Для отримання амплітудно-модульованих коливань з подавленою несучою в техніці зв'язку зазвичай використовують діодні балансні і кільцеві модулятори. Вони відмінно працюють на порівняно низьких частотах, але на частотах вище 10 МГц у таких модуляторів погіршується точність балансування і відповідно придушення несучої. Це обумовлено труднощами підбору діодів з ідентичними характеристиками і зростаючим на ВЧ шкідливим шунтувальним дією ємностей діодів.
Пропонований балансний модулятор (Авторське свідоцтво № 627560. бюлетень № 34 від 5.10.78) значною мірою позбавлений цього недоліку. Він виконаний з Т-образною мостовою схемою (рис.1). Власне Т-міст містить симетричний високочастотний трансформатор Т1 і два опору Z1 і Z2. Вони можуть бути як активними, так і реактивними (індуктивними або накопичувальними). Коефіцієнт передачі (відношення вихідної напруги u вих до напруги, що розвивається генератором несучої G1) Т-моста дорівнює нулю за умови Z1= =4Z2. Якщо опір Z2 збільшити. на виході моста З'являється напруга, синфазное з напругою генератора, оскільки буде переважати струм в подовжній гілки мосту, що містить Z1. Якщо ж опір Z2 зменшити, то буде переважати струм, поточний через ліву (за схемою) половину обмотки трансформатора Т1 і поперечну гілка - опір Z2. На виході з'являється напруга, наведену в правій половині обмотки, і противофазное напрузі генератора. Таким чином змінюючи в такт зі звуковою частотою опір одного з плечей моста, можна отримати DSB сигнал.
Рис.1
Практична схема модулятора, що працює на несучій частоті 28 МГц, наведена на рис. 2. Опором поздовжньої гілки 7.1 служить ємнісне
Рис.2
опір конденсатора С1, а поперечної Z2 - ємнісне опір ва-рикапа V1. Напруга змішування подається на варикап з підлаштування резистора R2, яким балансують модулятор. Якщо у джерела зміщення з'єднаний із загальним проводом негативний висновок, то слід змінити включення варикапа на протилежне. Ємність конденсатора З/ повинна бути в чотири рази менше ємності варикапа при даному напрузі змішування. Коли на варикап впливає звукове модулююча напруга. його ємність змінюється і Т-міст розбалансовується в ту або іншу сторону, забезпечуючи амплітудну модуляцію з придушенням несучої.
Напруги несучої і звуковий частот подають на модулятор (генератори G1 і G2. у принципі, можуть бути включені як послідовно, так і паралельно). При цьому вхідний опір для звукової частоти виходить дуже великим і досягає десятків мегаом. Завдяки цьому модулятор можна підключати до будь-якого високоомного джерела НЧ сигналу G2, наприклад RC фазовращателю (при конструюванні фазового SSB збудника). Модулюючий напруга можна підвести і по-іншому: до верхнього висновку конденсатора С5, зменшивши його місткість до 1000...3000 пф щоб уникнути завалу вищих звукових частот. Вхідний опір тоді буде дорівнює опору резистора ланцюга змішування R1. Движок змінного резистора R2 слід з'єднати з загальним проводом через конденсатор ємністю 0.1...10 мкф Вхідний опір модулятора для генератора несучої частоти G/ значно менше. воно носить ємнісний характер і становить приблизно 200 Ом.
Рис.3
Розділовий конденсатор С2 перешкоджає попаданню звукового напруги на вихід модулятора. Для узгодження модулятора з навантаженням служить П-контур LIC3C4, налаштований на частоту сигналу. При номінали конденсаторів, зазначених на рис. 2, модулятор добре узгоджується з высокоомной навантаженням (підсилювальним каскадом, виконаним на лампі або польовому транзисторі). Для узгодження з низькоомним навантаженням слід використовувати конденсатор С4 більшої ємності, домагаючись максимальної віддачі потужності промодулированного сигналу. П-контур забезпечує хорошу фільтрацію гармонік несучої з частотами 2f, 3f і т. д. Підлаштовуючи цей контур, можна домогтися і хорошою лінійності модулятора.
Нелінійні спотворення при роботі модулятора на активне навантаження проявляються так: амплітуда вихідного сигналу при негативній полуволне модулюючої напруги (коли ємність варикапа зростає) дещо більша, ніж при позитивній. Це еквівалентно появі другої гармоніки модулюючого сигналу. Виникнення спотворень пояснюється зменшенням внутрішнього ємнісного опору модулятора при зростанні ємності варикапа. Із зростанням коефіцієнта модуляції т нелінійні спотворення помітно збільшуються (крива 1 на рис. 3). Відповідна осцилограма вихідного сигналу показана на рис. 4,а.
Рис.4
Описані спотворення практично повністю усуваються при невеликій розладі вихідного контуру вгору по частоті. коли його опір набуває індуктивний характер. При подальшій розладі з'являються аналогічні спотворення (але зменшується вже інша полуволна модульованого сигналу). Таким чином, підлаштовуючи контур конденсатором СЗ, можна домогтися дуже малих нелінійних спотворень (крива 2 на рис. 3 і осцилограма на рис. 4, б). При правильно налаштованому контурі миттєве значення коефіцієнта гармонік в гіршому випадку (амплітуда НЧ сигналу така, що коефіцієнт модуляції т відповідає максимуму кривої 2 на рис. 3) не перевищує 2...3%. Балансування модулятора при налаштуванні контурів не порушується. У модуляторі можна застосувати варикап будь-якого типу з номінальною ємністю не менше 30 пФ. Трансформатор Т1 намотаний на .кільцевому сердечнику (типорозмір К8х4х2) з фериту М100НН і містить 2х10 витків дроту ПЕЛШО 0,25. Можна використовувати й інші феритові кільцеві сердечники з проникністю від 30 до 400. Обидві половини обмотки трансформатора намотують одночасно двома складеними разом проводами. Потім початок одного з них з'єднують з кінцем іншого, утворюючи середній висновок. Котушка LI містить 20 витків такого ж дроту, намотаного на циліндричному каркасі (трубочці) діаметром 6 мм.
Налаштування модулятора нескладна. Встановивши напруга зсуву на движку підлаштування резистора R2 близько 6 В, грубо балансують модулятор конденсатором С1 до мінімуму сигналу несучої на виході. Точне балансування досягається підстроюванням резистора R2. Потім, подавши низькочастотний сигнал, спостерігають за допомогою високочастотного осцилографа форму вихідної напруги (див. рис. 4) на конденсаторі С4 я підлаштовують вихідний П-контур по максимуму амплітуди і мінімуму спотворень. Налаштувати модулятор можна і без осцилографа, прослуховуючи сигнал на зв'язковий приймач. Але і в цьому випадку підстроювання елементів С1 і R2 ведеться по мінімуму несучої, а СЗ - по найкращому якості та гучності сигналу.
Експериментальна перевірка модулятора проводилася на частоті несучої 28 МГц. Амплітуда напруги несучої частоти становила 1, а низькочастотного сигналу - 4В. При цьому була отримана амплітуда вихідного сигналу 0,35 при придушенні несушей, принаймні на 30 дБ (мінімальне значення, яке міг зареєструвати автор своєї вимірювальною апаратурою).
На закінчення необхідно відзначити, що модулятор можна використовувати для отримання не тільки DSB сигналу, але і звичайного амплитудномодулированного, сильно розбалансувавши його конденсатором С1 і. таким чином, відновивши несучу. В цьому випадку можна отримати дуже глибоку AM (практично 100%) з малими спотвореннями.
Автор: А. Поляків (RA3AAE), р. Москва; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru