| Схема лампового передатчика АМ На рис.1 приведена схема передатчика с амплитудной модуляцией, выполненная на 4-х радиолампах. На лампах 6П13С, включенных параллельно, собран усилитель мощности, а на лампах 6Н2П и 6Н1П — микрофонный усилитель-модулятор. Радиочастотный сигнал любительского диапазона 1,9 МГц поступает на управляющие сетки ламп усилителя мощности от отдельного генератора плавного диапазона (ГПД), который на схеме не показан. В качестве такого ГПД можно использовать, например, ламповый генератор, схема которого была приведена на здесь
Предварительный микрофонный усилитель выполнен на левом (по схеме) триоде лампы 6Н2П. С анода этого триода через конденсатор С16 усиленный сигнал подается на переменный резистор R8, с помощью которого осуществляют регулировку усиления микрофонного усилителя. С движка резистора R8 сигнал поступает на второй каскад усиления, выполненный на правом (по схеме) триоде 6Н2П, а затем уже усиливается левым (по схеме) триодом 6Н1П. П-контур C5-C6-L2-C7-C8 обеспечивает согласование выходного сопротивления усилителя мощности с антенной. Питание анодов ламп усилителя мощности осуществляется по последовательной схеме через дроссель L3. Выключатель SA1 служит для перевода схемы в режим передачи. В принципе, подключив вместо SA1 телеграфный ключ, можно работать в эфире телеграфом, но в таком режиме следует отключить микрофон ВМ1. С помощью конденсатора С6 осуществляется настройка П-контура на рабочую частоту (по максимуму сигнала в антенне), а с помощью конденсатора С8 — согласование П-контура с антенной. С помощью подстроечного резистора R11 подбирают режим работы выходной лампы модулятора по отсутствию искажений в излучаемом сигнале.  Данная схема способна обеспечить выходной сигнал мощностью до 40 Вт. Дроссели L1 и L3 намотаны на резисторах ВС-2 диаметром 6 мм и сопротивлением 100—1000 кОм. Каждая обмотка содержит три секции по 57 витков провода ПЭЛИ10-0,15, намотка — типа “универсаль”. Катушка L2 намотана на керамической трубке d-12 мм и содержит 60 витков провода ПЭЛ-1,3, намотка — пошаговая. Микроамперметр PA-1 имеет ток полного отклонения стрелки 300 мА. В качестве ВМ1 можно использовать динамический микрофон или телефонный наушник Тон-2, ТА-56 (сопротивление звуковой катушки — 1,6 кОм), микрофонный капсюль ДЭМШа. Удачи во всех начинаниях!
|
⚡️Микромощный передатчик с амплитудной модуляцией
На чтение 2 мин Опубликовано Обновлено
Передатчик предназначен для передачи радиосигнала на радиовещательный приемник с АМ диапазоном.
В последнее время вещание на средних волнах сильно сократилось, и многие, даже полностью исправные, радиоприемники советского производства замолчали.
“Оживить” старый “Сокол” или “Альпинист” можно с помощью такого передатчика. На вход передатчика можно подать НЧ сигнал с выхода какой-либо аудиоаппаратуры, и принимать его на средневолновый радиоприемник в пределах комнаты или дачи. Передатчик работает на частоте 1 МГц, но частота может быть и другой, все зависит от кварцевого резонатора.
Задающий генератор и буферный каскад выполнены на микросхеме К561ЛА7. Это микросхема не предназначена для работы на радиочастотах, однако, частота в 1 МГц и даже 2 МГц для неё вполне достижимое значение. Кварцевый генератор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. Буфер на элементах D1.3 и D1.4. С выхода элемента D1.4 частота поступает на усилитель мощности на транзисторе VT1. Следует заметить, что сигнал принимается и без усилителя мощности, если
4. Но нужно как-то организовать амплитудную модуляцию.Поэтому и потребовался выходной каскад на транзисторе VT1 и модулирующий каскад на транзисторе VT2. Импульсы с выхода D1.4 поступают на базу VT1. Эти импульсы на частоте 1 МГц
из-за недостаточного быстродействия микросхемы D1 отличаются от прямоугольных, тем что они более имеют более пологие и скругленные фронты и спады, и несколько пониженную амплитуду, однако их амплитуда достаточна для раскачки VT1 без начального смещения на базе. Питание на транзистор VT1 поступает через VТ2, с эмиттера VТ2, включенного как эмиттерный повторитель. Резисторами R3 и R4 транзистор VT2 частично открыт, чтобы напряжение питания на VT1 поступало и в паузах аудиосигнала, и даже без него.
При поступлении аудиосигнала на базу VT2, ток его эмиттера начинает изменяться, а им питается выходной каскад передатчика на VT1. Таким образом осуществляется амплитудная модуляция. Никаких намоточных деталей в схеме нет. Дроссель L1 – покупной, высокочастотный.
Его индуктивность может быть от 50 до 200 мкГн. Однако, его можно сделать и самостоятельно. Например, на постоянном резисторе сопротивлением более 100 кОм и мощностью 1 Вт намотать витков 200 провода ПЭВ 0,12-0,2.
Маломощный AM передатчик / Блог им. arturboot / Радиолюбители Блог
Очень много малогабаритных транзисторных приемников, работающих на длинных и средних волнах, нынче не востребованы радиослушателями — качественный эфирный звук доносит до них УКВ радиовещание и беспроводной Интернет.Вот и приходится “ломать голову”, для чего можно приспособить морально устаревшую технику. Наиболее очевидное решение — для демонстрации принципа радиосвязи или неоднократной передачи заранее записанного сообщения.
Для этого необходимо изготовить маломощный передатчик, работающий с амплитудной модуляцией в диапазоне средних волн.
Перестройка частоты передатчика осуществляется с помощью конденсатора переменной емкости С1, входящего в состав генератора плавного диапазона, выполненного на транзисторе VT1 по схеме Колпитца. Частота генератора в основном определяется индуктивностью катушки L1 и емкостями конденсаторов С1 и С2. Для предотвращения изменения частоты при колебаниях напряжения источника питания генератор питается от интегрального стабилизатора напряжения DA1.
Выходной сигнал генератора поступает на буферный усилитель на транзисторе VT2, который обеспечивает “развязку” генератора от выходного каскада на транзисторе VT3. Выходной каскад работает в режиме класса С, т.е. без начального смещения, что позволяет облегчить режим работы выходного транзистора и получить большой КПД.
Антенна в виде провода длиной 2—3 м подключается к выходному каскаду через согласущий П-контур C10-L3-C11.
Амплитудная модуляция производится в выходном каскаде по коллекторной цепи транзистора VT3, которая подключена к эмиттерному повторителю VT5, входящему в состав модулятора — усилителя низкой частоты. Глубина модуляции в такой схеме достигает 80—85%, что позволяет сформировать довольно качественный амплитудно-модулированный сигнал.
Модулятор на транзисторах VT4 и VT5 имеет коэффициент усиления около 6, его АЧХ в основном определяется емкостью конденсатора С13.
При указанной на схеме емкости 2200 пФ частота среза модулятора составляет около 7 кГц, что вполне достаточно для AM вещания. При настройке передатчика с помощью подстроечного резистора R9 добиваются симметричного выходного сигнала амплитудой 0,5—1 В на выходе эмиттерного повторителя.
На вход модулятора подается низкочастотный сигнал от микрофонного усилителя, линейного выхода звуковой карты компьютера, аудиоплеера и т.д.
В качестве катушек L1—L3 используются стандартные промышленные дроссели: индуктивность L1 — 47 мкГн, L2 и L3 — по 6,8 мкГн.
При повторении устройства транзисторы 2N3904 можно заменить на КТ312, КТ315, КТ316 и т.д.
Несмотря на применение в генераторе низкодобротной индуктивности, которой является малогабаритный дроссель, стабильность частоты оказывается вполне приемлемой: суточный уход — не более 500 Гц. Очевидно, что применив высокодобротную катушку, намотанную на каркасе с малым температурным коэффициентом расширения, и высококачественный конденсатор переменной емкости, а также подобрав при настройке генератора конденсатор С2 по температурному коэффициенту емкости, можно значительно повысить стабильность частоты передатчика. Немного изменив номиналы элементов С1, С2 и L1, передатчик можно перестроить для работы в любительском диапазоне 160 м.
| 17 2010 (24694 ) pionner keh-p5950LG RT-20CA70M MC-019A RISO 2710 lad-4600r casio.ctk691 .jvc hr-xv2er gjvsikbyyst dtcs 7500.  / THE GRAF 65 victorinox -1, \ UHF midland 5 vtnfkjbc uhjpf 4vtnfkjbcrfntkm uhjpf ajhev Clon AWR -5 -5 50 ? 1 -250 1337 3 50 4 «Thunder-5» K52-2 Teknetics T2 DD 34 l7812cv -44 Motorola Canopy Icom MB 116 LPDm 5152l tda-8138TA 8445K president lincoln 807 ua723 2009 -214 28 ” Cobra 19 Plus” 144 Vh4 gtcy. @Ltncvrbq cflbr xnj gxtkbysq hjq3 50 CASIO wk-1800 811 202 636 ut1ma 64http://depositfiles.com/files/ym4sfc6tk 10 645 811 ew1ba -1000 107 81 – satcom 645 PWM 326 144 fm 144 tdr777 ” 76 2 c[tvf ” “ 140 003 seIcom PCR2500 ( ) -71 FM – -71“Радио” №11-87г[email protected] dragon ss485h66 se6p3s 24adg774 – 17 1600 63 Usb 416 5552 ? lcdintel 440bx/zx video driver xp 12 220 1551 561 AVR v 5. 30 atx compaq 1533 ide DVD splan arcldr.exeASTEC PIC16F628A sa630 vista 15332 12 1986 818 ktrnhjybrf ghjcnjtitle: splanཫ४ರਪࠠफୠ෨ୠྐྵਵ ౪࠷࠲༠ࡥ౯ૠಭwindows 7 ” “ P-CAD ATTiny12 12-220 . , – 3- . 4 5,25 3102 1403 174 3157 5 12 ! ? Boot.ini vfc 1061 boot.ini bios v.0261– VHDL xp 55513 617
17 2010 (24694 ) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] Copyright 2010-2021 Created 0,03862 s. |
Амплитуда Модуляция
Амплитуда Модуляция КОНТАКТ: КОММЕНТАРИИ И ВОПРОСЫ
назад / домой
Детальный дизайн высокоточного передатчика малой мощности AM приведен в следующих разделах: –
Полная схема AM ПЕРЕДАТЧИКА приведена в следующих разделах: –
верх
назад / домой
[1] Основная проблема – сверхнизкие искажения
Достичь полной полосы пропускания звука в передатчиках несложно: уменьшение
общее гармоническое искажение до 0.1% или ниже действительно представляет некоторые трудности.
Почти все это происходит в модуляторе.
[2] Обратная связь
На первый взгляд обратная связь огибающей вокруг модулятора кажется привлекательной.
Искажение модулятора обратной связи огибающей не может быть ниже, чем искажение
детектор, обеспечивающий обратную связь.
Большинство этих детекторов представляют собой демодуляторы продукта, которые также могут использоваться непосредственно в качестве модулятора,
так что обратная связь ничего не даст.Прямая модуляция даст тот же результат
с меньшими сложностями.
Модуляторы, которые обеспечивают отсечку несущей при 100% отрицательной модуляции, также представляют проблемы.
в петлях обратной связи.
Во время отсечки, когда усиление контура стремится к нулю, в контуре могут накапливаться большие ошибки,
в параличе на длительные периоды.
Модуляторы и демодуляторы продукта, которые реагируют на перемодуляцию в отрицательном направлении
предотвратить это.
Демодулятор с высокой несущей, показанный справа, обеспечивает низкий уровень искажений.
демодуляция и часто используется для обратной связи огибающей.
[3] Кольцевые модуляторы
Справа показан кольцевой модулятор, за которым следует эквивалент вакуумной трубки.
Здесь модулирующий сигнал переключается прямоугольной волной на несущей частоте в
резонансный контур.
Переключатель либо полностью принимает общий модулирующий сигнал, либо полностью выключен.
так что передаточная характеристика переключателя (нелинейное поведение) не имеет значения.
В кольцевом модуляторе привод несущей обычно синусоидальный, но большой амплитуды.
для аппроксимации прямоугольной волны переключения.
[4] Множители
Поскольку AM – это простой процесс, в котором несущая умножается на модулирующий сигнал,
любой быстрый точный твердотельный умножитель будет генерировать AM с низким уровнем искажений.
Простой и точный умножитель можно сделать из пары длинных хвостов, управляемой эмиттером, как
показано напротив.
Постоянный ток с наложенной на него небольшой составляющей несущей вводится в общий
эмиттеры Q1 и Q2 по Q3.
Небольшой высокочастотный ток изменяется в зависимости от баланса тока коллектора Q1 и Q2, дающего AM.
Если передаточная характеристика Q1 и Q2 экспоненциальна * , то RF
Разделение тока такое же, как разделение тока коллектора.
Если разница между токами коллектора Q1 и Q2 является линейной функцией
модулирующего сигнала не будет искажений.
Разностный ток воспринимается R4 R5 и используется для сильной обратной связи для обеспечения линейности.
* Это доказано в разделе AGC AM-тюнера.
Твердотельная пара с длинным хвостом может быть заменена трубкой отклонения луча в клапанном передатчике.
Здесь разделение тока является линейной функцией привода напряжения, так что искажения уменьшаются.
[5] Трубки отклонения балки
Справа показаны конструкция трубки и ее характеристики.
Электронный пучок прямоугольного сечения отклоняется двумя отклоняющими пластинами и
перехватывается разрезным анодом.
Силу луча можно регулировать сеткой возле катода.
Если луч модулируется по RF и двухтактный аудиосигнал применяется к пластинам, амплитудно-модулированная
сигнал появится на обеих пластинах.
Если используется только средняя часть отклоняющей характеристики, модуляционные искажения
очень низкий.
По мере увеличения тока пучка взаимное отталкивание электронов заставляет пучок расширяться,
поэтому требуется большее отклоняющее напряжение для полного отклонения луча при высоких токах луча.
Если небольшой синусоидальный радиочастотный сигнал модулирует ток луча, предполагается, что он
делится в той же пропорции, что и полный ток пучка. Распространение луча может привести к небольшому
ошибка второго порядка. Это можно сделать несущественным за счет уменьшения дробной модуляции пучка.
перевозчиком РФ, приложенным к управляющей сети.
Во всей дальнейшей работе предполагается, что дробное разделение РЧ-составляющей слабого сигнала
пропорциональна дробному разделению тока пучка.
Это предположение можно проиллюстрировать простым алгебраическим анализом.
Упрощенный нестрогий вывод
Этот нестрогий анализ представляет собой попытку дать интуитивное понимание
дефекта лучевой трубки.
Представьте себе пластины отклоняющей трубки, покрытые люминесцентным материалом.
Луч электромагнита создавал яркий прямоугольник, линейно перемещающийся вдоль оси x за счет отклоняющей оси.
пластина напряжения. Если к управляющей сетке приложено небольшое ВЧ-напряжение для модуляции силы
электронного луча, вертикальные края прямоугольника станут размытыми, так как ширина луча
увеличивается с увеличением плотности тока.
Средняя часть будет немного тусклее, так как небольшая часть тока отводится на
расширенные края.
Если вся эта система линейно сдвинута в направлении x за счет изменения напряжения отклонения,
представляется разумным предположить, что амплитуда ВЧ-составляющей также изменяется линейно.
мода.
Если отклонение от центрального положения вправо, то относительное увеличение
по ширине меньше частичного увеличения влево, поэтому небольшое уменьшение прогиба
ожидаемая чувствительность.
Краткий алгебраический анализ также подтверждает это.
Схема участка балки на пластинах показана справа.
Предположим, что увеличение ширины луча W с полным током I представлено величиной
уравнение: –
W = W o + (dW / dI) I
где (1 / W o ) (dW / dI)
Если центр балки отклонен на расстояние x, то общая длина балки W r на правом аноде: –
W r = x + W o /2 + 1/2 dW / dI I
а для W l слева: –
W l = -x + W o /2 + 1/2 dW / dI I
Тогда полный ток справа определяется как: –
I r = I x [Площадь справа / Общая площадь]
Примечание: это означает, что плотность электронов поперек пучка однородна.
Итак, I r = I [x + W o /2 + 1/2 dW / dI I] / [W o + dW / dI I]
= I [W o /2 + 1/2 dW / dI] / [W o + dW / dI I] + I x / [W o + dW / dI I]
= I / 2 + I x / [W o + dW / dI I]
≈ I / 2 + I x / W o [1 – 1 / W o dW / dI I]
Начиная с 1 / W или dW / dI
Тогда I r ≈ I [1/2 + x / W o (1 – 1 / W o dW / dI I)]
Система осталась линейной по x, но чувствительность к отклонению снизилась в раз: –
(1 – 1 / Вт или dW / dI I)
Предположим, мы возмущаем ток I небольшим увеличением катодного тока Δ I
Затем немного алгебры показывает, что: –
I r ≈ I o [1/2 + x / W o ]
– I o [x / (W o ) 2 dW / dI I o ]
+ Δ I [1/2 + x / W o ]
– Δ I [2x / (W o ) 2 dW / dI I o ]
Первый член I o [1/2 + x / W o ] дает ожидаемое изменение объемной плиты.
токи без погрешности.
Второй член – I o [x / (W o ) 2 dW / dI I o ] дает
ошибка навалом тока. Обратите внимание, что это будет исправлено общим циклом обратной связи.
Третий член + Δ I [1/2 + x / W o ] дает изменение приращения тока Δ I
без искажений.
Четвертый член – Δ I [2x / (W o ) 2 dW / dI I o ] дает ошибку
в этом изменении.Это в два раза больше ошибки для тока объемной пластины.
Более строгий алгебраический анализ
Этот анализ основан на опубликованных кривых отклонения для лучевой трубки 6AR8.
Он не зависит от какой-либо модели, принятой для отклоняющей системы, и поэтому является чисто алгебраическим.
и не интуитивно понятный.
Первая задача – представить графические кривые прогиба в алгебраических уравнениях.
Точки излома определены для кривых без закругленного плеча.
Затем наносятся точки излома в зависимости от неотклоненного тока пучка для одной пластины при изменении
смещения на сетке 1.
Чтобы найти точку излома, кривые расширяются, как будто они полностью линейны. | Точка излома теперь отображается в зависимости от неотклоненного тока пластины одной пластины. |
2
19 Передатчик работает в середине кривых отклонения, поэтому мы можем написать
с некоторой точностью: –
i = I [1 + V / V K ]
где: –
i – ток в одной пластине для напряжения отклонения V при напряжении разрыва V K
I – неотраженный ток в пластине.
Сверху: –
В К = α + β I
Итак, имеем: –
i = I [1 + V / (α + β I)]
Предположим, теперь мы вносим небольшое возмущение ΔI в I, применяя небольшое количество RF к сетке 1
Тогда: –
i + Δi = [I o + ΔI]
[1 + V / (α + β (I o + ΔI))]
Примечание: Δi – это изменение тока пластины при ее отклонении отклоняющим напряжением V
.
ΔI – изменение тока пластины в отцентрованном или неотклоненном положении.
После утомительной алгебры малых сигналов с использованием биномиальной теоремы приведенное выше уравнение дает: –
Δi = ΔI [1 + (V / V K ) (1 – I o / V K dV K / dI)] + (ΔI) 2 В / В K 2 dV K / dI [(I o / V K ) dV K / dI – 1]
Рассмотрение уравнения показывает, что: –
[1] Если dV K / dI = 0, уравнение сводится к: –
Δi = ΔI [1 + (V / V K ) как ожидалось
[2] Отклонение по-прежнему является линейной функцией V – отклоняющего напряжения – хотя чувствительность была снижена.
по: –
(1 – I o / V K dV K / dI)
Больше физического понимания можно получить, переписав это выражение как: –
(1 – dV K / dI / (V K / I или ))
[3] Когда возмущение является синусоидальным, член (ΔI) 2 приводит к небольшому смещению постоянного тока и
вторая гармоника несущей.
Оба отклоняются настроенной схемой в пластине.
Геометрический анализ
Справа показан геометрический анализ, соответствующий вышеупомянутой алгебре малых сигналов.
Небольшое высокочастотное напряжение на первой сетке вызывает изменение ΔI неотклоненного тока на одной пластине.
Если бы чувствительность отклонения не уменьшалась с током, то отклоняющий ток должен был бы следовать по линии AD.
Но чувствительность к отклонению снизилась из-за увеличения напряжения отключения DE
.
Прогиб по-прежнему линейный, но был уменьшен на соотношение BC / AC
.
Из геометрии: –
Δi = ΔI + ΔI V / V K – ΔI I o / V K dV K / dI V / V K
То есть: –
Δi = ΔI [1 + (V / V K ) (1 – I o / V K dV K / dI)]
Результат алгебраического анализа.
[6] Окончательный проект
Передатчик малой мощности состоит из двух секций: –
[A] Возбудитель, содержащий: –
- Стабильный LC-осциллятор
- Предусилитель звука с низким уровнем искажений
- Разделитель фаз для управления модулятором
- AM-модулятор с отклоняющей трубкой
- Буферный усилитель выходного ВЧ-сигнала для управления коаксиальным кабелем 50 Ом
[B] Усилитель мощности, содержащий: –
- Усилитель мощности класса A с низким уровнем искажений
- Соответствующая сеть
- ВЧ-метр для настройки и согласования выхода
верх
назад / домой
[1] Упрощенная модель
Упрощенная модель трубки отклонения луча показана справа.
I – полный ток пучка.
Часть K направлена на правую сторону, давая ток = KI.
Это оставляет (1 – K) I на левой стороне.
Первичные обмотки трансформатора имеют соотношение 1: n
Общий ток намагничивания Im тогда определяется как: –
Im = KnI – (1 – K) I
∴ Im = [K (n + 1) – 1] I
При использовании в качестве модулятора условие нулевой несущей возникает, когда Im = 0 при Ko
.
∴ 0 = [Ko (n + 1) – 1] I
∴ Ко = 1 / (1 + п)
Так что: – Im = [K / Ko – 1] I
Немодулированная несущая возникает, когда K = 1/2
Так что: Imc = [1 / 2Ko – 1] I
100% модуляция дает пиковую несущую 2Imc = Imp
Итак: – Имп = 2 [1 / 2Ко – 1] I
Отношение Kp для пиковой несущей тогда определяется как: –
[Kp / Ko – 1] I = 2 [1 / 2Ko – 1] I
∴ Кп = 1 – Ко
В передатчике n = 2, так что: –
Ко = 1/3
Кс = 1/2
Kp = 2/3
Для полной модуляции текущее деление колеблется между 1/3 и 2/3: это только
на линейном участке характеристики отклонения.
Этот модулятор способен производить модуляцию более 100%.
в отрицательном направлении.
Детектор огибающей в этих условиях производит ужасающие искажения,
но демодуляторы продукта в тюнере демодулируют сигнал правильно.
[2] Обратная связь модулятора
Упрощенная принципиальная схема обратной связи модулятора показана выше.
Искажения модулятора изначально низкие, поскольку кривые отклонения для
Трубки отклонения луча являются линейными, и только центральная часть используется для полной модуляции.
В качестве дополнительной защиты от искажений применяется общая обратная связь 26 дБ (x20).
улучшить линейность отклонения лучевой трубы.
Радиочастотная модуляция является линейной функцией разницы между левым
ток пластины Ilhp и ток правой пластины Irhp лучевой трубки V3.
Переменная (Ilhp – Irhp) должна использоваться для обратной связи.
V4 и V5 образуют операционный усилитель с усилением, увеличенным загрузочной обвязкой через C10.
R15 – резистор обратной связи, поэтому напряжение на катоде V4 определяется по формуле: –
V 4c = -I л.с. R 15
Напряжение на левой пластине V3 тогда: –
V л.с. = I л.с. R 14 – I л.с. R 15
Но 14 рэнд = 15
рэнд
Итак: V л. С. = (I л. С. – I л. С. ) R 14 Здесь R 14 = R 15 = 1.8K
Токи I л. С. и I л. С. содержат высокочастотную составляющую при
несущая частота, и она не должна попадать в контур обратной связи модулятора.
Следовательно, необходимо обойти R 14 и R 15 .
Таким образом образуется полюс в контуре обратной связи, который можно использовать в качестве основного стабилизирующего полюса.
К сожалению, полюс находится на пути обратной связи , а не на пути вперед .
Для простой системы обратной связи: –
Y (p) = A (p) / (1 + A (p) β (p))
где Y (p) – ответ замкнутого цикла :: A (p) – прямой ответ разомкнутого цикла ::
β (p) – передаточная функция обратной связи.
Здесь A (p) = A прямое усиление.
β (p) = 1 / (1 + RCp)
где R = R 14 = R 15 = 2,7k
и C = C 8 = C 9 = 1,8 нФ
Частота оборота fp определяется как: – fp = 1 / (2ΠRC) = 32.75 кГц.
Он выбирается как можно ниже, но при этом остается выше звукового диапазона.
Подставляя β (p) в приведенное выше уравнение, мы получаем: –
Y (p) = [A / (1 + A)] [(1 + τp) / (1 + τp / (1 + A))], где τ = RC
В ответ замкнутого контура был введен ноль.
Это должно быть отменено соответствующим полюсом, введенным в путь прохождения сигнала перед
модулятор обратной связи.
Если ввести корректирующую передаточную функцию Y c (p), получим:
Y c (p) = 1 / (1 + τ c p)
Полная передаточная функция от Y до (p) определяется как: –
Y до (p) =
[A / (1 + A)] [1 / (1 + τ c p)] [(1 + τp) / (1 + τp / (1 + A))]
Для компенсации: τ = τ c так, чтобы: –
Y до (p) = [A / (1 + A)] [1 / (1 + τp / (1 + A))] ::
один полюс смещен на (1 + A).
Здесь A = 20, поэтому скомпенсированный модулятор имеет частоту оборота 21×32,75 кГц. = 687,75 кГц.
Компенсационная сеть
Полюс компенсации при -1 / τ c создается входной сетью R1, R2, C1.
Входная клемма A 1 является виртуальной землей, поэтому сопротивление точки возбуждения соответствует C 1 составляет 1 и 2 рэнд параллельно, чтобы получить: –
τ c = C 1 R 1 R 2 / (R 1 + R 2 )
Изменение в установившемся режиме и отклик ступенчатой функции показано как R 1 изменяется на изменение
τ c .
Выход модулятора показан синим цветом, а выход настроенного RF
Схема в табличке показана красным цветом.
Передаточная функция для модуляции настроенной схемы определяется выражением: –
Y tc (p) = 1 / (1 + τ tc p) где: –
τ tc = 1 / 2B, где полная ширина полосы B настроенного контура определяется как: –
B = f c / Q
где f c – несущая частота, а Q – добротность настроенного контура.
Здесь B ≈ 40 кГц.
Ловушка для переноски
Для снижения уровня несущей в контуре обратной связи между V 1 и
В 2 . Это имеет тенденцию к уменьшению запаса устойчивости в контуре. Для увеличения прироста
край полка вводится вторичным контуром обратной связи R 5 , R 6 ,
Р 7 , С 5 . Эта полка начинается с 50 кГц. и заканчивается на 150 кГц., таким образом улучшая
маржа прироста на 3.
Показаны передаточные функции разомкнутого контура высоких и низких частот.
Увеличение крутизны между 50 кГц. и 150 кГц. можно увидеть.
Установившееся состояние замкнутого контура, ступенчатая функция и 1 кГц. квадратный волновые ответы показаны ниже.
Некоторые ключевые формы сигналов.
Входной прямоугольный сигнал 1 кГц со 100% модуляцией.
Желтый: отклоняющее напряжение на пластине 1 | Желтый: напряжение на отклоняющей пластине 1 | Вверху: напряжение на отклоняющей пластине 1 |
[3] Центровка луча
При разработке этого передатчика использовались две лучевые трубки типа 6AR8. Оба были по центру –
то есть токи отклоняющей пластины были равны без отклоняющего напряжения. Последующий опыт с другим
20 трубок отклонения луча типов 6AR8 и 6JH8 показали, что значительная часть имеет неравные токи пластин.
для отсутствия отклоняющего напряжения.
Модулятор обязательно должен быть модифицирован для включения предварительно настроенной системы центрирования.
Примечание. Трубки отклонения луча были спроектированы как демодуляторы продукта цветных субнесущих в цветных телевизионных приемниках.
Здесь отклоняющие пластины жестко перемещались из стороны в сторону, так что начальный баланс был нарушен.
без последствий. Поэтому допуски в данных по трубкам не приводятся.
Схема баланса, добавленная к модулятора отклонения луча, показана справа.
Предусматривается: –
[1] Установка общего тока пучка на 8 мА – P1
[2] Центрирование токов пучка – P2
[3] Регулировка ВЧ-привода – P3
ПРОЦЕДУРА
[A] ВЧ-привод настроен до нуля с горшком. П3
[B] Общий ток пластины устанавливается на 8 мА, регулируя P2 до тех пор, пока напряжение на TP1 не станет 8 вольт.
[C] Отклоняющая трубка сбалансирована путем настройки P2 до тех пор, пока напряжения постоянного тока на TP2 и TP3 не станут равными.
[D] P3 настроен на получение пикового выходного РЧ сигнала при 100% модуляции около 400 мВ на выходных клеммах.
Примечание разработчика: –
Связь по переменному току используется для добавления напряжения смещения постоянного тока к отклоняющему напряжению.
Это добавляет еще один низкочастотный полюс в контур обратной связи. Частота среза, вызванная этим полюсом, должна быть
значительно ниже частоты единичного усиления контура. Это определяется конденсаторами связи 22 мкФ.Конденсаторы меньшего размера до 2,2 мкФ удовлетворяли бы условию, но использовались конденсаторы 22 мкФ, потому что
об их доступности.
У больших конденсаторов есть один недостаток: предустановленная настройка баланса требует больше времени для установления после изменения.
Следующие осциллограммы иллюстрируют линейность отклонения лучевой трубки.
Все осциллограммы были сняты со 100% модуляцией на передатчике.
Желтый: отклоняющее напряжение на пластине 1 | График отклоняющего тока от отклоняющего напряжения для отклоняющей трубки луча. | График зависимости тока отклонения от напряжения на входных клеммах преобразователя. |
Огибающая модуляции и аудиовход совпадают.
верх
назад / домой
[1] Подробная схема
Подробная схема модулятора показана выше.
V2, V3, V4 и V5, V6, V7 образуют два операционных усилителя.
Усиление увеличивается за счет начальной загрузки через V3 и V6. Это увеличивает эффективную динамику
загружает пентоды EF184 и снижает частоту переключения ВЧ примерно до 8 кГц.Низкая частота
оборот, определяемый постоянной времени (C6 R8), происходит примерно при 300 Гц. Последний минимум
Коэффициент усиления по частоте определяется дегенерацией экрана и катода.
Коэффициент усиления усилителя без обратной связи показан справа.
Реверс фаз происходит в операционном усилителе RHS.
R10-C9 – это фронтальный импеданс, а R11-C10 – это цепь обратной связи.
[2] Отклик с замкнутым контуром
Высокочастотный отклик с замкнутым контуром
Высокочастотный отклик замкнутого контура (как установившийся, так и переходный) фазы
сплиттер с полочной сетью и без нее показан справа.
Доминирующий и стабилизирующий полюс в контуре высокочастотного фазоделителя генерируется
нагрузка на пентоды EF184 и емкость на землю.
Полка от 50 кГц до 150 кГц, обеспечивающая дополнительный запас усиления в общем контуре, генерируется R5-C5.
Анализ генерации полки
Касательно полки генерации в цепи фазоделителя: –
Пусть Ra = R6 :: Rb = R7 и R4 параллельно :: Rf = R5 :: Cf = C5 :: fb = частота нижней полки
и ft = частота верхней полки.Получаем: –
Rf = Ra (1 – (фут / фут) (Rb / (Ra + Rb))) / (фут / фут – 1)
Cf = 1 / (2Πfb (Ra + Rb))
Здесь ft = 150 кГц. :: fb = 50 кГц. :: Ra = 47k :: Rb = 2,5533K, поэтому: –
Rf = 19,867k :: Cf = 64,23 пФ.
Низкочастотный отклик с замкнутым контуром
Напротив показаны низкочастотные характеристики замкнутого контура обеих сторон фазоделителя.
Они отслеживают примерно до 0,1 Гц, где RHS имеет большее затухание и фазовый сдвиг, потому что
он имеет на одну цепь низкочастотной связи (C8) больше, чем LHS.
Низкочастотная передаточная функция разомкнутого контура четвертого порядка: –
Y (p) = [(1 + T kz p) / (1 + T kp p)]
X [(1 + T sz p) / (1 + T sp p)]
X [(1 + T bz p) / (1 + T bp p)]
X [T cz p / (1 + T cp p)]
Где T kz , T kp ; T sz , T sp ; T bz , T bp – нули и полюса на действительной оси из-за развязки катода, развязки экрана и
самозагрузка анода.
На орогине есть столб, T cz , из-за связи по переменному току: C7 и (R6 + R7)
Низкочастотное усиление разомкнутого контура из-за загрузочной обвязки увеличивается примерно на 300 Гц. для обеспечения низкой частоты
стабильность замкнутого цикла. Низкочастотная характеристика имеет пик в 4,2 дБ при 18,5 Гц.
Как следствие, он перекрывается обратной связью модулятора, давая пик около 1,3 дБ между 1 и 2 Гц.
верх
назад / домой
Схема предусилителя звука показана справа.
В конструкции используется та же методика начальной загрузки, что и в фазоделителе.
Входным пентодом является EF86 – лампа с низким уровнем шума и гула.
Отклик предусилителя в разомкнутом и замкнутом контурах показан справа.
Однополюсный RC-фильтр на входе ослабляет любые радиочастотные захваты звуковой цепью.
Он имеет частоту 3 дБ около 150 кГц.
верх
назад / домой
Выходной буферный РЧ-усилитель пропускает около 1 м кабеля без разъемов, соединяющего
возбудитель с усилителем выходной мощности.Требования: –
(1) Очень низкие искажения
(2) Плоский амплитудный отклик на любом AM-канале (здесь 80 кГц в ширину).
(3) Линейность фазы по каналу.
V2 действует как интегратор Миллера с конденсатором обратной связи Миллера Cm.
V1 обеспечивает постоянный ток для интегратора.
Слева показан установившийся отклик усилителя в широковещательном диапазоне.
верх
назад / домой
Полная схема генератора L-C показана выше.
Трубка отклонения луча, V1, используется в качестве генератора L-C. Изоляция обеспечивается
катодный повторитель V2a. Фазоделитель V2b управляет двухполупериодным выпрямителем V3a, V3b.
Выходной сигнал используется в качестве обратной связи для управления током пучка и, следовательно,
уровень колебаний, в V1.
Трубка отклонения луча имеет следующие привлекательные свойства в качестве генератора: –
[1] Положительная обратная связь по настроенной цепи L-C легко достигается, потому что оба
возможны положительные и отрицательные Gms (взаимные проводимости).
[2] Когда привода отклоняющей пластины достаточно для полного отклонения балки,
ток пластины представляет собой прямоугольную волну. Это значительно упрощает контроль уровня генератора.
Контроль уровня
Передаточная функция Ya (p) между сеткой V1 и ВЧ-приводом на полную
волновой выпрямитель определяется по формуле: –
Ya (p) = 1 / (1 + τ a p)
где τ = Q / (πf osc )
Здесь Q ≈ 80: f osc = 739 кГц.; τ a = 3,49×10 -5
Время отклика двухполупериодного выпрямителя меньше при увеличении мощности, чем
Постоянная времени τ b для уменьшающегося привода равна
Выдается приблизительно по: –
τ b = (220pF) x (590k) = 1,3×10 -4
Стабилизацию контура можно получить, сделав время решетки лучевой трубки постоянным,
τ c намного больше, чем любой из них.
τ c ≈ (0,1 мкФ) x (100k) = 10 -2 сек.
верх
назад / домой
[1] Подробная схема
Эскиз схемы усилителя мощности показан выше.
См. Ниже увеличенную схему.
Философия дизайна
РЧ-усилитель является широкополосным, поэтому в
выходная согласующая сеть.
Ток пластины в выходных лампах V4, V5 измеряется общим катодным резистором 18 Ом.
и подается обратно на катод V2, чтобы обеспечить обратную связь по току около 20 дБ.
Это гарантирует, что V2, V3, V4, V5 действуют как генератор постоянного тока, который имеет плоское поперечное сечение.
диапазон вещания с минимальными искажениями.
Внутреннее и подавляющее сеточное экранирование EF80 устраняет любое взаимодействие между выходными сигналами.
сеть и генератор тока.
Выходное напряжение в точке L делится емкостным делителем и возвращается обратно.
к сети V2, чтобы обеспечить сильную обратную связь по напряжению. Это еще больше снижает общее искажение.
и обеспечивает широкую полосу пропускания независимо от загрузки соответствующей сети.
Стабильность контура: высокая частота
Сеть RC в пластине V2 создает полюс на действительной оси на частоте 10,6 МГц. а также
сеть R-C в пластине V3 образует полюс на действительной оси в точке 2.26 МГц.
Сеть в тракте обратной связи выдает ноль на частоте около 10,6 МГц. и полюс около 30 МГц.
Этот ноль отменяет 10,6 МГц. полюс на прямом пути, чтобы получить два полюса вокруг токовой петли
на частоте 2,26 МГц. и 30 МГц ..
При обратной связи 20 дБ это обеспечивает хорошую стабильность контура обратной связи по току.
Корректирующая сеть размещается на пути обратной связи, а не на прямом пути, чтобы обеспечить полку
что улучшает стабильность контура обратной связи по напряжению.
Стабильность контура: низкая частота
Сеть связи между V2 и V3 (470pF / 47K) имеет частоту 3 дБ около 7,05 кГц. Это более чем в 10 раз выше, чем у любого другого низкочастотного отсечки, поэтому прямой путь Низкочастотная характеристика падает до 6 дБ на октаву, что значительно ниже частоты единичного усиления, что дает хорошая стабильность низкочастотного контура.
Общий ответ
Общий ответ ступенчатой функции показан справа.Независимо от нагрузки передатчик работает ровно до 35 кГц.
Во время вышеупомянутых тестов низкочастотная характеристика имела пик 1,4 дБ на частоте около 10 Гц. должное
к звуковому предусилителю модулятора.
Это было изменено, чтобы дать общий отклик ровный в пределах 10 Гц. и 35 кГц ..
[2 согласования / выходная сеть]
Согласующая цепь RF – это, по сути, параллельная настроенная схема с ответвлениями.
Возможны индуктивные и емкостные нагрузки.
[3] Индикатор настройки
Схема измерителя уровня ВЧ, используемого в качестве индикатора настройки, показана выше.
V6 – усилитель RF. Постоянный ток на пластине подается на сетку V7a через
470k / 0,01 мкФ фильтр нижних частот.
Постоянный ток плюс RF подается на сеть V7b, которая действует как пиковый выпрямитель из-за
конденсатор Cf в его катоде.Катодный ток делается достаточно большим для
выпрямитель, следящий за огибающей модуляции, поэтому происходит линейное обнаружение.
Тогда разность потенциалов между катодами V7b и V7a пропорциональна
до уровня перевозчика.
НАСТРОЙКА
В положении «настройка» измеритель уровня измеряет ВЧ напряжение на 18 Ом.
общий катодный резистор в выходном каскаде. Это дает представление о приводе ВЧ тока.
к соответствующей сети.Это параллельная настроенная схема с максимальным сопротивлением.
к выходному каскаду в резонансе. Сильная обратная связь по напряжению гарантирует, что выходное напряжение
остается постоянным, поскольку схема настраивается через резонанс, и поэтому ток возбуждения имеет
минимум при резонансе.
СООТВЕТСТВИЕ СЕТИ НАСТРОЕНО НА МИНИМУМ
ЗАПУСК
В положении «работа» контролируется выходное напряжение на настроенной цепи.
через емкостной делитель.
Выходной уровень может быть установлен вертолетом 1K на входе усилителя RF.
[1] Передатчик + тюнер
Справа показан общий прямоугольный сигнал передатчика и тюнера с частотой 1 кГц.
Во время теста тюнер работал от обычной рамочной антенны.
небольшая петля, разделенная примерно на 20 метров.
Выходной сигнал детектора I или синфазного продукта был взят с основного аудиовыхода тюнера.
Выход квадратурного детектора снимался с выхода на передней панели.
Небольшой выброс на обоих выходах создается максимально плоской фильтрацией третьего порядка.
на выходах продуктовых демодуляторов.
Особый интерес представляет выходной сигнал квадратурного детектора.
Небольшой импульс появляется во время перехода прямоугольной волны.
Это связано с асимметрией амплитудно-фазовой характеристики на внешних границах полосы пропускания.
как и ожидалось.
Ремейдер ответа – прямая линия.
Это означает: –
[A] Основная часть устойчивой частотной характеристики передатчика и тюнера
симметрично относительно носителя.
[B] Не существует нелинейных механизмов, вызывающих низкочастотную фазовую модуляцию.
верх
назад / домой
Модуляторный предусилитель звука
Усилитель обратной связи :: Разделитель фаз
Модулятор лучевой трубки
L-C Генератор
Выходной каскад ВЧ модулятора
RF УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
СЕТЬ СОГЛАСОВАНИЯ ВЫХОДА RF
RF ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ
верх
назад / домой
Амплитудная модуляция
Амплитудная модуляция Амплитудная модуляция (“AM”)с использованием естественного асимметричного голоса
совместными усилиями
Джон, WA5BXO
Боб, WA3WDR (Бэкон)
Тим, W5TOB
Дон, K4KYV
Когда я (Джон) впервые попробовал AM, у меня был Knight Kit T-60 передатчик, в котором использовалась модуляция с управляемой несущей.Контролируемый перевозчик модуляция – это метод модуляции, который поддерживает низкий выходной сигнал несущей. до тех пор, пока не будет применена модуляция, а затем несущая будет увеличиваться с средний уровень модуляции. Это сделано для сохранения энергопотребления. и низкий нагрев, когда вы не регулируете. Он часто использовался в установках, были недорогими и имели компоненты, которые были недостаточно прочными для обслуживания более высокий уровень несущей и модуляции. Модуляция осуществлялась приложение звукового напряжения к экранной сетке напряжение смещения выхода RF трубка.Операция с контролируемой несущей возникла в результате преднамеренного исправления звуковой волны в секциях модулятора, которые были связаны по постоянному току к выходу модулятора, и это было устроено так, чтобы средний экран напряжение смещения для смещения вверх при наличии звука, тем самым увеличивая уровень несущей при наличии модуляции. Если эта система не была перегружена, полученный сигнал был читабельным, но не приятным для слушателя. Напряжение АРУ приемника диодного детекторного типа будет повышаться и понижаться с несущая смена.Это вызвало очень раздражающие взлеты и падения фона. шум. Также при громкой речи выпрямительная секция модулятора может легко превзойти свою функцию. В результате искажение было таким серьезно, что большая часть звука была фактически удалена, как раз тогда, когда это нужно были самыми громкими! Избежать перегрузки модулятора было очень сложно, без слишком низкой модуляции, чтобы хорошо слышать. Группа радиолюбителей, Я хотел присоединиться к 3850 KC, просто не слышал меня или бесконечно жаловался насчет ужасного звука контролируемой несущей модуляции моих установок.
Их жалобы были конструктивными, и они убедили мне нужно было обновить мою технику модуляции, если я собирался присоединиться в AM весело. Мое решение состояло в том, чтобы построить систему модуляции пластины. В модулирующее звуковое напряжение было получено от внешнего звукового усилителя, который может обеспечить надлежащее звуковое напряжение в цепи питания пластины конечный усилитель RF. Улучшение вывода сигнала и звука. качество было замечательным.Группа могла слышать меня, и слышать меня ясно. Над Со временем я узнал больше, но знания приходили медленно. Прошло почти 10 лет прежде, чем я действительно понял схему и математику, стоящую за ней. Полно это понимание связано с моей ассоциацией с Доном, K4KYV.
Т-60 был типичным для многих относительно недорогих передатчиков. доступный для новичков в хобби в 1960-65 годы, и это пример того, как производители пытались продать оборудование.Рекламные объявления сказал бы что-то вроде Вот передатчик, который будет работать рядом с законный предел для новичка в CW и возможность запуска AM, когда новичок переходит в общий класс. Описание установки Knight Kit T-60 выше был куплен примерно за 70 долларов. Стоимость добавления возможности AM на дизайн передатчиков, вероятно, около 5 долларов. Внешний модулятор который я построил, был построен из металлолома и подержанных деталей, но имел детали были куплены, они стоили бы дороже, чем Knight Kit Т-60.Первоначальный модулятор стоимостью 5 долларов, который был помещен в Knight Kit T-60, был неудачная попытка добавить возможности AM к недорогому передатчику, но она продано много передатчиков.
Почему использовалась модуляция экрана? Потому что это было недорого и просто. Не требовалось никаких трансформаторов, а только малогабаритная, маломощная в модулятор были нужны лампы.
Почему использовалась модуляция с управляемой несущей? В основном, чтобы уменьшить рассеивание пластины усилителя RF.Низкая эффективность экранной модуляции. AM-передатчик. Типичный КПД носителя составляет всего около 35%. Типичный 6146B мог производить только около 15 Вт несущей мощности при КПД 35%. рассеиваемая пластина составляла около 28 Вт. Была мысль уменьшить тарелку рассеяние при отсутствии звука за счет уменьшения выходного сигнала несущей. КПД был ниже при более низких уровнях мощности, но рассеивание было меньше, тоже. Идея заключалась в том, что среднее рассеивание пластин будет ниже, поэтому больше мощность несущей может быть произведена при наличии звука без перегрева трубка.Однако конструкции передатчиков действительно не давали много больше полезной мощности несущей во время модуляции, и искажения были настолько плохими что эта мощность казалась выше, но на самом деле пользы от нее было мало.
Некоторые любители внесли простые улучшения в экран схемотехника модулятора Т-60 и аналогичных установок. Качество передачи звука может неплохо работать со схемами, почти такими же простыми, как та, которая была изначально использовал. Однако старая проблема остается: КПД низкий, а выходная мощность относительно невысокий.
Конечно, вы можете получить полную эффективность класса C с высокой модуляция уровня пластинки, и тот же 6146B может дать вам около 49 Вт выходного сигнала несущей AM в этом режиме. Но проблема была в том, что вам нужен мощный аудиоусилитель с трансформатором модуляции, все это было посложнее и дорого. Итак, у некоторых любителей была другая идея: использовать линейный усилитель. Вы можете генерировать AM на очень низком уровне мощности, используя либо пластину, либо экранной модуляции и усиление модулированного сигнала до высокой мощности с простой линейный усилитель.
Качество передачи звука может быть отличным, а модулятор обычно не требует модулирующего трансформатора, но есть проблема. КПД линейного усилителя класса B на полной мощности составляет около 66%. Однако при усилении AM-сигнала выходной уровень несущей должен быть намного ниже максимального выходного уровня линейного усилителя, чтобы позволить запас для пиков положительной модуляции. На операторском уровне эффективность линейного усилителя класса B составляет всего около 33%.При КПД 33% это 6146B может дать нам только около 14 Вт несущей с около 28 Вт пластины. диссипация. Итак, мы вернулись к той же проблеме, что и с модуляцией экрана: низкая эффективность и относительно низкая выходная мощность.
Была очень сложная и экзотическая модуляция методы, доступные в те дни, которые могли производить качественный AM при высоком эффективность без модулятора высокого уровня, но они были настолько сложными и их трудно настроить, потому что они были непрактичны для использования любителями.
Модуляция пластин высокого уровня – это то, что нужно. Многие высокоуровневые В то время продавались любительские передатчики с пластинчатой модуляцией. Операторы AM быстро связывает сильные сигналы и разборчивый звук с высоким уровнем пластинчатая модуляция радиочастотного финала класса C.
В правилах FCC в то время говорилось, что общие обладатели лицензии класса могли использовать входную мощность постоянного тока не более 1000 Вт к пластинчатой цепи оконечного усилителя ВЧ.Это было легко измерить с измерителями постоянного тока. Напряжение питания пластины было умножено на пластину. потребляемый ток, а продукт – входной постоянный ток в ваттах.
КПД усилителя ВЧ определяет, какая выходная мощность может быть достигнуто. КПД выходного ВЧ-каскада с экранной модуляцией или линейный усилитель RF класса B на уровне несущей составляет от 33% до 35%, что дает вам от 330 до 350 Вт выходной мощности несущей в AM для максимальной допустимая входная мощность 1000 Вт.С другой стороны, модулированный пластиной класс Усилитель C имеет КПД около 75 процентов, что дает вам около 750 Вт. выходной мощности несущей AM для входной мощности 1000 Вт. И выходная трубка в последний ВЧ-усилитель работает намного холоднее в классе C, чем в классе B AM линейный режим, поэтому можно использовать трубы меньшего размера. Но единственное практическое Способом для радиолюбителей получить высокую эффективность ВЧ-усилителя с AM было применение модулирующее аудио напряжение на пластину питания ВЧ-выхода, а аудио электрическая схема, необходимая для этого, должна иметь мощность не менее 500 Вт аудио.Итак, чтобы получить дополнительную выходную мощность в рамках юридических определений, большинство крупных операторов выбрали модуляцию пластины высокого уровня метод.
Метод модуляции высокого уровня – это применение модулирующее напряжение на пластинчатую цепь класса C final, вызывая амплитуда выходного сигнала должна изменяться в соответствии с применяемой модуляцией. Стопроцентная (100%) модуляция обычно определялась как точка где максимальное регулирующее напряжение в течение его отрицательного полупериода, противоположное напряжение питания постоянного тока достаточно, чтобы снизить его до нуля.Если это напряжение опускание ниже нуля, чрезмерная модуляция и брызги были результатом.
Большинство людей согласились, что пик положительной половины цикл модулирующего звукового напряжения, добавляемого к источнику постоянного тока, может продолжаться настолько высокой, насколько это необходимо для точного воспроизведения звука как изображения микрофонный выход. Даже если положительный пик был более чем в два раза амплитуда отрицательного пика, модуляция не считалась незаконной если он не содержал продуктов искажения, которые вызывали разбрызгивание на чрезмерном пропускная способность.Считалось, что сверхмодуляция имеет место только в точке, где характеристика модуляции стала нелинейной, вызывая искажения и брызги.
Звуковое напряжение микрофона часто несимметрично, в отличие от синусоидальной волны от генератора сигналов. Эта асимметрия – естественная качество речи и других звуков. В этой статье обсуждается использование голоса асимметрия формы сигнала в AM-системах.
Когда передатчик AM на 100% модулируется чистым синусом волна, PEP (пиковая мощность огибающей), в 4 раза больше немодулированной несущей мощность.Это потому, что звуковое напряжение, модулирующее несущую, удваивается. ВЧ-напряжение в пике, поскольку сопротивление нагрузки постоянно, ВЧ-ток удваивается одновременно с ВЧ-напряжением. Поскольку P = E * I, то P в момент положительного пика должно быть в 4 раза больше, чем мощность исходного носителя (см. рисунок 1).
Если модуляция передатчика увеличивается до пика ВЧ напряжение равно 2.В 5 раз больше исходного несущего РЧ напряжения, пиковый РЧ ток происходит в тот же момент, и он также в 2,5 раза больше, чем исходный ВЧ-ток несущей В результате PEP в 2,5 * 2,5 = 6,25 раз больше немодулированного мощность несущей (см. рисунок 2).
Вот математика:
PEP = ((размах модулированного РЧ напряжения / немодулированный
напряжение несущей) в квадрате) * немодулированная мощность несущей
Этот большой PEP может происходить без отрицательной сверхмодуляции, если модулирующий звук улавливается голосом с микрофона.Микрофон звук вообще асимметричный.
Чтобы помочь мне понять и объяснить взаимосвязь между звук и чистота модуляции, я определил функцию, которую я называю симметрией Соотношение (SR).
Коэффициент симметрии (SR) определен:
SR = (размах звукового напряжения) / (меньшее из двух
Пиковое звуковое напряжение выше или ниже линии покоя)
SR = 2, если сигнал является чистой синусоидой.
SR не может быть меньше 2
Моя типичная форма звуковой волны голоса, полученная с высоким качеством
микрофон и измерены с помощью высококачественного осциллографа.См. Рисунок
3.
SR = (размах звукового напряжения) / (меньшее из двух Пиковое напряжение звука выше или ниже линии покоя)
Размах звукового напряжения = около 3 единиц
Меньшее из двух пиковых напряжений (в данном случае отрицательное) = около 1 единицы
SR = 3
Рисунок 4 – конверт RF
вид, который был бы произведен путем модуляции со звуком, как представлено
на рис 3.Входная мощность РЧ-пластины составляет 1000 Вт, а КПД
составляет 75%. Это дает уровень несущей 750 Вт, как показано на
уровень покоя на графике.
Максимальная потребляемая мощность аудиомодулятора на 100% модуляция 1000-ваттной модуляции высокого уровня класса C составляет 500 ватт, , но только если модулирующий сигнал представляет собой синусоидальную волну . Причина этого будет это станет очевидным из следующего примера.
В следующем примере показано, что требуемый звук мощность, необходимая для достижения 100% модуляции синусоидальной волны, составляет 50% от значения входной мощности пластины постоянного тока, подаваемой на последний ВЧ-усилитель класса C.
Предположим, что к оконечному усилителю приложено 2000 вольт. к пластине с током 500мА. Это делает мощность равной 1000 Вт. Для достижения 100% модуляции максимальное напряжение модуляции синуса волна должна быть 2000 вольт и из-за симметрии синусоиды будет дают размах размаха 4000 В (0 4000 В, когда постоянный ток покоя при 2000 В), обеспечивая тем самым желаемую 100% модуляцию.Для расчета среднего мощность, а не мгновенную пиковую мощность, мы должны преобразовать пиковое напряжение выход модулятора до среднеквадратичного напряжения (пиковое напряжение X квадратный корень из 0,5 = действующее значение напряжения). Действующее значение напряжения равно 0,707 от пиковое напряжение.
Давайте используем этот пример, чтобы проиллюстрировать расчет мощность, необходимая модулятору для достижения 100% модуляции. Первый самый простой случай:
Модуляция чистой синусоидой:
| Расчет | Уравнение | Расчет |
| Действующее значение напряжения | = Пик (вольт) *.707 | = 2000 (В) * .707 = 1414 RMS Вольт |
| Сопротивление нагрузки (модулятор) | = Конечная пластина постоянного тока (вольт) / конечный ток пластины постоянного тока (амперы) | = 2000 (вольт) / 0,5 (ампер) = 4000 (Ом) |
| Мощность (модулятор) | = RMS (вольт) в квадрате / сопротивление нагрузки (Ом) | = (1414 Вольт) * (1414 Вольт) / 4000 (Ом) = 500 Вт |
Если модулирующее напряжение не является чистой синусоидой (как в нашем примере), то необходимы специальные расчеты, как показано на рисунке. ниже.
Опять же, если напряжение пластины на выходе равно 2000, а ток составляет 500 мА, то в приведенном выше асимметричном примере размах амплитуды колебание напряжения пластины будет (0 6000 вольт при покоящемся пластина с напряжением 2000 вольт постоянного тока). (6000-2000 = 4000 вольт пиковое) Это в два раза больше пикового звукового напряжения, чем требовалось раньше. (4000 * 0,707 = 2828 В RMS) и P = E * E / R или ((2828 * 2828) / 4000 Ом) = 2000 Вт.Поскольку мы удвоили необходимое пиковое напряжение, мы увеличили в четыре раза мощность, необходимая для его производства. Это не значит, что вы будете ставить такое количество энергии в финале постоянно, но вам понадобится это возможность получения необходимого размаха напряжения на пиках.
ВЧ амперметр, использующий термопару, действительно реагирует на средняя мощность, а не среднеквадратичный ток, потому что тепло вызывает индикация. Этот тип амперметра не показывает истинный среднеквадратичный ток.Так как он откалиброван немодулированным синусоидальным сигналом, он будет считывать немодулированный сигнальные токи правильно, но его показания будут повышены при нормальном присутствует амплитудная модуляция. Он будет отображать текущий эквивалент чтения к среднеквадратичному току, который будет производить такую же среднюю мощность, как и модулированный волна. Фактически, истинный среднеквадратичный ток сигнала AM не изменяется до тех пор, пока модуляция превышает 100% в отрицательном направлении, если нет нелинейности или происходит какое-то действие по сдвигу на уровне оператора связи.
При нагрузке 50 Ом несущая 750 Вт вызовет ВЧ амперметр с термопарой для показаний 3,87 ампер. Если эта несущая модулируется 100% по синусоиде, средняя мощность увеличится в 1,5 раза ( 50% добавленной мощности происходит за счет энергии боковой полосы, создаваемой модуляцией). Суммарная средняя мощность составит 1125 Вт при 100% модуляции. В Радиочастотный амперметр покажет около 4,74 ампер, что соответствует току, при котором необходим для получения немодулированного сигнала такого уровня мощности.Если человек голос используется для модуляции установки, и огибающая модуляции выглядит как-то как на изображении осциллографа на рисунке 4, вы увидите примерно то же самое увеличение ВЧ тока, хотя PEP с модуляцией голоса составляет 6750 Вт, а PEP с модуляцией синусоидальной волны составляет 3000 Вт. Это потому, что речь форма волны острая, поэтому ее пики должны быть относительно высокими, чтобы он должен иметь такую же среднеквадратичную мощность, что и синусоида. Учитывая все это, он сводится к тому, что для того, чтобы достоверно воспроизвести мой голос с Законный уровень носителя того времени, необходимо было иметь модулятор способен на 2000 Вт.Повторюсь, я не ставил 2000 RMS. ватт звука на установку мощностью 1000 ватт (входная мощность). Но если бы у меня не было модулятор на 2000 ватт, тогда бы пики моего голоса были бы срублены отключены или обрезаны, что приводит к искажению и разбрызгиванию.
Теперь с потолком 1500 PEP я могу только легально запустите 220 Вт на входе и 165 Вт на выходе, если я хочу правильно воспроизвести свой голос. См. Рисунок 7 ниже.
ХОРОШО, с новыми правилами предела вывода 1500 PEP, возможно, мне следует инвертировать звук (изменить фазу выходной обмотки модулятора на 180 градусов или переверните проводку микрофона), чтобы шипы указывали на базовую линию, а широкую меньшие пики увеличивают огибающую.С таким расположением можно было запустить Выходная мощность несущей 660 Вт и 1500 PEP. Смотрите (рисунок 6)!
Тот же уровень звука и PEP, но больше несущей!
**********************************
КОММЕНТАРИИ ОТ DON, K4KYV
Эта статья эффективно развенчивает миф о 375 Вт. Многие парни, кажется, думаю, что в правилах написано, что AM ограничивается Несущая мощность 375 Вт.Люди выражали удивление и недоверие, когда я отметьте, что в Части 97 нет никакого упоминания об этой фигуре. зависит от формы волны звука и даже таких тонкостей, как линейность модулированной ступени. Было бы поучительно показать, что можно управляйте входом постоянного тока мощностью более «кВт» и модулируйте до 100% в отрицательном направлении и увидеть, что пиковое значение составляет около 1500 Вт, что примерно соответствует тому, что он будет делать с типичные мужские голоса с асимметричным соотношением пиков примерно 2: 1.Если отрицательный пик достигает 100%, положительный пик достигает 50% модуляции, что даст примерно «законный» предел.
Я вспоминаю, как в первые дни я впервые включил передатчик большой мощности воздух, у меня даже не было прицела. Я использовал 866A с пластиной заземлен, и цепь накала подключена к высоковольтному проводу конечного усилителя. Обычно, пока на нити накала есть положительное или нулевое напряжение, 866 не работает. провести.Когда модуляция в отрицательном направлении превышает 100%, она приводит в движение последнюю пластину (и, следовательно, катод 866) отрицательно, а 866 будет мигать синим во время проведения. Я установил 866 в небольшую металлическую коробку, окрашенную черный внутри, с маленьким смотровым окошком. Было легко увидеть самую минуту вспышка, поэтому он сделал надежный, но простой индикатор перемодуляции. Позже, Я смещал пластину примерно на +30 вольт с небольшим блоком питания, способным примерно 100 мельниц с использованием сильного дренажа для поддержания регулирования.Это позволило трубке мигать непосредственно перед 100% модуляцией (также преодолевая напряжение +15 В, необходимое для запустить 866). При модификации вспышка показывала, что передатчик собирался перемодулировать, в то время как исходная схема указывает на состояние сверхмодуляции постфактум. В то время я даже не подозревал о естественной асимметрии человеческого голоса.
Я уверен, что многие другие радиолюбители тоже не знали, и просто предположил, что если вы достигнете 100% на отрицательных пиках, вы автоматически достигнете 100% также на положительных пиках, с модуляцией голоса и синусоидальным тоном.Так Я мог бы запустить свой звук в любом случае. Я уверен, что много случаев необъяснимые брызги в результате высоких положительных пиков, пытающихся управлять передатчик, способный модулировать только 100% положительный сигнал, что приводит к плоской вершине, что вызывает примерно столько же брызг, сколько и отрицательная перемодуляция. Итак, два окорока каждый может иметь передатчик KW, модулированный на 100%, что обозначено отрицательным пиком мигалкой, и один передатчик будет в пределах лимита, а другой пнул измеритель пиков за пределами шкалы и отсутствие знаний о факторе асимметрии, быть совершенно сбит с толку, чтобы объяснить почему.
Как заметил несколько недель назад Гэри K4FMX, правило PEP на самом деле ударил по сообществу SSB примерно так же сильно, как и для AM, потому что правило основан на ошибочном представлении о том, что PEP всегда вдвое превышает среднюю мощность. Это верно для двухтонального тестового сигнала, но для большинства голосов отношение пикового к среднему больше похоже на 7-10 дБ. Вот почему измеритель уровня громкости должен быть снижается только до 30% на пиках голоса во время разговора, а не полностью красная отметка.
Нагрузка типичного настольного SSB-оборудования до максимума мертвых выход несущей и установите порог ALC только на максимальную выходную мощность мощность передатчика (около 100 Вт). Теперь переключитесь на SSB и настройте усиление микрофона, так что ALC едва улавливает пики голоса. В этот момент передатчик работает 100 Вт PEP. Теперь прочтите среднюю выходную мощность. с надежным ваттметром, например Bird 43. Пики голоса не влияют на метр до 50 Вт, как принято считать, но больше похоже на среднюю мощность 10 Вт.Если усиление микрофона увеличено так, что средняя мощность достигает 50 Вт, сигнал будет сильно плоским, что приведет к разбрызгиванию. Этот объясняет, почему SSB-сигналы обычно были такими широкими на протяжении многих лет, несмотря на утверждения о том, насколько “узким” должен быть SSB.
Правило PEP мало повлияло на большинство SSB’еров, которые в любом случае перегружали свои установки, но у кого-то был чистый усилитель с мощностью от 3 до 4 кВт PEP можно было бы довести установку до старого предела мощности постоянного тока, так что счетчик пинал до входной 1000 Вт на пиках голоса.Они могут быть работает на выходе PEP мощностью 3 или 4 кВт, но их сигнал будет чистым и без брызг / искажений, и они будут достигать средней выходной мощности Выходная мощность 300-500 Вт. Таким образом, правило PEP сделало чистую установку SSB с входом KW. так же «незаконно», как KW вводит AM. Конечно, некоторые любительские линейные усилители были когда-либо способен на чистую энергию в 1500 Вт, но большинство радиолюбителей не подозревают об этом. В только так вы можете запустить SSB в пределах разрешенного лимита PEP и получить предполагаемые 500-750 средняя мощность в ваттах на пиках голоса без брызг, чтобы использовать так много речи обработка, чтобы голосовой сигнал звучал мягко и разборчиво.В типичный радиолюбитель просто перегружает свою линейную SSB до тех пор, пока счетчики не покажут здоровенный количество выходной мощности. Для тех, кто обеспокоен соблюдением правила, перегрузка линейного звука в плоскую вершину и дисторшн так же незаконна как работает AM-передатчик сверх предела 1500 Вт, поскольку Часть 97 также говорит что передатчик должен работать в соответствии с параметрами “хорошей инженерии” и любительская практика ». Кроме того, FCC очень специфичен относительно побочных излучений.См. Раздел 97.307 (d). Если усилитель был произведен после 14 апреля 1977 г. или поступил на рынок после 31 декабря 1977 г. шпоры должны быть уменьшены на 44,77 дБ при мощности 1500 Вт PEP
Суть в том, что до сообщества SSB жалуется, что некоторые AM’ers могут использовать незаконную власть со своими передатчики с пластинчатой модуляцией, им сначала нужно убрать в собственном доме. А также многие крупные артисты будут разочарованы результатами, когда они это сделают.
73, Дон, К4КИВ
**********************************************
Комментарии Боба, «Бэкон», WA3WDR
Обратное управление несущей – еще один способ увеличить количество несущих с фиксированным PEP.
Обычное применение «контроля несущей» вызывает передачу несущая должна быть уменьшена в периоды низкой модуляции. Но что, если мы сделать наоборот? Что, если мы увеличим несущую, когда модуляция низкий? Несущая может варьироваться от 1500 Вт без звука до 300 Вт или так что с полной модуляцией. Пиковая мощность огибающей останется 1500 Вт. Фактически, мы можем получить 1500 Вт несущей и любую степень модуляции. мы хотим – мы просто не можем получить их одновременно.См. Рисунок 7.
При обратном управлении несущей будет снижение шума эффект с приемниками, имеющими среднюю АРУ (типично для старых ламповых приемников), потому что повышенная несущая заставит их АРУ снижать усиление во время эти периоды покоя и повышают усиление в периоды сильной модуляции. При соответствующем сжатии звука в передатчике это расширение на приемник снизит фоновый шум без значительных слышимых артефактов.Приемники с АРУ, чувствительной к пиковым значениям, будут иметь постоянное усиление, которое, по крайней мере, не будет сжимать полученный звук, как обычно.
Управление обратной несущей – естественный результат использования
быстрый ALC на линейном усилителе AM. Линейный усилитель будет работать больше
эффективно с обратным управлением несущей, потому что выход несущей находится на
полный выходной уровень.
****************************************************
Комментарии Джона , WA5BXO
Возможно, комбинация обратного управления несущей и перевернутого звука будет иметь менее резко влияет на АРУ приемника.Это могло быть какое-то реальное хорошее экспериментирование.
Амплитудные модуляторы
Амплитудные модуляторы| Elliott Sound Products | Модуляторы амплитуды |
Авторские права © 2016 – Род Эллиотт (ESP)
Страница опубликована в августе 2016 г., обновлена в феврале 2017 г.
Указатель статей
Основной указатель
Содержание
Введение
«AM» означает амплитудную модуляцию, первую систему, используемую для радиопередач.В то время как диапазон AM может считаться устаревшим для большинства людей, все еще существует интерес к приему AM, и, в частности, к возможности имитировать форму волны, которая подходит для тестирования схем демодулятора. Среди статей на сайте ESP есть информация в представленной статье об AM-детекторе с «бесконечным импедансом», который имеет гораздо меньшие искажения, чем простой диодный демодулятор, распространенный в большинстве приемников. См. Подробности в AM Radio.
Сложность состоит в том, что в большинстве симуляторов отсутствует возможность амплитудной модуляции в доступных источниках сигнала, поэтому возникает необходимость синтезировать подходящую форму волны.Те пакеты симулятора, которые действительно включают возможность AM, обычно требуют, чтобы детали вводились в виде формулы, которую они могут включать или не включать в файлы справки. В сети есть несколько версий амплитудных модуляторов, но большинство из них совершенно не подходят для проведения тестов на искажения, поскольку несущая AM имеет значительный компонент искажений.
В этой статье показано, как легко построить очень простую схему модулятора, имеющую искажения, близкие к нулю. Это упрощает сравнение различных методов обнаружения, потому что у вас есть хорошая отправная точка.Поначалу амплитудная модуляция кажется довольно простой, но экспериментатор быстро понимает, что изменить амплитуду сигнала, не создавая больших искажений, на самом деле очень сложно. Усилители, управляемые напряжением (VCA) – это очень специализированная область, и получение хорошей линейности – непростая задача. Это ограничение распространяется и на реальный мир, поэтому вы должны быть готовы к некоторой боли, если хотите построить схему AM-передатчика.
В передатчикахAM на протяжении многих лет использовались различные методы, но первые из них были довольно простыми и довольно умными.Это особенно верно, когда понимаешь, что коммерческие AM-передачи начались в 1920 году, а до этого было всего несколько тестовых передач, и идея «вещания» на широкую аудиторию не рассматривалась. Ранние разработки были ужасно неэффективными, и требовался усилитель звука, который мог бы обеспечивать половину мощности самого передатчика (часто многие киловатты, поскольку радиовещание стало популярным). Это было серьезной проблемой в то время, когда клапаны были единственным вариантом, и они были очень примитивными по сравнению с тем, что мы считаем само собой разумеющимся сегодня.
Однако в этой статье не рассматриваются передатчики AM как таковые. Если вы хотите узнать о них больше, вам нужно будет провести собственное исследование. Цель здесь – описать методы, которые можно использовать для генерации сигнала в симуляторе, чтобы читатель мог лучше изучить различные детекторы, которые используются для демодуляции AM.
Во-первых, в I до показан упрощенный передатчик, а также обобщенная схема, которая, по-видимому, является основой большинства попыток моделирования.Для модулятора требуются два сигнала – сигнал несущей – обычно 455 кГц, чтобы соответствовать общей промежуточной частоте (ПЧ) большинства супергетеродинных приемников AM, и источник сигнала. Последний обычно будет синусоидой 1 кГц, но это может быть любая частота (или форма волны), которая вам нравится, но, конечно, она всегда будет в пределах нормальной полосы пропускания AM. Обычно это всего около 5 кГц, но может быть и до 10 кГц, если вы думаете, что частоты выше 5 кГц могут просто пройти через стадию ПЧ любого коммерческого приемника.
На самом деле, большинству сложно выйти за пределы 3 кГц, но это в основном проблема приемника, а не технологии передатчика. Однако существуют ограничения, установленные различными регулирующими органами во всем мире на то, какую полосу пропускания может занимать AM-передатчик, что ограничивает максимальную частоту, которая может использоваться для модуляции. Частотный интервал между различными широковещательными передачами обычно составляет 9 кГц, хотя в некоторых регионах обычно 10 кГц. Поскольку есть две боковые полосы (по одной с каждой стороны несущей), и они напрямую связаны с частотой модуляции, практический предел составляет около 4.От 5 до 5 кГц. (Проблема боковых полос обсуждается ниже.)
Хотя я буду просто называть модулированный сигнал «AM», его полное название – DSBFC – Double Sideband Full Carrier. Это стандартная схема модуляции, используемая для широковещательной передачи AM. Если вы ищете информацию о SSB (одинарная боковая полоса) или DSBSC (двойная боковая полоса подавленной несущей) или других системах модуляции, эта статья вам не сильно поможет, но в результате вы можете получить несколько идей. Кстати, это намек.
2 – Принципы AM
Прежде чем мы попытаемся разработать схему, подходящую для тестирования на симуляторе, полезно понять основные принципы, которые используются.Первое требование – это несущая – частота, на которой радиостанция транслирует свой программный материал. Каждая радиостанция имеет частоту, выделенную соответствующим органом власти, и ее необходимо очень точно контролировать. Правительства обычно взимают лицензионный сбор за каждую частоту, и они жестко контролируются. Несанкционированное использование любой частоты обычно считается серьезным нарушением, поэтому я отговариваю кого-либо создавать собственную радиостанцию для развлечения. Большинство радиостанций продают рекламу, чтобы оплатить свои расходы (и, надеюсь, получить прибыль), но в некоторых случаях правительство само предоставляет услуги вещания (которые могут включать или не включать пропаганду, в зависимости от правительства).
Некоторые читатели постарше помнят «пиратские» (незаконные в глазах правительства Великобритании) радиостанции, которые работали с небольших кораблей у побережья Великобритания в 1960-е годы. Это должно было бросить вызов монополии британского правительства на всех передач в то время. Коммерческие лицензии с тех пор стали доступны, но в то время их не существовало. Некоторые (обычно «портативные») пиратские станции все еще работают в Великобритании, но редко встречаются в большинстве других регионов.
Настоящий передатчик – это довольно сложный комплект.Учитывая, что типичные радиостанции AM работают на мощности 10-50 кВт, они на самом деле довольно устрашающие звери, даже если не учитывать «шоковых спортсменов», которые взрывают радиоволны своим купоросом. В современных системах используются передовые методы для максимального повышения эффективности на всех уровнях, но более традиционные модуляторы просто используют очень большой усилитель мощности ВЧ и модулируют подачу постоянного тока на выходной каскад ВЧ. Передатчику мощностью 10 кВт необходим аудиоусилитель мощностью 5 кВт, что является серьезной проблемой на заре развития электроники.Ниже показана упрощенная версия, которая дает представление о процессе.
Звуковой трансформатор, используемый в моделировании, имеет соотношение 1: 1, а ВЧ трансформатор имеет соотношение 1 + 1: 1, то есть все три обмотки одинаковы. В действительности, низкое напряжение от передатчика обычно повышается до более высокого напряжения, чтобы обеспечить большую мощность антенны. Здесь это сделано не для простоты. Вторичная обмотка T2 образует резонансный контур с C2 и настроена на частоту передатчика (1 МГц).Нагрузка на антенну составляет 50 Ом, а настроенная схема рассчитана на добротность 10. Настоящий передатчик будет использовать более сложные фильтры, а также будет включать настройку антенны.
Рисунок 1 – Упрощенный AM-передатчик с модуляцией высокого уровня
Возбудитель (представленный V2 и инвертором) генерирует несущую частоту RF, а в реальном передатчике возбудитель будет синхронизирован с кристаллом и будет тщательно контролироваться, чтобы гарантировать, что он остается на заданной частоте. В ранних системах это, как правило, было разумным копированием синусоиды, но теперь во многих системах используется переключение (включая Класс-C, Класс-D и Класс-E), а также несколько ВЧ-усилителей, которые включаются и выключаются из цепи на основе мгновенный спрос.Однако перед тем, как он достигнет антенны, модулированный сигнал будет подвергаться обширной фильтрации, чтобы гарантировать, что форма сигнала несущей будет чистой, без существенных гармоник, кроме боковых полос.
Модулированная несущая также показана выше для 3 циклов звука на частоте 1 кГц. Несущая находится на такой высокой частоте, что выглядит как сплошной цветной блок, но это непрерывно меняющийся сигнал с частотой 1 МГц. Следующий рисунок должен помочь …
Рисунок 2 – Расширенный вид амплитудной модуляции
В приведенном выше примере вы можете увидеть, как выглядит форма волны, если несущая частота снижена до 10 кГц, чтобы можно было отчетливо увидеть модуляцию.Это не видно ни на одном из других рисунков, потому что все моделирование было выполнено с использованием несущей 1 МГц. Огибающая модуляции 1 кГц хорошо видна (показана красным), но, конечно, она не будет гладкой, потому что несущая частота слишком мала, чтобы быть полезной. Обратите внимание, что фаза несущей остается постоянной, и это важный фактор для AM. Другие схемы модуляции могут выглядеть внешне похожими, но фаза несущей меняется на противоположную, когда модуляция проходит через ноль.
Система модуляции, показанная на рисунке 1, является «высокоуровневой», что означает, что требуется значительная мощность звука, и получается, что вам необходимо обеспечить 50% мощности несущей в качестве звукового сигнала для достижения 100% модуляции. Однако в действительности 100% отрицательная модуляция никогда не используется , потому что при превышении (даже на мгновение) она создает помехи (так называемые «брызги» – частоты, кратные несущей для двухтактного передатчика). Отрицательная перемодуляция также искажает форму звуковой волны, поэтому всегда будет «коэффициент безопасности» около 10%, чтобы предотвратить уменьшение несущей до нуля.Однако положительная модуляция может достигать 150% (иногда больше), и переключение фазы звука часто используется для обеспечения фазировки самых высоких пиков обычно асимметричных аудиосигналов для обеспечения положительной модуляции. В моей модели мощность звука составляет 4,6 Вт, потому что несущая не полностью модулирована. Как показано, модуляция составляет 71,4%.
Для определения индекса модуляции ( м , иногда обозначается как µ) вы измеряете минимальную и максимальную амплитуду модулированного сигнала.Поскольку форма сигнала, показанная на Рисунке 1, изменяется от максимального 120 В размах до минимума 20 В размах, индекс модуляции ( м ) составляет …
м = (Vmax – Vmin) / (Vmax + Vmin)
м = (120-20) / (120 + 20) = 0,714 = 71,4%
V1 – это синусоидальный генератор с частотой 1 кГц, с пиковым напряжением 20 В (14,4 В RMS), с вторичной обмоткой трансформатора 1: 1, включенной последовательно с источником постоянного тока. Генератор синусоидальных сигналов заменен звуковым усилителем для модулированных передатчиков высокого уровня.Напряжение на центральном ответвлении ВЧ-трансформатора в этом случае варьируется от 10 В до 50 В, что является источником 30 В с модуляцией ± 20 В. Мощность антенны 17Вт. Сможете ли вы построить это и будет ли это работать? Да, но многого не хватает, и я бы никогда не рекомендовал это.
Использование высокоуровневой модуляции было единственным жизнеспособным вариантом на заре развития радио (также известного как “ беспроводной ”), потому что было непросто сделать большой усилитель для начала, но сделав его практически без искажений (или “ линейным ”) в то время это было невозможно.Недостаток описан выше – передатчику мощностью 10 кВт необходим усилитель звука на 5 кВт. Альтернативой является модуляция несущей на низком уровне, а затем увеличение мощности с помощью линейного усилителя, имеющего очень низкие искажения.
Вы можете задаться вопросом, почему радиочастотные искажения важны для радиопередатчика, но если вы вспомните по звуку, искажение означает, что вы генерируете гармоники – частоты, которых раньше не было. Если у вас есть передатчик на 1 МГц, который имеет искажения, тогда будут гармоники на 2 МГц, 3 МГц, 4 МГц и так далее (плюс боковые полосы, генерируемые с помощью амплитудной модуляции), и они вызывают проблемы для других радиостанций и мешают приему.Это особенно важно, когда вы передаете с высокой мощностью, потому что продукты искажения будут на уровнях, равных (или, возможно, выше) многих законных передатчиков малой мощности, которые работают на затронутых частотах.
Чтобы представить уровни мощности передатчика в перспективе, примите во внимание, что для выходной мощности передатчика 10 кВт (только несущая) напряжение, подаваемое на антенну (50 Ом), составляет 707 В RMS при токе 14 А. Это на используемой радиочастоте, которая будет находиться в диапазоне от 526,5 до 1606.5 кГц в Австралии и аналогичный для средневолнового AM-вещания в других местах. Если это звучит немного пугающе, рассчитайте напряжение и ток для 50 кВт (совсем не редкость для AM-вещателей). Конечно, есть и передатчики меньшего размера, но идею вы поняли.
Многие современные передатчики используют модуляцию низкого уровня, и здесь это подробно не рассматривается. Есть некоторые важные отличия (особенно с перемодуляцией – но это все равно нет-нет), а низкоуровневая модуляция обычно включает использование умножителя, где аудиосигналы и сигналы несущей подаются на ИС линейного умножителя, обеспечивая амплитуду модулированный выход.Аналоговые VCA (усилители, управляемые напряжением) являются примером простых умножителей. Линейность важна как для радиосигналов, так и для аудиосигналов.
В оставшейся части этой статьи мы сосредоточимся на схемах, которые подходят для моделирования, чтобы можно было оценить детекторы. Для этого нам нужен очень низкий уровень искажений, чтобы можно было измерить характеристики демодулятора с некоторой степенью уверенности, что измеренные искажения исходят исключительно от детектора, а не от источника модуляции.
2 – AM – Метод 1
Первый показанный метод основан на методе, который используется во многих симуляциях, которые вы увидите в сети, и использует транзистор для модуляции несущей звуковой волны. Существуют простые и сложные версии, но большинство из них упускают из виду одну важную область – нет настроенной схемы для создания разумно неискаженной несущей волны. Это делает любую дальнейшую обработку намного менее точной, потому что в результате никогда не будет «правильной» двухполосной формы сигнала AM.Самая большая проблема – это искажение формы сигнала, обычно как несущей , так и модулирующего сигнала. На чертеже напряжения, показанные для двух генераторов, равны пиковым значениям , поэтому несущая на 1 МГц составляет 7,07 мВ RMS, а модулирующее напряжение на 1 кГц составляет 3,54 В RMS.
Несмотря на внешний вид, эта схема не будет работать как модулятор, подходящий для передачи звука на AM-приемник. Он предназначен для использования в симуляторе. Основная идея может быть адаптирована как «настоящий» маломощный передатчик, но, учитывая его высокие искажения и в целом низкую производительность, не стоит тратить время на это.
Рисунок 3 – Простой транзисторный модулятор
В сети существует бесчисленное количество версий этой схемы, но только одна из них упомянута ниже. Некоторые из них (немного) более продвинутые, некоторые неполные и все демонстрируют высокие искажения. Это, конечно, просто, но результатов недостаточно, чтобы проверить детектор на линейность с помощью симулятора. Напряжения показаны, чтобы вы могли проверить свою симуляцию, и вам может потребоваться изменить R1, чтобы получить оптимальное напряжение коллектора. Обратите внимание, что верхняя частота модуляции составляет 338 Гц (-3 дБ), установленная R4 и C2.
Существуют также демонстрационные схемы, в которых используется диод, но этот метод только дает приемлемую форму сигнала AM, если включена настроенная схема – диодный модулятор без него бесполезен. Добавить простую настроенную схему достаточно легко, и показанная выше подходит для выходного сопротивления 1 кОм, чтобы получить приемлемый фильтр Q. Диодные модуляторы также страдают от сильных искажений аудиосигнала, а также от искажений несущей. Их недостаточно для моделирования и тестирования демодуляторов.
Схема транзистора работает, потому что коэффициент усиления Q1 изменяется при изменении тока его эмиттера, вызванного звуковой волной, появляющейся на эмиттере. Амплитуда сигнала несущей модулируется нелинейностью транзистора. Однако схема – смоделированная или построенная из реальных частей – имеет плохие характеристики искажения, поэтому искажаются как звуковые, так и радиочастотные сигналы. Если выполнить БПФ (быстрое преобразование Фурье) сигнала, будет бесчисленное количество гармоник, и это не совсем жизнеспособный вариант, если вам нужна хорошая чистая форма сигнала AM.Очевидно, бессмысленно пытаться определить искажение от детектора, если форма звуковой волны уже искажена. Настроенная схема не является обязательной и описана ниже.
Рисунок 4 – Формы сигналов транзисторного модулятора (без настройки схемы)
На рисунке а) показана форма волны на коллекторе Q1. Несущая РЧ 1 МГц находится на низком уровне и проявляется только в виде «нечеткого сигнала» в звуковом сигнале, причем его амплитуда изменяется в течение звукового цикла. C3 и R5 используются для фильтрации низкочастотного (звукового) компонента, поэтому на выход проходит только RF.Выход AM показан в b), и вы можете видеть, что он искажен – обратите внимание, что это без настроенной схемы. Искажения небольшие, но модулированная форма волны не так чиста, как должна быть. В частности, обратите внимание, что положительный и отрицательный пики немного смещены. На самом деле это не имеет значения, потому что обычно обнаруживается только одна боковая полоса, но она все равно демонстрирует несовершенную модуляцию.
Недостающим звеном является настроенная схема (полосовой фильтр), и когда это добавлено, форма волны RF улучшается (значительно улучшается симметрия огибающей RF), но она все еще далека от идеала.Хотя настроенная схема делает РЧ-сигнал намного чище, это не помогает аудиокомпоненту, поэтому искажение после обнаружения не будет таким низким, как вам нужно, чтобы иметь возможность точно измерить результаты детектора, с которым вы работаете. .
Чтобы включить настроенную (резонансную или «резервуарную») схему, вы добавляете конденсатор и катушку индуктивности со значениями, выбранными в соответствии с несущей частотой. В показанном примере у нас есть несущая 1 МГц, а выходное сопротивление схемы составляет 1 кОм (определяется R5, хотя на самом деле это 909 Ом для RF).Схема будет иметь приемлемую добротность (добротность), если реактивное сопротивление C4 и L1 составляет около 100 Ом (номинальная добротность 10 при импедансе источника 1 кОм). Индуктивность и емкость рассчитываются по …
L = XL / (2π × f o )
C = 1 / (2π × f o × XC)
f o = 1 / (2π × √ L × C)Где L – индуктивность, C – емкость, XL – индуктивное сопротивление, XC – емкостное сопротивление, fo – резонансная частота.
Значения 1.59 нФ и 15,9 мкГн достаточно близки к 1 МГц (на самом деле 1.00097 МГц, но небольшая ошибка не имеет значения). Спектр формы сигнала с настроенной схемой показан ниже. Для идеальной формы сигнала AM должны быть боковые полосы на 999 кГц и 1,001 МГц (ровно на 1 кГц от несущей), а наличие дополнительных боковых полос показывает, что форма звуковой волны искажена.
Рисунок 5 – Спектр модулятора на Рисунке 3 с настроенной схемой
Как видите, существует много боковых полос, все с частотой, кратной 1 кГц.Это показывает нам, что сигнал частотой 1 кГц имеет вторую, третью, четвертую, пятую (и т. Д.) Гармоники, создаваемые искажением формы сигнала AF. Если вы хотите оценить детектор, это явно недопустимо. Верхняя и нижняя боковые полосы (USB и LSB) должны стоять отдельно от несущей. Все остальное – искажение аудиосигнала. Как видите, компоненты искажения значительны до 4-й гармоники (4 кГц). Кроме того, они более чем на 60 дБ ниже несущей, поэтому они не являются проблемой – для сигнала 1 кГц.На более высоких частотах модуляции гармоники представляют большую проблему, поскольку допустимая ширина полосы AM-канала может быть легко превышена.
Один из способов моделирования довольно хорошего амплитудного модулятора – это включение подсхемы полного VCA с низким уровнем искажений (усилителя, управляемого напряжением), но это серьезное мероприятие. Если модели для одного еще нет, вам нужно найти схему для коммерческого чипа VCA или спроектировать его самостоятельно и построить полную модель в вашем пакете симулятора.Если вы используете бесплатную версию, вы можете обнаружить, что в окончательной схеме слишком много частей, и вы не сможете провести анализ.
Существуют и другие методы, используемые для моделирования, некоторые из которых работают достаточно хорошо, а другие в значительной степени бессмысленны, и очевидно, что это не так просто, как кажется на первый взгляд. Существуют вариации схемы передатчика, показанной на рисунке 1, и хотя она работает хорошо, она все еще не идеальна. Если настроенная схема (также называемая «баковой» схемой на языке RF) опущена, результаты будут плохими, и неизбежно будет некоторая степень искажения звука, если вы не построите сложную и точную модель «реальной» схемы передатчика.
В этом отношении схема, показанная на рисунке 1, несколько лучше (на самом деле лот лучше), чем вы можете себе представить, но она добавляет сложности моделированию.
3 – Модуляторы Perfect
Все модуляторы несовершенны, некоторые больше, чем другие. Используя симулятор, вам может потребоваться максимально приблизиться к совершенству, чтобы можно было смоделировать детекторы для определения характеристик искажения (например). Последнее, что вам понадобится, это модулятор, который создает такие сильные искажения, что конечный результат невозможно определить.Имея это в виду, вы можете получить идеальную форму сигнала с амплитудной модуляцией. Любое измеренное искажение связано с детектором, так как вы можете быть уверены в безупречной форме радиочастотного сигнала.
Конечно, настоящие передатчики AM также несовершенны, но ни один коммерческий оператор не будет использовать модулятор, который не может работать лучше, чем 1% THD, причем большинство (вероятно) лучше. Получить полезную информацию не всегда просто.
3.1 – «Идеальный» амплитудный модулятор №1
На самом деле в приведенном выше описании боковых полос есть небольшая подсказка, которая может дать вам ключ к пониманию того, как вы можете создать идеальную модулированную форму волны несущей.Идеальный AM-спектр показывает несущую, а также верхнюю и нижнюю боковые полосы, разнесенные на звуковой частоте. Итак, если вы используете три источника напряжения и просто просуммируете их выходы, это сработает? Короткий ответ (и единственный, о котором нам нужно беспокоиться) – «да».
Добавьте в свою симуляцию источник сигнала с амплитудой (скажем) 2 В, как показано, настроенный для синусоидального выхода на 1 МГц или другой частоты по выбору (например, 455 кГц, промежуточная частота большинства типичных AM-приемников). Если вам нужна модуляция 1 кГц, добавьте еще два генератора, каждый с напряжением 800 мВ, с одним настроенным на 1 кГц ниже несущей (т.е.е. 999 кГц), а другой – на 1 кГц выше несущей (т. Е. 1,001 МГц). Суммируйте 3 генератора, используя резисторы 1 кОм, как показано. Добавьте резистор (R4), чтобы вы могли изменять общий уровень без изменения значений трех генераторов. Это создает сигнал AM с модуляцией 80%, который является – или должен быть – идеальным во всех отношениях (в зависимости от симулятора). Если вам нужна только 50% модуляция, установите генераторы боковой полосы на выход 500 мВ. Может быть произведена модуляция любой глубины, и любая звуковая частота может быть синтезирована путем изменения частотных интервалов двух генераторов боковой полосы.
Рисунок 6 – «Идеальный» амплитудный модулятор и форма выходного сигнала №1
Да, это действительно так просто. Все напряжения, указанные для генераторов, являются пиковыми, поэтому разделите их на 1,414, чтобы получить среднеквадратичное значение. Все три генератора настроены на фазу 0 ° – сдвиг фазы ни на одном из трех генераторов не требуется. Вы можете получить синусоиду звука (после обнаружения), которая почти полностью свободна от искажений … для (идеальный детектор ). Теперь вы можете протестировать любой детектор, который вам нравится, и можете быть уверены, что нет искажений от вашего источника RF, поэтому любое измеренное искажение связано с детектором, с которым вы экспериментируете.Это исключает возможность догадок при моделировании и является очень простым способом создания AM. Как показано выше, уровень RF составляет 285 мВ RMS с R4, установленным на 390 Ом.
Этот механизм должен работать с любой версией Spice, независимо от типа или цены. Это не требует никаких «специальных» методов, только три генератора и резисторы смешения. Хотя некоторые версии Spice позволяют создавать различные типы модуляции, обычно для этого требуется, чтобы вы предоставили «генератор» подходящей формулы, и нет гарантии, что используемая версия позволит вам вставить формулу.
Этот модулятор не включает БПФ просто потому, что это довольно скучно. Все, что присутствует (за исключением нескольких артефактов моделирования на уровне около 98 дБ ниже несущей), – это несущая, нижняя боковая полоса и верхняя боковая полоса на точных уровнях, которые использовались для трех генераторов. Степень «совершенства» формы волны полностью зависит от используемого вами симулятора, и хотя компоненты практически нулевые, это не обязательно означает, что симулятор, который вы используете, обеспечит идеальный звуковой результат.Это зависит от разрешения симулятора и от того, как он настроен.
| Когда вы настраиваете моделирование для обработки RF + AF, если возможно, вам нужно установить максимальный «временной шаг» на очень маленькое значение. Для несущей 1 МГц вам понадобится минимум от 50 до 100 образцов для каждого цикла, чтобы получить хороший результат. Я предлагаю максимальный временной шаг от 10 до 20 нс. Это делает моделирование довольно медленным, и в во многих случаях вы можете предпочесть использовать более низкую частоту модуляции, чтобы моделирование не занимало слишком много времени.Это ограничение не относится к «идеальным» модулятор – он применяется для всех симуляций , которые включают RF и аудио. |
Обратите внимание, что этот процесс почти идентичен использованию идеального умножителя (который используется для низкоуровневой модуляции), а отрицательная сверхмодуляция не приводит к исчезновению несущей. Вместо этого он меняет фазу и производит небольшой «удар», где в противном случае несущая была бы уменьшена до нуля. Однако он по-прежнему искажает форму аудиосигнала, поэтому необходимо отрегулировать относительные уровни несущей и боковых полос, чтобы индекс модуляции никогда не превышал единицу (100% модуляция).
3.2 – «Совершенный» амплитудный модулятор №2
Второй способ создать идеальный модулятор – использовать «Произвольный источник» симулятора. Это то, что называется в SIMetrix, но в других симуляторах есть что-то подобное, что вы можете использовать. Когда он определен, вам нужно только указать, что вывод получен из «Input1», умноженного на «Input 2». Я не знаю конкретного имени или синтаксиса для других симуляторов, но для SIMetrix это …
V (In1) × V (In2) Примечание: пробелы добавлены для ясности – формула может не работать в некоторых симуляторах, если пробелы включены.
Это создает два входа с именами «in1» и «in2», где «V» указывает, что входы являются напряжениями. Выход – это произведение двух входов, то есть двух входных напряжений, умноженных друг на друга. Напряжение смещения важно, так как оно устанавливает уровень несущей. В показанном случае при наличии только смещения 2 В и пиковой несущей 2 В (немодулированная несущая) пиковая амплитуда составляет 4 В (2 В постоянного тока, умноженные на пик несущей 2 В).
Рисунок 7 – «Идеальный» амплитудный модулятор и форма выходного сигнала №2
Несмотря на ваши ожидания (и мои, я должен признать), форма волны не такая чистая, как в ‘Ideal # 1’, но значительно лучше, чем все, что вы получите, пытаясь использовать простые схемы, такие как показанные схемы на рисунках 1 и 3.Несовершенства являются артефактами моделирования и (вероятно) вызваны выборкой. При более чем на 90 дБ ниже уровня несущей вполне безопасно игнорировать любые артефакты, которые вы можете увидеть на выходе.
С такой компоновкой намного проще экспериментировать с различными частотами или формами сигналов, потому что модулирующая форма волны является просто источником сигнала. Не нужно возиться с боковыми полосами и уровнями. Пиковый выходной уровень точно такой, как указано в формуле, то есть 3,6 × 2 = 7.2 вольта. (3,6 – это сумма сигнала смещения 2 В и максимальной амплитуды модуляции 1,6 В.) Минимальный пик (максимальная отрицательная модуляция) составляет 800 мВ.
Важно, чтобы форма модулирующего сигнала никогда не превышала напряжение смещения, так как это вызовет перемодуляцию. Однако это , а не , как у настоящего AM-передатчика, поэтому его нельзя использовать для имитации «брызг» – широкополосных сигналов, создаваемых чрезмерно управляемым AM-передатчиком. Умножитель – это так называемый «4-квадрантный» тип, и он может создавать отрицательные выходные напряжения, чего не может передатчик.Если сигнал модуляции поддерживается ниже пикового уровня 1,8 В (1,27 В RMS) с указанными значениями, модуляция очень близка к идеальной (т. Е. «Идеальной»).
Есть несколько способов изменить выходной уровень. Один из них – использовать имитируемый потенциометр (горшок), или выход можно масштабировать в рамках формулы для произвольной функции. Например, если вы используете следующее …
(В (In1) × V (In2)) / 10
Выход – это просто произведение двух входов, деленное на 10.Это даст максимальный выходной уровень 720 мВ. Для большинства радиочастотных симуляций напряжение обычно будет довольно низким, и его легче масштабировать в произвольной функции, чем возиться с уровнями генератора, хотя при желании можно также использовать делитель напряжения. Как и в случае с большинством функций в симуляторе, входное сопротивление генератора произвольных функций бесконечно, а выходное сопротивление равно нулю.
4 – Практический амплитудный модулятор
Если вы хотите построить амплитудный модулятор, вы можете использовать один из методов, показанных ранее, но гораздо проще использовать специализированную ИС, которая выполняет большую часть тяжелой работы.MC1496 – это сбалансированный модулятор / демодулятор, а IC существует почти всегда (хорошо, это может быть небольшим преувеличением). Они доступны в пакетах DIP и SOIC (сквозные и SMD соответственно) и обычно стоят менее 2,00 австралийских долларов от большинства основных поставщиков. Подходящий модулятор показан ниже, адаптированный из таблицы данных MC1496. В идеале C3 и C4 должны быть многослойными керамическими конденсаторами для хороших ВЧ характеристик, а входящие источники питания также должны быть обойдены с помощью электролитических конденсаторов 10–100 мкФ (не показаны).
Рисунок 8 – Амплитудный модулятор MC1496
Показанная схема в значительной степени “как есть” из таблицы данных, и ее необходимо оптимизировать, чтобы гарантировать, что входные уровни находятся в нужном вам диапазоне. В таблице данных есть несколько схем приложений, в том числе одна, использующая один источник питания 12 В, что может быть более удобным. Поскольку ИС хорошо известна и производилась в течение многих лет, вы сможете найти любое количество подходящих законченных схем, которые позволят вам создать маломощный AM-передатчик, который можно использовать для вашего собственного местного вещания.Имейте в виду, что в большинстве стран это будет незаконным, если выходная мощность не будет ограничена максимум несколькими милливаттами.
Уровни RF (несущей) и AF (модуляции звука) должны быть в пределах максимальных значений, с которыми может справиться IC, иначе выходной сигнал будет искажен. Обратите внимание, что вход модуляции имеет очень низкий входной импеданс , установленный R6, и составляет 51 Ом, как показано. Входной резистор обычно необходим для снижения уровня сигнала максимум до нескольких милливольт – предлагается начальное значение около 1 кОм.Это обеспечит 100 мВ на ИС при входном напряжении около 2,5 В RMS. Уровень RF должен быть около 300 мВ RMS (согласно таблице данных). Выходной уровень будет очень маленьким без дополнительного усиления – ожидайте не более 500 мкВ пика между + Out и -Out.
Уровни AF и RF необходимо устанавливать осторожно, используя осциллограф и (в идеале) частотный анализатор. Последний представляет собой довольно серьезный комплект, но функции БПФ цифрового осциллографа, вероятно, будет достаточно для базовых тестов.Выход контролируется с помощью AM-радио. Вам, вероятно, потребуется включить (очень) небольшой «усилитель мощности» для питания антенны, который должен включать в себя широко настроенную схему, если вам нужно настроить несущую частоту, или фильтр с высокой добротностью для фиксированной частоты.
Выбор подходящей несущей частоты зависит от того, насколько загружен диапазон AM в вашем районе. Вам нужно найти частоту, которая не используется, и в идеале она отделена не менее 18 кГц от соседних AM-трансляций. Так как немногие AM-радиоприемники имеют частоту отклика выше 5 кГц, вы можете найти полезным ограничить верхнюю часть аудиовхода.Все, что превышает 9 кГц, обычно теряется.
Рисунок 8A – Дискретный амплитудный модулятор
Выше показан дискретный модулятор. Здесь используется ячейка Гилберта, которая является основой для аналоговых умножителей, включая MC1496, показанный выше. Настроенная схема рассчитана на частоту 1 МГц, а с подключенным параллельно резистором 1 кОм она имеет добротность 10. Оба L1 и C3 имеют реактивное сопротивление 100 Ом на частоте 1 МГц. Можно ожидать, что дискретный модулятор, вероятно, будет не так хорош, как специализированная ИС модулятора, но (по крайней мере, при моделировании) он работает хорошо.
5 – Обнаружение AM
Основная причина использования симулятора для генерации сигнала AM состоит в том, чтобы можно было экспериментировать с детекторами (демодуляторами). Поэтому стоит вкратце изучить «обнаружение» – восстановление исходной частоты модуляции звука. У вас почти наверняка будет предпочтительная схема или что-то, с чем вы хотите поэкспериментировать, но мы можем начать с простого примера. Существует много различных типов AM-детекторов, в том числе детектор с бесконечным импедансом, описанный в статье High Fidelity AM Reception.В этом упражнении будет рассмотрен только простой диодный детектор.
Этот тип детекторов был одним из самых первых, когда-либо использовавшихся для обнаружения РЧ, и хотя были и другие, более ранние детекторы, они не были линейными и часто были нечувствительными. Выбрав точку на поверхности природного полупроводника (обычно кристалла галенита (сульфида свинца)), можно было слушать AM через наушники. Поиск оптимальной точки на кристалле осуществлялся с помощью так называемого «кошачьего уса» – тонкого отрезка проволоки в специальном держателе, который позволял слушателю находить точку на поверхности кристалла, дающую наилучший сигнал.Это было известно как «набор кристаллов», и они прекрасно работают и по сей день с некоторой осторожностью. За «кристаллами» последовали ламповые диоды, затем германиевые диоды, а теперь и диоды Шоттки. Если вы можете их получить, германиевые диоды по-прежнему будут хорошим выбором.
На схеме ниже показан простой детектор Шоттки с прямым смещением 800 мВ, применяемым для улучшения линейности. Настроенная схема и антенна показаны для полноты картины, но обычно не включаются в моделирование.Обратите внимание, что C2 важен, если источник (ваш модулятор) связан по постоянному току. Если вы не укажете C2, диодный детектор не будет иметь прямого смещения, а это значительно увеличит искажения. Анод D1 должен иметь обратный путь постоянного тока, иначе он вообще не будет работать.
Рисунок 9 – Диодный AM-детектор / демодулятор
У всех диодных детекторов есть хорошо известная проблема, а именно искажение, вызванное напряжением проводимости диода. Для обычных малосигнальных кремниевых диодов это 650 мВ, а для германия около 200 мВ или меньше.Диоды Шоттки варьируются от 150 мВ до 450 мВ, в зависимости от их предназначения. При низких уровнях радиосигнала диод может вообще не проводить, поэтому (почти) ничего не будет слышно на выходе. Это можно преодолеть (по крайней мере, до некоторой степени), применив прямое смещение, чтобы отменить прямое напряжение диода. Это показано на приведенной выше схеме. Обычно трудно добиться искажения менее 1% с помощью наиболее распространенных схем демодулятора.
При тестировании с использованием выхода идеального модулятора (рисунок 6) при уровне радиочастотного сигнала 285 мВ RMS и 80% модуляции искажение показанной схемы составляет 1.6% на уровне 180 мВ RMS. Диод типа Шоттки, напряжение смещения 800 мВ. Не все искажения вызваны диодом, так как некоторая часть РЧ несущей все еще присутствует. Как вы можете видеть, существует также постоянное напряжение, среднее значение которого пропорционально амплитуде ВЧ сигнала. Также имеется фиксированное смещение из-за напряжения смещения диода.
Для любого диодного детектора важна постоянная времени (C3 + C4 и R5 на рисунке выше). Если емкость слишком велика или сопротивление слишком велико, конденсатор не сможет разрядиться достаточно быстро, чтобы следовать форме волны переменного тока (модуляции), что приведет к значительному увеличению искажений на отрицательно идущих частях аудиосигнала.По этой теме доступно много информации, и здесь она не является частью анализа. Для записи показанные значения обеспечат приемлемую фильтрацию с приемлемо низким уровнем искажений до 5 кГц.
В большинстве радиоприемников средний уровень постоянного тока используется для активации АРУ схемы (автоматической регулировки усиления). Это сделано для того, чтобы амплитуда промежуточной частоты на входе детектора оставалась достаточно постоянной при настройке различных станций, чтобы уровень звука оставался достаточно стабильным.Без АРУ уровень звука полностью зависит от силы принимаемого сигнала. Постоянный ток должен быть удален из аудиосигнала перед подачей на каскад аудиоусилителя, и это делается просто с помощью разделительного конденсатора.
Идеальный детектор полуволново выпрямляет огибающую РЧ, так что форма звуковой волны сохраняется в неизменном виде. Не имеет значения, демодулируются ли положительные или отрицательные полупериоды, поскольку в обоих присутствует одна и та же аудиоинформация.Затем РЧ-составляющая удаляется с помощью фильтра нижних частот, оставляя только звук и уровень постоянного тока, который зависит от РЧ-амплитуды. Постоянный ток легко снимается с помощью конденсатора, оставляя только звук, который, будем надеяться, будет точной копией сигнала, используемого для модуляции передатчика. Хотя концепция проста в теории, ее очень трудно реализовать на практике, и существует множество различных решений (включая применение прямого смещения, как показано выше).
Существует много различных типов AM-детекторов, поэтому, если вы хотите узнать больше, поиск в Интернете предоставит вам бесконечные часы чтения.
Заключение
Описанный здесь метод получения «идеальной» формы сигнала AM практически неизвестен. Я видел одну косвенную ссылку на метод (которая говорила студентам «подумать об этом»), но подробностей не было в тексте (и я не могу найти его снова, иначе он будет включен в ссылки) . Если вы действительно подумаете об этом, это станет совершенно очевидным и почти наверняка вызовет крики «почему я не подумал об этом» от многих людей, которые это читают.Когда я увидел краткую справку, упомянутую выше, это, безусловно, была моя реакция.
Идея мультипликатора возникла из-за того, что не разобрались с деталями другого проекта. Я сомневаюсь, что SIMetrix – единственный симулятор, предлагающий произвольную функцию, которая может быть «определена пользователем», и немного озадачивает то, что во время моего первоначального исследования не было обнаружено упоминания об этом методе. После написания этой статьи и более подробного поиска я наткнулся на несколько сообщений на форуме и некоторые академические работы, в которых предлагалось использовать «специальные» функции симулятора, но не нашел конкретной информации.
В целом, это интересное упражнение, даже если вас не интересует чушь, которую обычно слышат по AM-радио. Я, безусловно, многому научился, когда готовил статью и запускал моделирование, чтобы можно было продемонстрировать формы сигналов. Я давно не делал ничего серьезного с AM, и смотреть на некоторые предложения в сети довольно удручающе. Во многих случаях учащийся узнает все об AM, кроме выполнения заранее подготовленных или предварительно сконфигурированных симуляций или углубления в математическое минное поле.
Это не означает, что математика потенциально бесполезна или что возня с симуляцией аналогового множителя неинтересна. Оба они полезны, но не все, что вы хотите сделать, это проверить идеи демодуляции AM. Если это так, вам нужно что-то настолько близкое к идеальному, насколько это возможно, чтобы выявить недостатки демодулятора. Особенно полезно иметь что-то, что будет работать практически в любом пакете моделирования, потому что разные версии имеют разные возможности и могут не позволить вам легко делать то, что вам нужно, – если вообще.
Важно понимать, что симуляторы имеют ограничения, и некоторые из них могут быть неспособны разрешить конечный результат без добавления артефактов, которые, по сути, являются результатом разрешения симулятора. Хотя во многих симуляторах можно указать максимальный «временной шаг» (и, следовательно, разрешение), из-за этого симуляции могут выполняться очень медленно. Например, чтобы правильно разрешить сигнал с частотой 1 МГц, «частота дискретизации» или максимальный временной шаг не должны превышать нескольких наносекунд, а это означает, что моделирование будет очень медленным.Естественно, это также относится к моделированию с использованием других методов.
Вы также можете использовать этот метод для создания AM с двойной боковой полосой с подавлением несущей (просто уменьшите уровень несущей до некоторого достаточно малого напряжения). Сигналы SSB (одинарная боковая полоса) могут быть созданы путем уменьшения амплитуды одной боковой полосы и несущей до достаточно низких напряжений (обычно они будут составлять около 5-10% от напряжения основной боковой полосы). К сожалению, не существует эквивалентного простого метода создания ЧМ (частотной модуляции), но многие симуляторы включают это средство для «продвинутых» источников сигнала.
Список литературы
Обратите внимание, что две из приведенных здесь ссылок показывают неоптимальную технику, как показано в «Методе 1», но это не предназначено для того, чтобы каким-либо образом очернить авторов. Схемы воспроизводятся на многих других сайтах, первоисточник неизвестен. Хотя многие схемы, которые вы найдете, могут быть не идеальными, авторы по-прежнему оказывают неоценимую услугу, показывая новичкам (и другим) способы выполнить то, что не так просто, как кажется на первый взгляд.
Основной индекс
Указатель статей
| Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2016. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта. |
Журнал изменений: страница создана и авторские права © июль 2016 г. / Обновлено в феврале 2017 г. – добавлен «совершенный» модулятор №2. / Декабрь 2020 г. – добавлены рис. 8A и текст.
A Трубчатый пластинчатый модулятор класса A с соединением по постоянному току для маломощных AM-передатчиков
A Трубчатый пластинчатый модулятор класса A с соединением по постоянному току для маломощных AM-передатчиковДом
Эта страница в первую очередь посвящена методу пластинчатой модуляции РЧ-каскада класса C без обычного модулирующего трансформатора.Конструкция не более сложна, чем у традиционного лампового модулятора высокой точности, использующего преобразователь модуляции.
Преимуществами являются повышенная точность воспроизведения и стабилизированный регулируемый уровень несущей, а также отказ от стоимости трансформера модуляции увеличенного размера, который может иметь или не иметь желаемое «идеальное» соотношение.
Главный недостаток – невысокий КПД модулятора. Это приемлемо, потому что целью проекта является создание модулятора для питания МАЛЕНЬКОГО передатчика для использования в доме.
Причина, по которой этот проект был предпринят, проста: в течение многих лет я переделывал старые любительские радиопередатчики с пластинчатой модуляцией для обеспечения высокой точности работы и обнаружил, что к тому времени все будет сделано, включая работу передатчика и модулятора при значительно сниженной мощности. , условия эксплуатации часто бывают неудовлетворительными из-за соотношения импедансов трансформатора и моего нежелания «портить» коллекционное оборудование.
Целевая аудитория – коллекционеры старых ламповых радиоприемников, которым нужен небольшой, но качественный ламповый передатчик, через который можно будет кормить свою коллекцию компакт-дисков и т. Д.
Описанный модулятор был построен и испытан и способен обеспечивать колебания напряжения 0–300 В при токе 0–80 мА. Этого достаточно для питания AM-передатчика с несущей 5 Вт и выходной мощностью 20 Вт на пике формы волны модуляции. Я уверен, что более чем достаточно, чтобы у кого-то возникли проблемы с FCC.
Конструкция позволяет вам устанавливать уровень несущей и уровень модуляции независимо от почти нуля, в соответствии с заявленной спецификацией, без изменения точности или компонентов схемы.Да, вы можете использовать несущую мощностью 0,5 Вт и при желании модулировать ее до пикового значения 2 Вт. Круто, а? Модулятор имеет регулировку выходного напряжения постоянного тока, которое используется для установки несущей, а входная амплитуда управляющего звукового сигнала устанавливается пользователем извне для 100% модуляции. Другие комментарии, некоторые из которых повторяются, в конце страницы.
ОПАСНОСТЬ: В описанной здесь схеме используются опасные для жизни напряжения и опасные уровни мощности. Трубки могут сильно нагреться и вызвать серьезные ожоги при прикосновении.Всегда соблюдайте осторожность при строительстве или работе с высоковольтным оборудованием. До Бога всего лишь молитва, и пара сотен вольт – это все, что нужно, чтобы встретить Его.
| Схема модулятора . Эта конструкция подтверждена экспериментом. В модуляторах не используется трансформатор модуляции, а для регулирования его выхода используется технология проходной лампы. Звуковые напряжения, подаваемые на вход модулятора, усиливаются вместе с любыми ошибочными напряжениями и поступают на выход модулятора.Избегайте чрезмерного реактивного сопротивления звуковой частоты в пластинах RFC и шунтирующих конденсаторах модулированного каскада, как и в обычном модуляторном трансформаторе. 182.59 Кб 2280 x 1661 | На этой диаграмме показаны напряжения в критических точках модулятора при выходных напряжениях 100, 250 и 400 В постоянного тока. Размах выходного сигнала модулятора составляет от 100 до 400 В постоянного тока. Для полной модуляции конечный РЧ-каскад должен быть понижен до нуля вольт. Простой механизм для этого приведен в ‘sheet3-finalpa.gif ‘ниже. 135.06 Кб 2280 x 1661 |
| Показан финальный этап. Этот каскад рассчитан на работу при выходной мощности 5-7 Вт при напряжении 150 В постоянного тока, что более чем достаточно для простого передатчика для использования в доме. Это состояние несущей без модуляции. Как можно видеть, выходное напряжение модулятора линейно уменьшается с помощью простой схемы, потребляющей напряжение. Это сделано потому, что модулятор не является линейным вплоть до нуля вольт, но он очень хорош до 100 В.Таким образом, при размахе модулятора от 100 до 400 В на ВЧ-каскад подается напряжение от 0 до 300 В. Идея состоит не в том, чтобы добиться эффективности модулятора, а в том, чтобы добиться хорошей модуляции без дорогостоящего и ограничивающего преобразователя модуляции. Также показана диаграмма реактивных сопротивлений, за которыми следует следить. Слишком большое реактивное сопротивление может повлиять на частотную характеристику. Частотная характеристика должна быть ограничена не в правильно спроектированной системе модулятора и связи, а перед этим. 279.09 Кб 2280 x 1661 | опубликовал условия для 807 в этой службе, экстраполированные из руководства GE 1956 года по пятизвездочным и специальным типам ламп, в котором перечислены 807, работающие при низких напряжениях 325-400, а также приведены значения для резистора сброса экрана. 181.77 Кб 2280 x 1661 |
| несколько теоретических условий, постулированных для 807 в этой службе. В таблице предполагается, что трубка имеет постоянное сопротивление нагрузки. На практике это не так идеально, но модулятор имеет низкий импеданс и будет правильно регулировать напряжение во время колебаний звуковой волны. 178.04 Кб 2280 x 1661 | Электронный генератор Клаппа (VFO) и буфер класса A для управления последней лампой. 142.80 Кб 2280 x 1661 |
| альтернативных метода получения различных значений для буфера и генератора. 160.92 Кб 2280 x 1661 | примерных значений пи-сети. Вы можете рассчитать свой собственный с помощью программы PIOUT.EXE, содержащейся в этом zip-файле (только Intel), или любого другого из ряда других, или просто сделайте это по старинке, используя книги Термана и Орра. В любом случае вам придется немного поэкспериментировать с этим, если вы не делаете это все время, но это должно помочь вам приблизиться.Нагрейте свой измеритель погружения в сетке! 5.47 Кб 580 x 864 |
Комментарий 1.
Листы 3 и 6 показывают разные значения пи-сети для заключительного этапа. Значения листа 3 были рассчитаны программой PIOUT.EXE. Значения пи-сети листа 6 были скопированы из книги, показывающей 160-метровую установку. В подобных вещах всегда требуется экспериментировать. 400 пФ для входной емкости и 2000 пФ для выходной емкости довольно близки, но в экспериментальной модели вы можете использовать керамический поворотный переключатель, чтобы переключать постепенно увеличивающуюся емкость параллельно с выходным конденсатором, который в противном случае был бы непрактично большим.Это предложение представлено на листе 8.
Комментарий 2.
Модулятор фактически является копией классического лампового регулируемого источника питания с переменным напряжением. Конструкция была изменена, чтобы обеспечить достаточно линейную модуляцию выходного напряжения. Качество воспроизведения не хуже, чем у любого усилителя класса А. Эта часть схемы была протестирована и проверена, но я оставил много места для настройки. Силовой трансформатор, показанный на листе 1, имеет отвод на 384 вольт. Это нелегко найти, и достаточно просто использовать два трансформатора.Трансформатор на 380 В может использоваться для питания + 300 В и + 400 В для генератора и буфера. Это улучшит регулирование этих этапов. Вы, конечно, можете использовать любой выпрямитель и фильтр, какой захотите, в зависимости от того, какие трансформаторы есть под рукой. Это дает большую свободу действий при выборе трансформаторов. Хотя показаны трубки газовых регуляторов, вы, конечно, можете использовать стабилитроны или стабилитроны с использованием транзисторов. Вы можете поместить большую емкость на стабилитрон, но никогда не на газовый регулятор, иначе он будет колебаться из-за своей характеристики отрицательного сопротивления.Лучшее бесплатное ПО для проектирования блоков питания, которое я нашел, – это разработка Дункана. Он намного лучше моего (который старый, но все равно включен в zip-файл выше), и я очень его рекомендую.
Комментарий 3.
Лист 1 также показывает модулятор, выдающий 50 мА. Он будет работать до 80 мА на пиках модуляции. Последний усилитель будет использовать около 40 мА в условиях несущей (выходное напряжение модулятора 250 В). Это дает 300В на трубках модулятора. Поскольку сетка экрана эффективно связана с напряжением пластины, а максимальное номинальное напряжение сетки экрана для 807 составляет около 300 В, это может вызвать проблему, когда модулятор опускается до 100 В на пике отрицательной модуляции, а лампы имеют 440 В. .Вот почему я рекомендую тип 6L6GC. 807, вероятно, будет нормально работать с этой службой, и вам просто нужно попробовать. Если вы взорвете один, это ответит на этот вопрос. Обратите внимание, что резисторы, включенные последовательно с решетками и пластиной трубок модулятора, расположены «на лампу», чтобы избежать / предотвратить паразитные колебания.
Комментарий 4.
Для источника питания модулятора: чем чище напряжение в цепи, тем лучше. Любая пульсация будет усилена и появится на выходе. Ламповый каскад 6Ш7 имеет усиление по напряжению около 150, поэтому чем тише будет блок питания, тем лучше.Вы можете увидеть несколько пунктирных линий, на которых видны конденсаторы. Они будут использоваться, ЕСЛИ схема должна использоваться в качестве источника питания с регулируемым напряжением. Они не используются, когда схема должна обрабатывать звуковые частоты. Стек конденсаторов на шине 540 В должен быть не менее 200 мкФ (400 мкФ каждый). Чтобы избежать чрезмерных пиковых токов, протекающих через диоды, рекомендуется использовать дроссельный входной фильтр с напряжением около 10 Гн. Опять программа Дункана ..
Комментарий 5.
На листе 1 нагреватели трубок модулятора (6L6) находятся под высоким напряжением (100-400 В постоянного тока).Используйте отдельный трансформатор накаливания, рассчитанный на испытание высоким напряжением не менее 1000 В для обмотки 6,3 В относительно земли и первичной обмотки. Проверьте в руководствах номиналы ламп между нагревателем и катодом, и вы поймете, что я имею в виду.
Комментарий 6.
У вас есть измеритель угла наклона сетки? Это будет очень полезно при проверке, на какие резонансные частоты на самом деле настраиваются ваши настроенные схемы.
Комментарий 7.
Все права защищены. Повеселись!
FastCounter от bCentral
Серия тренингов по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 12
Модуль 12 – Принципы модуляцииСтраницы i – ix, От 1-1 до 1-10, От 1-11 до 1-20, 1-21 до 1-30, 1-31 до 1-40, 1-41 до 1-50, От 1-51 до 1-60, С 1-61 по 1-70, С 1-71 по 1-75, От 2-1 до 2-10, 2-11 до 2-20, 2-21 до 2-30, 2-31 до 2-40, 2-41 до 2-50, От 2-51 до 2-60, 2-61 по 2-64, От 3-1 до 3-10, С 3-11 до 3-20, С 3-21 до 3-30, От 3-31 до 3-35, от AI-1 до AI-6, Index-1 к 2, Назначение 1, 2
модулятор изменяет напряжение катода для создания огибающей модуляции.Поскольку катод включен последовательно с сеткой и пластиной схем, вы должны быть в состоянии увидеть, что изменение напряжения катода эффективно изменит напряжение другие трубчатые элементы. Правильно контролируя напряжения на лампе, вы можете заставить катодный модулятор работают в форме пластинчатой модуляции с высокой эффективностью. Обычно катодный модулятор предназначен для выполнения примерно на полпути между уровнями пластинчатого и сеточного модулятора, используя преимущества каждого типа.При работе между два уровня, модулятор обеспечивает более линейный выход с умеренной эффективностью и умеренной мощностью звука требование.
На рисунке 1-50 ВЧ несущая применяется к сетке V1, а модулирующий сигнал применяется последовательно. с катодом через Т1. Поскольку модулирующий сигнал эффективно включен последовательно с напряжением сетки и пластины, требуемый уровень модулирующего напряжения будет определяться соотношением трех напряжений.В модуляция происходит в пластинчатом контуре, при этом пластинчатый резервуар развивает огибающую модуляции, точно так же, как это было в пластинчатом модуляторе.
Рисунок 1-50. – Катодный модулятор.
Модулятор инжекции эмиттера
Это транзисторный эквивалент катода модулятор. МОДУЛЯТОР ВПРЫСКА ЭМИТТЕРА имеет те же характеристики, что и модулятор ВПРЫСКАНИЯ, описанный в статье ранее.Это номер
1-61
модулятор крайне низкого уровня, который используется в портативном оборудовании. При эмиттерно-инжекционной модуляции
коэффициент усиления ВЧ-усилителя изменяется изменением напряжения на эмиттере. Изменение напряжения вызвано
ввод модулирующего сигнала в схему эмиттера Q1, как показано на рисунке 1-51. Здесь
модулирующее напряжение добавляет или вычитает из смещения транзистора. Изменение смещения вызывает смену коллектора
ток и приводит к гетеродинирующему действию.Огибающая модуляции развита по коллектору-резервуару.
схема.
Рисунок 1-51. – Эмиттерно-инжекторный модулятор.
Q-44. Когда используется модулятор управляющей сетки?
Q-45. К какому типу модулятора относится катодный модулятор (низкий или высокий уровень)?
Q-46. Что вызывает изменение тока коллектора в эмиттерно-инжекционном модуляторах?
Вы изучили шесть методов амплитудной модуляции.Это не единственные доступные методы, но они самые распространенные. Все методы модуляции AM используют одну и ту же теорию гетеродинирования в нелинейном устройство. Модуляция AM – один из самых простых и наименее дорогостоящих типов модуляции. Основной К недостаткам AM-модуляции можно отнести восприимчивость к шумовым помехам и неэффективность передатчика. Мощность тратится на передачу несущей частоты, потому что она не содержит интеллекта AM.В следующий В этой главе вы изучите другие формы модуляции, которые были разработаны для преодоления этих недостатков.
РЕЗЮМЕ
Теперь, когда вы завершили эту главу, уместно сделать краткий обзор того, что вы узнали. Следующее резюме освежит вашу память об амплитудной модуляции, ее основных принципах и типичных схема, используемая для генерации этой модуляции.
SINE WAVE является основой для всех сложных формы волны и генерируется при перемещении катушки через магнитное поле.
1-62
АМПЛИТУДА (мгновенное напряжение) катушки определяется по формуле:
ФАЗА или УГОЛ ФАЗЫ – это угол между начальным положение вектора, генерирующего синусоидальную волну, и его положение в данный момент.
ЧАСТОТА – скорость вращения вектора.
ГЕТЕРОДИНИНГ – это процесс смешения двух
различные частоты по нелинейному импедансу, чтобы получить ИСХОДНЫЕ частоты, частоту СУММ и
РАЗНИЦА частоты.
1-63
МОДУЛЯЦИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ВОЛНЫ – это основная форма радиочастотной связи. Это по сути двухпозиционная манипуляция носителя РФ.
HAND-OPERATED и MACHINE KEYING – это два типа CW манипуляции. ПЛИТА , CATHODE и BLOCKED-GRID KEYING – это схемы, обычно используемые в ручных и машинный ключ.
КЛЮЧЕВЫЕ РЕЛЕ используются для обеспечения безопасности и соответствия текущим требованиям. в передатчиках большой мощности.
1-64
ФИЛЬТРЫ КЛАВИШИ используются для предотвращения помех в передатчиках CW.
Несмотря на то, что это относительно медленный метод передачи, СВЯЗЬ CW очень надежна в тяжелых условиях. шумовые условия для работы на больших расстояниях.
ПЕРЕДАТЧИКИ CW ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ могут быть изготовлены подключение выхода генератора к антенне.
1-65
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ПЕРЕДАТЧИКИ CW используются для улучшения стабильности частоты и увеличения выходной мощности. мощность.
МИКРОФОН – это преобразователь энергии, который преобразует звуковую энергию в электрическую.
A УГЛЕРОДНЫЙ МИКРОФОН использует угольные гранулы и внешний аккумулятор для генерации AF напряжения от звуковых волн.
1-66
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МИКРОФОН использует пьезоэлектрический эффект для генерации выходного напряжения.
A ДИНАМИЧЕСКИЙ МИКРОФОН использует катушку из тонкой проволоки, установленную на задней части диафрагмы, расположенной в магнитном поле постоянного магнита.
1-67
МАГНИТНЫЙ МИКРОФОН использует движущийся якорь в магнитном поле для генерации выходного сигнала.
СПЕКТР ЧАСТОТ модулированной волны можно удобно проиллюстрировать в виде графика как частота в зависимости от амплитуды.
1-68
MODULATION ENVELOPE – это форма волны, наблюдаемая, когда CARRIER, UPPER SIDEBAND и НИЖНЯЯ БОКОВАЯ ПОЛОСА объединяется в единый импеданс и измеряется как зависимость времени от амплитуды.
BANDWIDTH RF-сигнала – это количество места в частотном спектре, используемое сигнал.
ПРОЦЕНТ МОДУЛЯЦИИ – мера относительных величин RF несущая и модулирующий сигнал AF.
1-69
ВЫСОКОУРОВНЕВАЯ МОДУЛЯЦИЯ – модуляция, производимая в пластинчатой цепи последнего радиокаскада. системы.
МОДУЛЯЦИЯ НИЗКОГО УРОВНЯ – модуляция, произведенная на более ранней стадии, чем конечный усилитель мощности.
PLATE MODULATOR – модулятор высокого уровня.В трубка модулятора должна быть способна изменять напряжение питания пластины оконечного усилителя мощности. Он должен варьировать напряжение пластины, так что импульсы тока пластины будут варьироваться от 0 до почти в два раза больше немодулированного значения, чтобы добиться 100-процентной модуляции.
1-70
NEETS Содержание
- Введение в материю, энергию, и постоянного тока
- Введение в переменный ток и трансформаторы
- Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
- Введение в электрические проводники, электромонтаж Методы и схемы чтения
- Введение в генераторы и двигатели
- Введение в электронную эмиссию, трубки, и блоки питания
- Введение в твердотельные устройства и Блоки питания
- Введение в усилители
- Введение в генерацию волн и формирование волн Схемы
- Введение в распространение и передачу волн Линии и антенны
- Принципы СВЧ
- Принципы модуляции
- Введение в системы счисления и логические схемы
- Введение в микроэлектронику
- Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
- Введение в испытательное оборудование
- Принципы радиочастотной связи
- Принципы работы радаров
- Справочник техника, Главный глоссарий
- Методы и практика испытаний
- Введение в цифровые компьютеры
- Магнитная запись
- Введение в волоконную оптику
AM-трансмиттер Muntz
Цепь вокруг первой сетки (вывод 1) и катода (вывод 2) образует основа кварцевого генератора Колпитца.Отзыв от цепь катода к цепи сетки через емкостной делитель C2 и C3. C3 является переменным, чтобы обеспечить точную настройку на 1,00 МГц. (Излишне говорить, что вы необходимо изменить частоту кристалла, если у вас есть станция на 1000 кГц в вашем область.)Кристалл может быть самым сложным предметом для поиска. Если ничего не помогает, вы может пройти через любой NTE дистрибьютор как NTE 650. (Хотя не совсем дешево; если порыться, то, вероятно, можно найти более дешевый источники.)
Grid 2 действует как «виртуальный анод» для генератора.Обратите внимание, что это по существу на земле RF, экранируя оставшиеся сетки и схему пластины от осцилляторная часть. Точно так же есть еще одна сетка (G4), привязанная к тому же точку, изолирующую G3 от остальной части трубки.
G3 – это наш аудиовход. Применяемый здесь сигнал смешивается с током генератора, вызывая появление на пластине амплитудно-модулированного радиочастотного сигнала. Настроенная схема в пластине используется для максимального отклика, увеличения производительности и подавления гармоники.
Однако даже с одной настроенной схемой все равно остается много гармоник.Вторая и третья гармоники снижаются всего примерно на 20 дБ, с более высокими гармониками. падение с. Это предполагает отличное альтернативное использование этого маленького передатчик: генератор маркеров для юстировки коротковолновых приемников! Его сигнал будет появляются на частотах 1 МГц, 2 МГц, 3 МГц и т. д. вплоть до практического максимума около 15 МГц.
Настройка схемы очень проста, при необходимости ее можно провести на слух. Соединять антенну и источник аудиовхода, а также отслеживайте сигнал на ближайшем AM радио. Настройте один регулируемый конденсатор на максимальный сигнал и отрегулируйте уровень звука для чистого, громкого сигнала без искажений.Если у вас есть радиочастотный зонд или осциллограф, вы можете использовать их для более точной настройки.
У меня нет настоящей фотографии Muntz, так как позже она была преобразована в Вариант счетчика фасоли, рассмотренный далее.
| Обратите внимание, что этот передатчик использует примерно вдвое большее напряжение B +, чем любой из
предыдущие дизайны. Это сделано для удовлетворения более высоких требований
ВЧ-усилитель с мю-повторителем и для линеаризации характеристик
дифференциальный аудиоусилитель с короткими хвостами.Однако поставка налажена.
как раздельный (биполярный) источник питания, что позволяет нам заземлять выход
змеевик бака. Обратите внимание, что два резервуара L1 / C5 и L4 / C8) должны быть на противоположных сторонах.
стороны корпуса и под прямым углом друг к другу, чтобы избежать
синдром “настроенной пластины – настроенного сеточного генератора”, который в противном случае мог бы
результат. Путем привязки выходного бака к земле мы можем установить его наверху
шасси, не беспокоясь о том, что любопытные пальцы (или ваши!)
неприятный шок. Вот и блок питания.Он по-прежнему использует идею прямого трансформатора, но на этот раз используется пара трансформаторов 18 В, 1,5 А, извлеченных из зарядных устройств двусторонней радиосвязи, у него были разделенные основные цвета для работы на 120/240 В. Вот почему Я использовал выпрямитель / фильтр постоянного тока, чтобы повысить напряжение с 18 В переменного тока до примерно 24 В постоянного тока. Готовым решением будет Hammond 266J24 можно опустить Часть подачи нити накала постоянного тока и запуск последовательной цепи нагревателя напрямую от выхода 24 В переменного тока. | Если вы используете короткую антенну типа “влажная лапша”, используйте высокоомную антенну. (600 Ом) выход.Если вы используете четвертьволны с длинным проводом или другой настроенный антенну используйте выход 50 Ом. Несущая мощность составляет твердые 10 милливатт. (или больше, в зависимости от B +. При увеличении от 130 до 150 В выходная мощность был увеличен до более 15 мВт). Входная чувствительность на максимальной отрицательной обратная связь составляет около 1 вольт RMS для полной модуляции. Пара других незначительных моментов, которые не сразу очевидны:
Настройку этой схемы для достижения наилучших характеристик лучше всего выполнять с помощью электронно-лучевого осциллографа (CRO), базовый осциллограф на 5 МГц вполне подойдет.Сделайте свой начальный установка без подключенной антенны, достаточно нагрузки от R11 для первоначальной настройки. Подключите регулируемый синусоидальный генератор (1 кГц) ко входу схемы, и провод осциллографа к выходному разъему антенны на 50 Ом. Кроме того, на большинстве прицелов вам также придется подавать аудиосигнал на вход горизонтальной синхронизации, так как блокировка звуковой части амплитудно-модулированного радиочастотного сигнала затруднена в лучшем случае. Установите регулятор усиления звука на ноль. Установите контроль обратной связи на ноль.Постепенно увеличивайте регулятор RF Drive, пока на нем не появится видимый носитель. ‘сфера. Поочередно настройте C5 и C8 на максимальную мощность. Если максимальная мощность происходит при минимальной емкости, вам придется дополнить настроенную цепь (и) фиксированные колпачки. Если максимальный выход достигается при максимальной емкости, вам придется сделайте несколько оборотов соответствующей катушки индуктивности (L1 и L4). Теперь постепенно увеличивайте регулятор усиления звука. Вы должны увидеть модуляцию RF сигнал. Поочередно отрегулируйте потенциометр RF Drive и Audio Gain, чтобы получить симметричная огибающая AM с максимально возможной глубиной модуляции без вырезка.Это одно из тех упражнений, которые лучше всего усвоить, когда вы играете с настройками вы начнете понимать, как каждый элемент управления влияет на выход. Наконец, включите контроль обратной связи. Вам придется компенсировать меньшее усиления за счет увеличения регулятора Audio Gain (но не прикасайтесь к регулятору RF!). Видеть насколько чище становится сигнал при высокой модуляции? Когда вы освоитесь, прикрепите антенну и повторите настройку. процедура. Вы можете обнаружить, что небольшая настройка C5 и / или C8 улучшит симметрия верхнего и нижнего полупериодов модулированной огибающей. Еще один способ использования осциллографа для отслеживания сигнала – использовать его для трапециевидный дисплей. Подайте радиочастотный сигнал на вертикальные пластины, как и раньше, но подключите аудиовход к горизонтальным пластинам. Идеальная 100% модуляция будет выглядят как идеальный треугольник; менее 100% становится все более и более трапециевидной формы. О линейности можно судить по прямолинейности верха и нижние края трапеции, и увидеть даже короткие экскурсии в перемодуляцию как складывающиеся или складывающиеся с левой и правой стороны. После того, как передатчик поработал некоторое время, и вы убедились что механизм обратной связи работает, вы, вероятно, будете работать по максимуму уровень обратной связи все время. Так зачем вообще там горшок? Вот модификация вы можете сделать так, чтобы элемент управления с обратной связью превратился в элемент управления с предварительным акцентом. На заре AM-радио не было предыскажений (по крайней мере, преднамеренно). FM-радио, с другой стороны, почти с самого начала делает упор на высоком звуковые частоты для улучшения уровня шума.Приемник применяет необходимые устранение акцента для компенсации, в процессе уменьшения шума (который в основном частоты). Однако в последнее время стало обычной практикой делать акцент на AM-вещании. также сигналы, просто чтобы сделать звук ярче. Насколько мне известно, стандарта нет для этого, как и для FM, и может применяться отдельными станциями, поскольку они усмотрению. Изменение схемы, как показано ниже, изменяет потенциометр обратной связи, чтобы он действовал как
управление предыскажением. |
