Напряжение на нагрузке RH пропорционально разности токов диодов, поэтому при полной симметрии схемы несущая частота на выходе балансного модулятора отсутствует.
Балансные модуляторы выполняются с применением в качестве нелинейных элементов полупроводниковых диодов, транзисторов, микросхем.
Полосовые фильтры основной селекции
Качество однополосного сигнала во многом зависит от характеристик полосового фильтра основной селекции, то есть от фильтра, который выделяет рабочую боковую полосу и подавляет нежелательную. Кроме того, этот фильтр подавляет остатки несущей, которые всегда есть на выходе БМ из-за асимметрии его плеч.
Основные характеристики фильтров основной селекции:
–полоса пропускания фильтра,
–крутизна скатов амплитудно-частотной характеристики,
–неравномерность АЧХ в полосе пропускания,
–ослабление сигнала в полосе прозрачности и за ее пределами.
Особенно жесткие требования предъявляются к крутизне скатов АЧХ фильтра. Абсолютная расстройка между боковыми полосами в связных телефонных передатчика всего около 600 Гц. Подавление нежелательной боковой полосы должно быть не менее 60 дБ. Следовательно, крутизна скатов АЧХ должна быть не менее 0,1 дБ/Гц. Такой крутизной обладают только кварцевые и электромеханические фильтры. Однополосный сигнал в России с помощью электромеханических фильтров формируется на сравнительно низкой частоте – 215 или 500 кГц. Используя кварцевые фильтры, можно получить качественный однополосный сигнал на частотах до 10 МГц.
Полоса прозрачности фильтра должна соответствовать ширине спектра передаваемого сигнала (для речевых сигналов 2,7 ÷ 3,0 кГц).
Структурные схемы однополосных передатчиков
Однополосный сигнал формируется на фиксированной частоте f0, которая зависит от типа применяемого фильтра основной селекции. Если для формирования ОМ используется электромеханический фильтр, то частота f0 не превышает 500 кГц. При использовании кварцевых фильтров частота формирования однополосного сигнала лежит в диапазоне 8 – 10 МГц.
Связной радиопередатчик должен работать в диапазоне коротких волн и иметь возможность перестраиваться по частоте в заданном диапазоне. Перенос спектра сформированного однополосного сигнала в рабочий диапазон частот осуществляется с помощью повторной балансной модуляции и фильтрации нужного продукта преобразования. Структурная схема однополосного передатчика с одним преобразованием частоты изображена на рис. 18.5.
Однополосный сигнал, сформированный на частоте f0, поступает на один из входов балансного модулятора (БМ). На второй вход подается высокочастотный сигнал с частотой f1. Источником этого сигнала может служить синтезатор сетки дискретных частот или перестраиваемый по частоте автогенератор.
120
Рис. 18.5
Частота f1 может меняться в диапазоне f1 МИН ÷ f1 МАКС. Сигнал на выходе балансного модулятора – это бесконечное множество комбинационных частот,
величина которых mf1 ± nf0 . Здесь m и n – любое целое число. Полосовой
фильтр на выходе БМ выделяет одну из комбинационных частот первого порядка – f1 + f0 или f1 – f0. Частота f1 выбирается так, чтобы комбинационная частота попала в диапазон рабочих частот передатчика, но величина ее может превышать частоту f0 не более, чем в 6 – 8 раз. В противном случае уменьшается относительная расстройка между продуктами преобразования частоты в балансном модуляторе, и нежелательные комбинационные частоты не могут быть в достаточной степени подавлены диапазонным полосовым фильтром (ПФ). Полосовой фильтр и генератор частоты f1 должны иметь общий орган перестройки по частоте.
В случае применения электромеханического фильтра однополосный сигнал формируется на частоте 500 кГц. При использовании одной ступени преобразования частоты максимальная частота передатчика может быть не более 3÷4 МГц. Для переноса однополосного колебания в диапазон более высоких частот применяют еще одно – два дополнительных преобразования частоты. Если осуществлять постепенный перенос спектра ОБП снизу вверх, то появляется опасность попадания на вход усилителя передатчика одной из многочисленных комбинационных частот высших порядков.
Вероятность появления на выходе передатчика побочных колебаний снижается, если структура однополосного передатчика будет такой, как изображено на рис. 18.6. Подобным образом строятся, например,однополосные передатчики «низовой связи», работающие в диапазоне 1,6 ÷ 8,0 МГц.
Рис. 18.6
121