Балансный модулятор — прототип

Рис. 22 с анимированными токами; рядом с каждым цветом на схеме — его график

Схема и графики

Схему можно листать по горизонтали →

E К R1 C2 L1 C3 S АМ (t) VT1 C1 S(t) R2 R3 C4 u(t) u (t)модулирующий сигналS (t)входSАМ (t)выход, АМ-сигналI (t)EКпитание, смещение (пост.)
Нажми на элемент схемы (R1, C2, VT1, Eк…) — увидишь, что он делает и его текущий сигнал. Если у элемента есть «напарники» с той же функцией (например, R1+R2 — делитель смещения, C1+C3+C4 — разделительные конденсаторы, L1+C2 — контур), они подсветятся вместе, и для каждого будет своё пояснение.

Рисунок 22 — схема балансного модулятора на VT1; точки показывают направление токов

смещение базы: делитель R1 (к шине −EК) + R2 (к общему проводу) входной сигнал S(t)→C1→база выход SАМ(t) через C3 модулирующее u(t) → C4 → эмиттер

Спектры сигналов

1. S(t) — несущая

2. u(t) — модулирующий сигнал

3. Перемножение в VT1 — до контура

4. После контура L1C2 — SАМ(t); пунктир — АЧХ контура

Частоты в кГц: несущая f₀ задаётся ползунком «Несущая f₀» (по умолчанию 100 кГц); контур L1C2 автоматически подстраивается под неё (пересчитывается C2 при L1 = 1 мГн), модулирующая F задаётся ползунком «Частота модуляции» (3…30 кГц). F не зависит от f₀: при смене несущей меняется только число периодов несущей n = f₀/F на период модуляции. F округляется до f₀/n кГц, где n — целое число от 3 до 60 (чтобы анимация не «плыла»), поэтому подпись у ползунка всегда равна «F=…» на спектрах. Числа над линиями — относительные амплитуды. Высоты линий — условные, они меняются с m и режимом транзистора. Умножение во времени = свёртка спектров, поэтому вокруг f₀ появляются f₀ ± F; контур L1C2 оставляет только f₀ и f₀ ± F, но из-за конечной добротности (Q — ползунком) боковые ослабляются тем сильнее, чем больше F; пунктир на спектре 4 — АЧХ контура. Если m на выходе больше 1, это перемодуляция. Линия при f=0 в спектре 3 — постоянная составляющая коллекторного тока (рабочая точка VT1); L1 замыкает её на шину, а C3 её не пропускает, поэтому в спектре 4 её нет. В режиме «бигармонический» u(t) = два тона F₁=F и F₂ (частота и амплитуда задаются ползунками); в спектре 4 две пары боковых f₀±F₁ (подписаны) и f₀±F₂ (внешние), ширина спектра 2·F₂, а огибающая — биения двух тонов. В режиме «случайный» u(t) — сумма гармоник F…K·F со случайными амплитудами и фазами (K ≤ n − 2, где n = f₀/F, суммарная амплитуда нормирована на 1): вокруг f₀ вместо пары боковых появляются две полосы, ширина спектра равна 2·K·F; «Новая реализация» меняет амплитуды и фазы. Амплитуда u(t) пропорциональна m.

SАМ(t)=[1+m·sin(Ωt)]·S(t). Измеренное m на экране меньше заданного: контур L1C2 ослабляет боковые f₀±F, а C4 слегка срезает u(t). График I(t) у контура L1C2 — положительные полуволны SАМ(t). График EК — постоянная составляющая (линия без изменения во времени).