Раздел 5 разновидности модуляций на транзисторах и лампах
5.1 Коллекторная модуляция
При расчетах коллекторной модуляции следует учитывать инерционность транзистора. Но вообще точных методик расчета коллекторной модуляции нет. Строго говоря, коллекторная модуляция не является чисто коллекторной, т.к. напряжение модуляции U (t) оказывает сложное влияние через транзистор на предыдущую ступень генератора ВЧ. Это еще более усложняет и без того нелинейные характеристики транзистора.
Вариант схемы коллекторной модуляции приведен на рис. 5.1. Вместо трансформатора НЧ можно применять, мощный транзистор низкой частоты, работающий в режиме класса ”А”. Это усложняет схему передатчика, но позволяет избавиться от элемента с намоточными данными (трансформатора).
1
2
Рис. 5.1
По аналогии с лампами, в транзисторах в недонапряженном режиме глубокая модуляция невозможна, т.к. мала крутизна характеристики ik =(Ek). Глубокая модуляция появляется в критическом и перенапряженном режимах.
За счет действия ООС (за счет Rб) в цепи автосмещения напряженность режима ослабляется и в целом оказывается, что при коллекторной модуляции с автосмещением напряженность режима остается близкой к критическому (рис. 5.2).
Рис. 5.2
Максимальный режим.[2,6].
Если cos t =1; Ekmax=Ekн (1+m),
При m=1, Ekmax =2Eкн ,
Jk1 max= Jk1н (1+ m) ,
Jk0 max = Jk0н (1+ m) ,
Umk max=Umkн (1+ m) ,
max = Umk max/Ek max = Umkн/Ekн ,
max = н = кр = const = 0,8 0,9 .
Энергетические соотношения.
P
k
= Poн -P1н Режим
несущей
н = P1н/Poн частоты.
P
o
max = Jk0 maxEk
max = P0н
(1+ m)2; Режим
P1 max=0,5Jk1 maxUmk max = P1н (1+ m)2; максимальной
Pk max = Pkн(1+ m)2; мощности.
max = P1 max /P0 max = н = const = кр,
т.е. по сравнению с базовой модуляцией выигрыш по энергетике в два раза.
Мощность модулятора при коллекторной модуляции.
P = 0,5UJ;
U = mEкн; P = 0,5m2JконEкн = 0,5m2Pон;
J = mJкон;
При m=1, P=0,5Pон;
5.2 Анодно-экранная модуляция
Если в выходном каскаде передатчика используется тетрод или пентод при анодной модуляции, то в тяжелом тепловом режиме оказывается экранная сетка. Применение автоматического смещения по управляющей сетке недостаточно эффективно, т.к. ток первой сетки сравнительно мал. Поэтому в тетродах и пентодах применяют анодно-экранную модуляцию, при которой одновременно (синфазно) меняется анодное и экранное напряжение (рис. 5.3).
Рис. 5.3
Уменьшение напряжения Eg2 в min режиме приводит к уменьшению тока экранной сетки и облегчает ее тепловой режим. Одновременно выравнивается тепловой режим на аноде.
Анодно-экранная модуляция может осуществляться как в недонапряженном, так и в перенапряженном режимах.
В первом случае основным модулирующим фактором является экранное напряжение. Такой режим пригоден для работы при изменении анодной нагрузки. Однако чаще используется слегка перенапряженный режим, т.к. меньше фоновые наводки 50 Гц от накала лампы.
При критическом или слегка перенапряженном режиме основным модулирующим фактором является анодное напряжение, а модуляция экранного напряжения облегчает режим экранной сетки.
Иногда используют при анодной модуляции автоматическое смещение в цепи экранной сетки. Для этого в экранную сетку включают резистор Rg2 или НЧ дроссель. Изменение тока экранной сетки приводит к изменению напряжения на экранной сетке, по закону низкой частоты. Включение Rg2 повышает линейность СМХ.
При анодно-экранной модуляции угол отсечки amax 80 90o.
Если требуется m =1, то ma=1, а mg2 0,9.
Для рассматриваемой модуляции предпочтительнее лампы с большей мощностью Pg2. Можно показать, что при модуляции
Pg2ср=Pg2н (1+(m2/2)).
При m=1
Pg2ср=1,5Pg2н.
При анодно-экранной модуляции от модулятора требуется повышенная мощность.
Напряжение на экранной сетке определяется следующими соотношениями:
Eg2max = Eg2н + U g2= Eg2н (1+ mg2);
Eg2min = Eg2н (1- mg2).
Импульс тока экранной сетки (ток экранной сетки появляется одновременно с токами анода) определяется обычным способом. Так
ea
min;
Jg2m определяется из статических характеристик при известных eg max;
Eg2;