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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK symmetrischer Modulator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Modulatoren Um in der Nachrichtentechnik amplitudenmodulierte Schwingungen mit unterdrücktem Träger zu erhalten, werden üblicherweise diodensymmetrische und Ringmodulatoren verwendet. Sie arbeiten hervorragend bei relativ niedrigen Frequenzen, aber bei Frequenzen über 10 MHz leiden solche Modulatoren unter Abgleichgenauigkeit und dementsprechend Trägerunterdrückung. Dies liegt an der schwierigen Auswahl von Dioden mit identischen Eigenschaften und der schädlichen Nebenschlusswirkung von Diodenkapazitäten, die bei HF zunimmt. Der vorgeschlagene symmetrische Modulator (Urheberzertifikat Nr. 627560. Bulletin Nr. 34 vom 5.10.78) ist weitgehend frei von diesem Nachteil. Es ist nach dem T-förmigen Brückenschema hergestellt (Abb. 1). Die T-Brücke selbst enthält einen symmetrischen Hochfrequenztransformator T1 und zwei Widerstände Z1 und Z2. Sie können entweder aktiv oder reaktiv (induktiv oder kapazitiv) sein. Der Übertragungskoeffizient (das Verhältnis der Ausgangsspannung Uout zur vom Trägergenerator G1 entwickelten Spannung) der T-Brücke ist unter der Bedingung Z1 = = 4Z2 Null. Wenn der Widerstand Z2 erhöht wird. am Ausgang der Brücke stellt sich eine Spannung ein, die mit der Spannung des Generators in Phase ist, da der Strom im Längszweig der Brücke mit Z1 überwiegt. Wenn der Widerstand Z2 reduziert wird, überwiegt der Strom, der durch die linke (gemäß Schema) Hälfte der Wicklung des Transformators T1 und den Querzweig fließt - der Widerstand Z2. In diesem Fall zeigt der Ausgang eine Spannung, die in der rechten Hälfte der Wicklung induziert wird und gegenphasig zur Generatorspannung ist. Wenn Sie also den Widerstand eines der Arme der Brücke im Takt der Audiofrequenz ändern, können Sie ein DSB-Signal erhalten.
Ein praktisches Diagramm eines Modulators, der mit einer Trägerfrequenz von 28 MHz arbeitet, ist in Abb. 2 dargestellt. 7.1. Der Widerstand des Längszweiges XNUMX ist kapazitiv
der Widerstand des Kondensators C1 und der Querwiderstand Z2 ist die Kapazität des Varicaps V1. Die Mischspannung wird dem Varicap vom Trimmerwiderstand R2 zugeführt, der den Modulator ausgleicht. Wenn die Vorspannungsquelle über einen negativen Anschluss verfügt, der mit dem gemeinsamen Kabel verbunden ist, sollte die Einbeziehung des Varicaps in das Gegenteil geändert werden. Die Kapazität des Kondensators C / muss bei einer gegebenen Mischspannung viermal kleiner sein als die Kapazität des Varicaps. Wenn eine schallmodulierende Spannung an den Varicap angelegt wird. seine Kapazität ändert sich und die T-Brücke ist in die eine oder andere Richtung unsymmetrisch, was zu einer Amplitudenmodulation mit Trägerunterdrückung führt. An den Modulator werden Träger- und Tonfrequenzspannungen angelegt (die Generatoren G1 und G2 können grundsätzlich sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet werden). In diesem Fall ist die Eingangsimpedanz für die Audiofrequenz sehr groß und erreicht mehrere zehn Megaohm. Dadurch kann der Modulator an jede hochohmige G2-Niederfrequenzsignalquelle angeschlossen werden, beispielsweise an einen RC-Phasenschieber (beim Entwurf eines Phasen-SSB-Erregers). Die Modulationsspannung kann auch auf andere Weise angelegt werden: an den oberen Anschluss des Kondensators C5, wodurch dessen Kapazität auf 1000 ... 3000 pF reduziert wird, um eine Blockierung der höheren Schallfrequenzen zu vermeiden. Der Eingangswiderstand ist dann gleich dem Widerstandswert des Mischkreiswiderstands R1. Der Motor des variablen Widerstands R2 sollte über einen Kondensator mit einer Kapazität von 0.1 ... 10 Mikrofarad an einen gemeinsamen Draht angeschlossen werden. Der Eingangswiderstand des Modulators für den Trägerfrequenzgenerator G/ ist viel geringer. Es ist kapazitiver Natur und beträgt etwa 200 Ohm.
Der Koppelkondensator C2 verhindert, dass Schallspannung in den Modulatorausgang gelangt. Um den Modulator an die Last anzupassen, wird die P-Schleife LIC3C4 verwendet, die auf die Signalfrequenz abgestimmt ist. Mit den Nennwerten der Kondensatoren in Abb. 2 ist der Modulator in guter Übereinstimmung mit einer hochohmigen Last (einer Verstärkerstufe, die auf einer Lampe oder einem Feldeffekttransistor aufgebaut ist). Zur Anpassung an eine niederohmige Last sollte ein größerer Kondensator C4 verwendet werden, um eine maximale Ausgangsleistung des modulierten Signals zu erreichen. Die P-Schleife bietet eine gute Filterung von Trägerharmonischen mit Frequenzen von 2f, 3f usw. Durch Einstellen dieser Schleife können Sie auch eine gute Linearität des Modulators erreichen. Nichtlineare Verzerrungen während des Betriebs des Modulators an einer aktiven Last stellen sich wie folgt dar: Die Amplitude des Ausgangssignals bei einer negativen Halbwelle der Modulationsspannung (wenn die Kapazität des Varicaps zunimmt) ist etwas größer als bei einer positiven. Dies entspricht dem Auftreten der zweiten Harmonischen des Modulationssignals. Das Auftreten von Verzerrungen wird durch eine Abnahme des internen kapazitiven Widerstands des Modulators mit einer Zunahme der Kapazität des Varicap erklärt. Mit zunehmendem Modulationsfaktor m nehmen die nichtlinearen Verzerrungen merklich zu (Kurve 1 in Abb. 3). Die entsprechende Wellenform des Ausgangssignals ist in Abb. 4 dargestellt. XNUMXa.
Durch eine leichte Verstimmung des Ausgangskreises nach oben in der Frequenz werden die beschriebenen Verzerrungen nahezu vollständig eliminiert. wenn sein Widerstand induktiv wird. Bei weiterer Verstimmung treten ähnliche Verzerrungen auf (allerdings nimmt eine weitere Halbwelle des modulierten Signals ab). Somit können durch Anpassung der Schaltung mit Kondensator C3 sehr kleine nichtlineare Verzerrungen erreicht werden (Kurve 2 in Abb. 3 und das Oszillogramm in Abb. 4, b). Bei einer richtig abgestimmten Schaltung überschreitet der Momentanwert des harmonischen Koeffizienten im ungünstigsten Fall (die Amplitude des Niederfrequenzsignals ist so, dass der Modulationskoeffizient m dem Maximum der Kurve 2 in Abb. 3 entspricht) nicht mehr als 2. ..3%. Die Ausbalancierung des Modulators beim Anpassen der Kontur wird nicht gestört. Im Modulator können Sie jede Art von Varicap mit einer Nennkapazität von mindestens 30 pF verwenden. Der Transformator T1 ist auf einen Ringkern (Größe K8x4x2) aus M100NN-Ferrit gewickelt und enthält 2x10 Windungen PELSHO 0,25-Draht. Sie können andere Ferritringkerne mit einer Permeabilität von 30 bis 400 verwenden. Beide Hälften der Transformatorwicklung werden gleichzeitig mit zwei zusammengefalteten Drähten gewickelt. Dann wird der Anfang des einen mit dem Ende des anderen verbunden und bildet den mittleren Abschluss. Die Spule LI enthält 20 Windungen desselben Drahtes, die auf einen zylindrischen Rahmen (Rohr) mit einem Durchmesser von 6 mm gewickelt sind. Das Einrichten des Modulators ist einfach. Indem Sie die Vorspannung am Trimmerwiderstand R2 auf etwa 6 V einstellen, gleichen Sie den Modulator mit dem Kondensator C1 grob auf ein Minimum des Trägersignals am Ausgang aus. Der Feinabgleich wird durch Einstellen des Widerstands R2 erreicht. Anschließend beobachten sie nach Anlegen eines Niederfrequenzsignals die Form der Ausgangsspannung mit einem Hochfrequenzoszilloskop (siehe Abb. 4) am Kondensator C4. Ich stelle die Ausgangs-P-Schaltung auf maximale Amplitude und minimale Verzerrung ein. Sie können den Modulator ohne Oszilloskop einrichten und dabei das Signal am Kommunikationsempfänger abhören. In diesem Fall erfolgt die Anpassung der Elemente C1 und R2 jedoch nach dem minimalen Träger und C3 nach der besten Qualität und Lautstärke des Signals. Die experimentelle Überprüfung des Modulators wurde bei einer Trägerfrequenz von 28 MHz durchgeführt. Die Amplitude der Trägerfrequenzspannung betrug 1 V und die Amplitude des niederfrequenten Signals 4 V. In diesem Fall wurde eine Ausgangssignalamplitude von 0,35 V bei einer Trägerunterdrückung von mindestens 30 dB (dem Mindestwert, den der Autor mit seinem Messgerät registrieren konnte) erhalten. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass der Modulator verwendet werden kann, um nicht nur ein DSB-Signal, sondern auch ein herkömmliches amplitudenmoduliertes Signal zu erhalten, indem man es mit dem Kondensator C1 stark verstimmt und. wodurch der Träger wiederhergestellt wird. In diesem Fall können Sie sehr tiefe AM (fast 100 %) mit geringer Verzerrung erhalten. Autor: A.Polyakov (RA3AAE), Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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