Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-025 Modulátory OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-025

Modulátory Modulace nosné vlny modulačním signálem se uskutečňuje v zařízeních nazývaných modulátory. V praxi mívá přenášená informace velmi komplikovaný průběh. Pokud v procesu modulace dochází pouze ke kmitočtovému posunutí spektra modulovaného signálu, mluvíme o lineární modulaci (amplitudová modulace). Pokud v procesu modulace vzniknou nové kmitočtové složky, které modulační signál neobsahoval, mluvíme o nelineární modulaci (frekvenční a fázová modulace).

Modulátory pro amplitudovou modulaci Diodový symetrický modulátor Tento modulátor obsahuje dva přenosové transformátory a dvě diody jako spínače. Přívody vysoké frekvence musí být přesně ve středech transformátorů. Výstupní spektrum signálů, které jsou na výstupu Tr2 obsahuje složky tvořené součty a rozdíly lichých násobků nosné frekvence a frekvence modulační. Proto je zde zařazen filtr, který propustí jen požadované signály. Tento modulátor však nezabraňuje průniku samotného nosného (nemodulovaného) signálu na výstup.

Modulátory pro amplitudovou modulaci Obr. 1 Diodový symetrický modulátor

Modulátory pro amplitudovou modulaci Diodový kruhový modulátor U tohoto modulátoru musí být opět přívody vysoké frekvence přesně ve středu transformátorů. Použité diody musí mít shodné vlastnosti. Středy vnitřních vinutí transformátorů jsou buzeny vysokofrekvenčním nosným signálem. Diody pracují v závislosti na frekvenci nosného signálu jako spínače, takže vstupní modulační signál se přivádí na vstupní vinutí vysokofrekvenčního transformátoru Tr1 v původní polaritě a v opačné polaritě v závislosti na vysokofrekvenčním nosném signálu.

Modulátory pro amplitudovou modulaci Diodový kruhový modulátor Výhodou tohoto typu modulátoru je oproti diodovému symetrickému modulátoru to, že potlačuje průchod původního nosného (nemodulovaného) signálu. Spektrum výstupního signálu je stejné jako u diodového symetrického modulátoru. Tento druh modulátoru lze použít i jako demodulátor, v tom případě se na jeho vstup přivádí modulovaný signál a nosná vlna.

Modulátory pro amplitudovou modulaci Obr. 2 Diodový kruhový modulátor

Modulátory pro amplitudovou modulaci Tranzistorový kolektorový modulátor Na bázi tranzistoru v zapojení se společným emitorem se přivádí nosná vlna. Modulační napětí se spolu se stejnosměrným kolektorovým napětím UCC přivádí přes vazební transformátor Tr a rezonanční obvod LC, vyladěný na kmitočet nosné vlny, na kolektor tranzistoru. Na tomto obvodu se vytváří vlivem výstupních nelinearit tranzistoru požadovaný modulovaný signál AM, který je již možné prostřednictvím pomocného vazebního vinutí L1 odebírat k dalšímu zpracování.

Modulátory pro amplitudovou modulaci Tranzistorový kolektorový modulátor Tranzistor T je možné nastavit do pracovní třídy A, tehdy je možné dosáhnout velké hloubky modulace blížící se 100%, ale nevýhodou je malá energetická účinnost zapojení (asi 25%). Tranzistor T je možné nastavit i do pracovní třídy C, kdy lze při malých hloubkách modulace rovněž zajistit lineární režim, ale s podstatně větší účinností (až 70%).

Modulátory pro amplitudovou modulaci Modulátor s operačním zesilovačem V moderních rádiových vysílačích se můžeme setkat s modulátory realizovanými pomocí transkoduktančního operačního zesilovače. Jedná se o běžný operační zesilovač se symetrickým napěťovým vstupem a proudovým výstupem.

Modulátory pro amplitudovou modulaci Modulátor s operačním zesilovačem Na vstupní svorky 2-3 operačního zesilovače se přivádí nosná vlna, jejíž zesílení se nastaví pomocí stejnosměrného proudu In přiváděného na svorku 5 (obr. 3). Předností tohoto modulátoru je vysoká linearita modulace AM – a to i při plné hloubce modulace (m = 100%).

Obr. 1 Modulátor s transkonduktačním operačním zesilovačem

Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

Literatura J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989 M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002