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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA modulador balanceado. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Nós de equipamento de rádio amador. Moduladores Para obter oscilações moduladas em amplitude com uma portadora suprimida na tecnologia de comunicação, geralmente são usados moduladores balanceados de diodo e em anel. Eles funcionam muito bem em frequências relativamente baixas, mas em frequências acima de 10 MHz, esses moduladores têm baixa precisão de balanceamento e, consequentemente, supressão de portadora. Isso se deve à dificuldade de selecionar diodos com características idênticas e ao efeito de derivação prejudicial das capacitâncias dos diodos que aumentam em HF. O modulador balanceado proposto (certificado do autor nº 627560. Boletim nº 34 de 5.10.78) é amplamente desprovido dessa desvantagem. É feito de acordo com o esquema de ponte em forma de T (Fig. 1). A própria ponte T contém um transformador de alta frequência simétrico T1 e duas resistências Z1 e Z2. Eles podem ser ativos ou reativos (indutivos ou capacitivos). O coeficiente de transferência (a razão da tensão de saída Uout para a tensão desenvolvida pelo gerador portador G1) da ponte T é zero sob a condição Z1= =4Z2. Se a resistência Z2 for aumentada. na saída da ponte aparece uma tensão em fase com a tensão do gerador, pois prevalecerá a corrente no ramo longitudinal da ponte contendo Z1. Se a resistência Z2 for reduzida, a corrente que flui pela esquerda (de acordo com o circuito) metade do enrolamento do transformador T1 e o ramo transversal - a resistência Z2 prevalecerá. Na saída, neste caso, aparecerá uma tensão, induzida na metade direita do enrolamento, e antifásica à tensão do gerador. Assim, alterando a resistência de um dos braços da ponte no tempo com a frequência de áudio, você pode obter um sinal DSB.
Um diagrama prático de um modulador operando em uma frequência portadora de 28 MHz é mostrado na fig. 2. A resistência do ramo longitudinal 7.1 é capacitiva
a resistência do capacitor C1, e a transversal Z2 é a capacitância do varicap V1. A tensão de mistura é fornecida ao varicap pelo resistor trimmer R2, que equilibra o modulador. Se a fonte de polarização tiver um terminal negativo conectado ao fio comum, a inclusão do varicap deve ser alterada para o oposto. A capacitância do capacitor C/ deve ser quatro vezes menor que a capacitância do varicap em uma determinada tensão de mistura. Quando uma tensão modulante sônica é aplicada ao varicap. sua capacitância muda e a ponte T fica desequilibrada em uma direção ou outra, proporcionando modulação de amplitude com supressão de portadora. As tensões da portadora e da frequência de áudio são aplicadas ao modulador (os geradores G1 e G2 podem, em princípio, ser conectados em série e em paralelo). Neste caso, a impedância de entrada para a frequência de áudio é muito grande e chega a dezenas de megaohms. Graças a isso, o modulador pode ser conectado a qualquer fonte de sinal de baixa frequência G2 de alta resistência, por exemplo, um deslocador de fase RC (ao projetar um excitador de fase SSB). A tensão modulante também pode ser aplicada de outra forma: no terminal superior do capacitor C5, reduzindo sua capacitância para 1000 ... 3000 pF para evitar o bloqueio das frequências sonoras mais altas. A resistência de entrada será então igual à resistência do resistor do circuito de mistura R1. O motor do resistor variável R2 deve ser conectado a um fio comum através de um capacitor com capacidade de 0.1 ... 10 microfarads.A resistência de entrada do modulador para o gerador de frequência portadora G/ é muito menor. é de natureza capacitiva e tem aproximadamente 200 ohms.
O capacitor de acoplamento C2 evita que a tensão sonora entre na saída do modulador. Para combinar o modulador com a carga, é usado o P-loop LIC3C4, sintonizado na frequência do sinal. Com as classificações dos capacitores mostrados na fig. 2, o modulador está de acordo com uma carga de alta resistência (um estágio de amplificação feito em uma lâmpada ou um transistor de efeito de campo). Para combinar com uma carga de baixa resistência, um capacitor C4 maior deve ser usado, alcançando a potência máxima de saída do sinal modulado. O P-loop fornece uma boa filtragem de harmônicos de portadora com frequências de 2f, 3f, etc. Ajustando este loop, você também pode obter uma boa linearidade do modulador. Distorções não lineares durante a operação do modulador em uma carga ativa aparecem da seguinte forma: a amplitude do sinal de saída com uma meia onda negativa da tensão de modulação (quando a capacitância do varicap aumenta) é um pouco maior do que com uma positiva. Isso equivale ao aparecimento do segundo harmônico do sinal modulante. A ocorrência de distorções é explicada pela diminuição da resistência capacitiva interna do modulador com o aumento da capacitância do varicap. Com o aumento do fator de modulação m, as distorções não lineares aumentam notavelmente (curva 1 na Fig. 3). A forma de onda correspondente do sinal de saída é mostrada na fig. 4a.
As distorções descritas são quase completamente eliminadas com uma ligeira desafinação do circuito de saída em frequência. quando sua resistência se torna indutiva. Com mais desafinação, distorções semelhantes aparecem (mas outra meia onda do sinal modulado diminui). Assim, ajustando o circuito com o capacitor C3, podem ser alcançadas distorções não lineares muito pequenas (curva 2 na Fig. 3 e o oscilograma na Fig. 4, b). Com um circuito devidamente sintonizado, o valor instantâneo do coeficiente harmônico no pior caso (a amplitude do sinal de baixa frequência é tal que o coeficiente de modulação m corresponde ao máximo da curva 2 na Fig. 3) não excede 2. ..3%. O equilíbrio do modulador ao ajustar o contorno não é perturbado. No modulador, você pode usar qualquer tipo de varicap com capacitância nominal de pelo menos 30 pF. O transformador T1 é enrolado em um núcleo de anel (tamanho K8x4x2) feito de ferrite M100NN e contém 2x10 voltas de fio PELSHO 0,25. Você pode usar outros núcleos de anel de ferrite com permeabilidade de 30 a 400. Ambas as metades do enrolamento do transformador são enroladas simultaneamente com dois fios dobrados juntos. Então o início de um deles é conectado ao final do outro, formando a conclusão intermediária. A bobina LI contém 20 voltas do mesmo fio enroladas em uma estrutura cilíndrica (tubo) com diâmetro de 6 mm. Configurar o modulador é fácil. Ao definir a tensão de polarização no resistor trimmer R2 para cerca de 6 V, equilibre aproximadamente o modulador com o capacitor C1 para um mínimo do sinal portador na saída. O balanceamento fino é obtido ajustando o resistor R2. Em seguida, aplicando um sinal de baixa frequência, eles observam a forma da tensão de saída usando um osciloscópio de alta frequência (ver Fig. 4) no capacitor C4. Ajusto o circuito P de saída para a amplitude máxima e distorção mínima. Você pode configurar o modulador sem osciloscópio, ouvindo o sinal no receptor de comunicação. Mas neste caso, o ajuste dos elementos C1 e R2 é feito de acordo com a portadora mínima, e C3 - de acordo com a melhor qualidade e volume do sinal. A verificação experimental do modulador foi realizada em uma frequência portadora de 28 MHz. A amplitude da tensão da frequência portadora foi de 1 V e a amplitude do sinal de baixa frequência foi de 4 V. Neste caso, obteve-se uma amplitude do sinal de saída de 0,35 V com supressão de portadora de pelo menos 30 dB (valor mínimo que o autor poderia registrar com seu equipamento de medição). Em conclusão, deve-se notar que o modulador pode ser usado para obter não apenas um sinal DSB, mas também um sinal modulado em amplitude convencional, desequilibrando-o bastante com o capacitor C1 e. restaurando assim o portador. Neste caso, você pode obter AM muito profundo (quase 100%) com baixa distorção. Autor: A.Polyakov (RA3AAE), Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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