварительных усилителей (ПУ), мощного оконечного каскада (ОК) усилителя модулированных колебаний (УМК) и колебательной системы (КС) для согласования ОК с антенной (А) и подавления гармоник. Так как АЭ в ЛУ работают в недонапряженном режиме для обеспечения линейности, то КПД всего формирователя низок. Из-за простоты решения по этому методу построено большинство связных РПдУ, использующих излучение J3E.