Исследование амплитудной модуляции в транзисторных генераторах (Лабораторная работа № 2), страница 3

– низкий КПД выходной цепи генератора, т.к. он работает в недонапряженном режиме.

В критическом режиме:

                                             (14)

При этом   достигает . В режиме несущей . В режиме модуляции:

                                              (15)

Поскольку в составе речи и музыки звуки малой и средней громкости, а также паузы между словами занимают большую часть времени, то передатчик работает в это время в режиме несущей или близкой к ней. Среднестатистические значения коэффициента модуляции , следовательно, КПД каскада оказывается низким . Достоинством модуляции смещением является малая мощность модулятора.

Из-за низкого КПД передатчики с модуляцией смещением не применяются в радиовещании и радиосвязи. Они используются в телевидении, где видеосигнал имеет широкую полосу (до 6 МГц). Это связано с тем, что широкополосный модулятор легче выполнить маломощным, а поэтому приходится мириться с малым КПД. При построении таких модуляторов используют в основном ламповые схемы. Базовая модуляция, как правило, не применяется из-за высокой нелинейности MX и зависимости значения емкости змиттерного перехода транзистора от уровня модулирующего сигнала, что приводит к паразитной модуляции. Базовую модуляцию используют только в качестве элемента комбинированной модуляции.

При усилении модулированных колебаний (изменении напряжения возбуждения) на базу транзистора (управляющую сетку лампы) подается промодулированное по амплитуде напряжение:

                                         (16)

где   – коэффициент модуляции напряжения возбуждения.

СМХ усилителя AM колебаний оказывается линейной только при работе в недонапряженном режиме. Для лучшего использования АЭ и повышения КПД максимальный режим следует выбирать критическим, а телефонный режим - недонапряженным, рабочая точка выбирается на середине линейного участка. Энергетические показатели усилителя практически такие же,  как и при модуляции напряжением смещения. Следует отметить, что как при модуляции смещением, так и при усилении AM сигнала наиболее тяжелым для АЭ является режим несущей (телефонный). Поэтому необходимо следить, чтобы мощность рассеивания в этом режиме , а также выбирать АЭ из условия: 

Усиление AM колебаний в режиме θ=90º широко применяется в однополосных передатчиках. При θ<90º возможно увеличение глубины модуляции: . Эту особенность можно использовать, но следует учитывать, что при значительном уменьшении θ возрастают нелинейные искажения. В режиме усиления AM колебаний нелинейные искажения меньше, чем при модуляции смещением.

На рис.5 изображена схема генератора с внешним возбуждением с коллекторной модуляцией. В этом случае модулирующее напряжение подается через модуляционный трансформатор, включенный последовательно с источником коллекторного питания:

,                                 (17)

где    .

Рисунок 5

Анализ СМХ показывает, что при коллекторной (анодной) модуляции:

– характеристики имеют довольно крутой и продолжительный линейный участок при работе модулируемого генератора в перенапряженном режиме.  Глубокая AM (m=l) возможна только в перенапряженном режиме; 

– при m = 1 коллекторное (анодное) напряжение изменяется от 0 до удвоенного значения напряжения в телефонном режиме: ;

– при максимальном коллекторном (анодном) напряжении генератор работает в критическом режиме и отдает максимальную мощность;

– рабочую точку на СМХ в телефонном режиме надо выбирать на середине ее линейного участка.

Перенапряженный режим характеризуется большими входными токами, а поэтому и большими мощностями возбуждения, что приводит к тяжелому режиму АЭ по входной цепи и низкому коэффициенту усиления по мощности К_р. Ослабить это явление удается, если вместо фиксированного внешнего смещения использовать автоматическое за счет входного тока (рис.5): .