Теоретические основы построения модуляторов и демодуляторов (стр. 4 из 7)

. (45)

Сопротивление нагрузки модулятора следует выбирать исходя из частоты среза

, а не , как в широкополосном демодуляторе, с учетом коэффициента сужения полосы пропускания за счет емкостей, шунтирующих нагрузочное сопротивление . Это связано с тем, что в модуляторе использовать сопротивление в цепи эмиттеров транзисторов дифференциальной пары Т1 и Т2 не рекомендуется, так как при этом возникают нелинейные искажения огибающей.

Действительно, при введении резисторов

в цепь эмиттеров БТ Т1 и Т2 крутизна при условии становится независимой от тока :

, (46)

а производная от (46)

является обратной функцией квадрата модулирующего тока

(33), т.е. нелинейной функцией для сигнала модуляции (37).

Снимать непосредственно сигналы с несимметричных выходов модулятора нельзя, так как на каждом из этих выходов присутствует синфазный сигнал, образуемый при изменении тока ГСТ на каждом из сопротивлений нагрузки

, который, накладываясь на дифференциальный сигнал, искажает закон модуляции. При съеме полезного сигнала с симметричного выхода сигналы , вычитаясь между собой, не проявляются и, следовательно, не нарушают закона модуляции.

Для получения возможности съема полезного сигнала с одного выхода (лучше со второго, так как БТ Т2 включен по схеме с ОБ, при этом сопротивление нагрузки в Т1 должно быть закорочено с целью получения включения с ОК) относительно общей точки необходим специальный каскад сдвига уровня, который позволил бы, исключив влияние синфазного сигнала, восстановить прежний закон модуляции и сформировать несущую без постоянной составляющей. В связи с этим основная схема модулятора (рис. 10) дополнена каскадом сдвига уровня на БТ Т5 с управляемым ГСТ на транзисторах

, и ОУ2.

Условие компенсации постоянной составляющей, включая синфазную, на выходе модулятора

сводится к условию

0, (47)

где

и - напряжение база-эмиттер БТ Т5 и ток дополнительного ГСТ, который по форме записи соответствует (33), так как схема данного ГСТ идентична схеме основного ГСТ (рис. 10).

С учетом отмеченного и формулы (33) условие (47) приобретает вид

0, (48)

где

, и - постоянная состовляющая тока, требуемое переменное напряжение компенсации и напряжение база-эмиттер БТ дополнительного ГСТ; - сопротивление компенсирующего резистора.

Условие компенсации (48) в статическом режиме (при отсутствии модуляции

0)

0

позволяет определить требуемый номинал компенсирующего резистора

. (49)

Условие компенсации (48) в динамическом режиме (при наличии модуляции)

0

позволяет определить требуемый уровень переменного напряжения компенсации

. (50)

Для упрощения практической реализации модулятора необходимо соблюдать равенство напряжений

и , которое выполнимо при одинаковых токах транзисторов и Т3. Тогда целесообразно принять одинаковыми и токи и , т. е. необходимо иметь два ГСТ с идентичными параметрами, что осуществимо в едином интегральном технологическом цикле.

При идентичных параметрах ГСТ

, , и соотношения (49) и (50) упрощаются

, (51)

. (52)

Уравнение (52) позволяет синтезировать управляющее дополнительным ГСТ устройство, которое должно быть инвертирующим устройством на ОУ2 c коэффициентом передачи

. (53)

Номиналы резисторов цепи ООС

и при низкоомных резисторах и могут быть пропорционально увеличены, чтобы заметно не нагружать ОУ1 и ОУ2, с сохранением соотношения (53).

Коэффициент передачи каскада сдвига уровня на транзисторе Т5

, (54)

где

- внутреннее сопротивление второго (компенсирующего) ГСТ

; (55)

и - параллельное соединение резисторов и и коэффициент передачи тока БТ .

Результирующий коэффициент передачи по несущей амплитудного модулятора (41) и (54)

. (56)

Входные сопротивления по входу несущей модулятора без учета сопротивления в цепи базы транзистора Т1, которое при подключенном источнике сигнала

может отсутствовать, относительно невелико. Оно такое, как у простого ДУ:

, (57)

где

- коэффициент передачи тока БТ Т1, Т2, что требует применения источника сигнала с малым внутренним сопротивлением.

Входное сопротивление модулятора по модуляционному входу исключительно велико, оно определяется входным дифференциальным сопротивлением

и коэффициентом передачи используемого ОУ1