ется диод Д. На схему действуют два напряжения: высокочйстот-ное i=C/iCoscoo и низкочастотное U2=U2COS Qt. Вольт-амперную характеристику диода 1=Ф{и) аппроксимируем полиномом второй степени

l=ao+aiU+a2u. (3.65)

Пренебрегая влиянием выходного напряжения Ивых на ток (что в данной схеме можно сделать, если эквивалентное сопротивление контура Rg значительно меньше дифференциального сопротивления диода), имеем

U = Ui + U2=UiCOS(iiot+U2C)OSQt. (3.66)

Подставляем (3.66) в (3.65):

f=ao-f ai (f/icos (oot+ Сгсоз Qt) +a2(,Ui cos Oo-I-

+ 2U1U2 cos Qtcos<Dot+ C/goos Qt).

Представляя это выражение в виде суммы гармонических колебаний различных частот, строим спектр тока. В соответствии с общими правилами, сформулированными на с. 62, спектр тока (рис. 3.226) содержит первые и вторые гармоники частот шо и £2 и комбинационные частоты второго порядка coorfcS. Для получения AM колебания нужно из всего спектра выделить компоненты с частотами юо, (Оо+Й и Юо-Q, что достигается пропусканием тока через колебательный контур, настроенный на частоту coq. Составляющие тока с частотами, близкими к ©о, определяются как

fg, =aiUi cos Oat+2a2UiU2cos Qtcos oot.

Если характеристика 2э(ш) контура такова, что для частот (оо, (Оо+Й и 0)0-Q Zg~iRg, а для остальных компонент тока 2э((о)= 0, то на контуре получаем AM напряжение

Bbix=t((, -R3 = aii?3f/l(ll-- cos fiOCOS (Hot,

которое можно записать в виде

вых = и вых (1 -f /и cos QCOS 0, где f/Bbix=aiPgf/i, m=2-C/2.

Глубина модуляции т напряжения тем больше, чем сильнее нелинейность характеристики, определяемая az, и амплитуда модулирующего сигнала C/g. Изменение огибающей AM колебания пропорционально модулирующему сигналу 2, поэтому модуляция оказывается неискаженной.

Если в той же схеме характеристику нелинейного элемента аппроксимировать полиномом третьей степени i=Co+ai +a2 -fa3 , то спектр тока при входном напряжении (3.66) будет содержать уже по три гармоники частот ©о и й и комбинационные частоты второго и третьего порядков (юо+й, шо±2й, 2шо±й). Этот спектр построен на рис. 3.23а. Для получения неискаженной модуляции нужно, как и прежде, поставить фильтр (например, контур), вы-80

деляющи! из всего спектра тока только компоненты частот ©о и ©о±й- Однако, поскольку полоса пропускания фильтра должна определяться наибольшей возможной частотой модуляции Qmax, а в спектре модулирующего сигнала будут и частоты Q, значительно меньшие Qmax, для большинства частот Q фильтр не позволит избавиться от составляющих o)o±2Q. Наличие же этих компонент означает модуляцию высокочастотного колебания частотами 2Q, т. е. искажение огибающей.

Рис. 3.23

На практике в качестве нелинейных элементов модуляторов чаще используются не диоды, а транзисторы или ламцы (триоды, пентоды). Модулируемое высокочастотное напряжение подают во входную цепь еелинейного элемента. Модулирующий же сигнал вводят в цепи различных электродов: в транзисторах - в цепь базы или шллектора (соответственно базовая млри жоллекториая модуляция), i в электронных лампах чаще всего в цепь управляющей сетки (сеточ-ная .модуляции) или анода (аиод- ая модуляция). Рассмотрим схему ба130вой модуляции еа транзисторе (рис. 3.24). На1пр1ЯЖбние на

базе содержит, ироме смещения Ев, определяющего положение рабочей точки, колебания низкой и высокой ч!астот

щ=щ + и2 + Еб. (3.67)

д Здесь 1 = C/i cos (Оо - высокочастотное напряжение; 2= =if/2 cos Qt - модулирующее низкочастотное напряжение. На рис. 3.25а-в по характеристике прибора 1к=Ф ( б) методом проекций построена зависимость /к от времени. Коллекторный ток представля-Е 81

Рис. 3.24

ет последовательность импульсов, отличающихся друг от друга высотой I-max И углом отссчки б. Если разложить каждый из этих импульсов тока в ряд Фурье за период высокой частоты То- = 2л/о)о, получим постоянную составляющую и гармоники высокой

Рис. 3.25

частоты. Напряжение на контуре, настроенном на частоту юо, создается только первой гармоникой гк1=/к1 cos cotf:

Ивых = 411э = /к1!э cos СОо.

Изменение высоты и ширины импульсов тока во времени приводит к изменению амплитуды /к1 с низкой частотой Q. Поэтому выходное напряжение получается модулированным по амплитуде (рис. 3.25г).

Режим работы модулятора, определяемый величинами б, Ui и 1U2, нельзя (выбирать таким, чтобы все мгновенные значения находились в пределах линейного участка характеристики транзистора, так как в этом случае коллекторный ток будет иметь такую же форму, что и щ, амплитуда высокочастотной составляющей то-, ка /к1 будет постоянной, а потому напряжение на выходе окажется немодулированным.

При осуществлении модуляции могут возникать искажения огибающей AM колебания. Оценка величины искажений и выбор режима работы, обеспечивающего их отсутствие, по характеристике прямой передачи гк(Иб) практически невозможны. Для решения этой задачи целесообразен иной подход к рассмотрению работы модулятора. Напряжение щ можно рассматривать как сумму высокочастотного колебания щ и напряжения смещения Ыб()=£б+ +U2{i), медленно изменяющегося с низкой частотой, а модуляцию 82