Спектральная диаграмма преобразования частоты сигнала в тракте передатчика приведена на рис. 18.7.

Рис. 18.7

При последовательном переносе (с помощью трех генераторов – G1, G2, синтезатор) спектра речевого сигнала сначала вверх – выше рабочего диапазона передатчика, затем – вниз в полосу рабочих частот все фильтры Ф1, Ф2, Ф3 можно сделать неперестраиваемыми. Действительно, гармоники частот второго генератора (f = 10,2 МГц) и синтезатора (f = 12,2 – 19,7 МГц), а также комбинационные частоты БМ3 лежат выше частоты среза фильтра нижних частот Ф3 (выше полосы рабочих частот передатчика).

Особенности усиления сигналов ОБП

Сигнал ОБП - это перенесенный в высокочастотную область речевой или музыкальный сигнал. Представить временной график такого сигнала затруднительно. Обычно для моделирования используют двухтоновый сигнал, который передает основные характеристики сигнала ОБП–амплитудную и фазовую модуляцию.

Рис. 18.8

На рис. 18.8,а представлена спектральная диаграмма двухтонового сигнала, на рис. 18.8,б – временная диаграмма. Видно, что амплитуда изменяется от

122

нуля до максимума, а фаза претерпевает скачок на 180° через каждые полпериода.

Однополосный сигнал формируется на малом уровне мощности. На выходе последнего балансного модулятора его мощность на уровне единиц милливатт. Далее производится усиление до заданного уровня мощности на выходе передатчика. Усиление однополосного сигнала должно осуществляться с минимальными искажениями. В противном случае кроме появления искажений в принятом сигнале спектр передатчика многократно расширяется, появляются помехи соседним каналам связи.

Для неискаженного усиления ОБП сигнала можно использовать режим класса «А» - без отсечки выходного тока усилителя мощности. Конечно, КПД такого усилителя будет чрезвычайно низким. В маломощных промежуточных усилителях такой режим вполне допустим, так как они не определяют общего КПД передатчика. В усилителях большой мощности следует использовать режим с отсечкой анодного или коллекторного тока. Угол отсечки выбирается равным 90о. Только при таком выборе амплитуда напряжения на выходе усилителя будет пропорциональна амплитуде входного напряжения. Кроме того, в этих усилителях необходимо использовать специально созданные транзисторы и лампы с линейными проходными характеристиками. Обязательное условие для линейного усиления – недонапряженный режим ГВВ.

Амплитудная характеристика усилителя при этом линейна вплоть до граничного режима (рис. 18.9).

В перенапряженном режиме линейность нарушается. Обычно выбирают пиковый режим усилителя слегка недонапряженным, близким по напряженности к граничному. Максимальное значение КПД при усилении ОБП определяется соотношением:

ηе МАКС = 0,5ξМАКС g1(θ).

В динамическом режиме, так же

как при модуляции смещением, средРис. 18.9 нее значение КПД генератора не пре-

вышает 0,3 – 0,35. Это основной недостаток ОМ.

Способы повышения КПД усилителей ОБП

В настоящее время используют ряд методов повышения КПД усилителей однополосных сигналов. Чаще других применяется сжатие динамического диапазона сигнала на низкой или высокой частоте и следящее питание усилителя мощности.

Сжатие динамического диапазона (клипирование) на высокой частоте - ограничение сигнала после ЭМФ, затем повторная фильтрация вторым ЭМФ, чтобы не расширить спектр излучаемого сигнала. При этом увеличивает-

123

ся среднестатистическое значение глубины модуляции и возрастает средняя мощность на выходе передатчика. Специфические искажения, возникающие при клипировании, на разборчивости речи практически не сказываются (до определенного уровня ограничения).

Аналогичную процедуру можно выполнить по отношению к низкочастотному модулирующему сигналу, но эффективность этого метода несколько ниже.

Следящее питание (рис. 18.10).

Рис. 18.10

Здесь напряжение питания в цепи коллектора транзистора изменяется пропорционально амплитуде входного напряжения. Повышение КПД объясняется увеличением коэффициента использования напряжения источника питания.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные достоинства однополосной модуляции в сравнении с амплитудной.

2.Почему при формировании однополосного сигнала используется балансная модуляция?

3.Можно ли использовать операцию умножения для повышения частоты однополосного сигнала?

4.Какой выигрыш по мощности в передатчике по сравнению с АМ дает переход на ОМ, если m = 0,5?

5.Что понимается под «избирательным замиранием» коротких волн?

6.Почему не используется для радиосвязи двухполосная модуляция?

7.Почему при формировании однополосного сигнала не используются LC -фильтры?

8.Почему угол отсечки в усилителях однополосных колебаний нельзя выбирать меньше 90о?

124