Структурная схема канала связи. Схемные решения AM модуляторов. Расчет статической модуляционной характеристики, страница 6

(2.3)

где мощность несущей;

 – мощность обеих боковых частот.

На практике среднее значение m = 0,3, т.е. мощность полезных боковых частот, переносящих информацию, примерно на один порядок ниже уровня несущей. С энергетической точки зрения AM – очень неэффективный вид модуляции. Для устранения указанного недостатка осуществляют AM с подавлением несущей – ДБП (две боковые полосы), либо даже однополосную AM – ОБП (одна боковая полоса). При ОБП сокращается вдвое спектр частот AM и отсутствует «лишняя» несущая.

Как видно из выражения (2.1) для осуществления амплитудной модуляции необходимо перемножить ВЧ несущую и НЧ полезную информацию.

2.2 Схемные решения AM модуляторов

Принципиально процесс перемножения в технике связи осуществляется:

а)                     параметрическим способом;

б)                     с помощью нелинейных элементов.

При параметрическом способе модуляции последовательно с генератором высокой частоты (рисунок 2.5) включается регулируемая низкой частотой проводимость   G(t),   а   далее   параллельный   колебательный   контур   (L_kC_k) настраивается на частоту ω₀ с полосой пропускания Δω_0,7 = 2Ω_Н точно выделяющий весь спектр AM колебаний.

Рисунок 2.5

В качестве регулируемой проводимости может быть использован биполярный транзистор, в цепь базы которого подается несущая, а в эмиттер –низкочастотная информация (рисунок 2.5,а). При этом обеспечивается развязка цепей  низких  и  высоких  частот.  Сопротивление   R_Э   служит для  смещения рабочей точки, а С_ф – фильтрующая емкость по ВЧ сигналу.

Рисунок 2.5,а

В качестве нелинейного элемента при другом методе осуществления AM используются ВЧ диоды (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6

Здесь два гармонических сигнала вначале суммируются, а затем результирующее напряжение поступает на колебательный контур L_kC_k с аналогичными параметрами, что и в рисунке 2.5. Т.к. ток через диод описывается полиномом i_д = a ·U_вх + β ·U_вх² ,  где α и β – постоянные параметры; U_вх = (U_m + U_Ω), то ток i_д будет содержать: первые гармоники частоты ω₀ и Ω, пропорциональные коэффициенту α, а также нулевые и 2^ые гармоники за счет возведения в квадрат    cosΩt и cosω₀t и член, пропорциональный 2β·U_mcosω₀t·U_Ω cosΩt, благодаря    чему и будет осуществлена AM, колебательный контур L_kC_k выделит только (ω₀ ± Ω).

Следует отметить, что диодные модуляторы используются значительно чаще, т.к. они проще по схеме, обладают большим динамическим и частотным диапазоном, чем транзисторные.

Кроме того, диодные модуляторы позволяют легко получать ДБП = AM с подавлением несущей с помощью балансных AM модуляторов:

Рисунок 2.7

Вследствие синфазности включения напряжения ВЧ несущей (U_m) на диоды D_x и D₂ на каждом диоде будет наблюдаться перемножение U_т на U_Ω появятся   боковые   составляющие),   но  первая  гармоника  частоты   ω₀   из-за встречного включения диодов к колебательному контуру, будет подавлена. Такой вид модуляции весьма перспективен, т.к. позволяет подавить несущую частоту в излучении передатчика, сохранив полезные боковые частоты. Путем применения заградительных фильтров из ДБП можно получить ОБП, которая повсеместно используется в технике при организации многоканальной связи (МЭС). Если при