В параллельно-балансном модуляторе так же, как и в балансной схеме, в нагрузке не будет составляющих несущей частоты © и ее гармоник. При положительных полуволнах напряжения несущей частоты диоды открываются и шунтируют сопротивление нагрузки, т. е. тока в RH не будет. При отрицательных полуволнах напряжения несущей частоты диоды закрываются и в RH появятся импульсы тока. Такого типа схемы применяются в аппаратуре многоканальных систем в индивидуальных (для одного канала) преобразователях.
На рис. 80 показана схема двойного балансного (кольцевого) модулятора, в которой диоды Д1, Д2, ДЗ и Д4 соединены последовательно (по кольцу). При положительных полуволнах напряжения несущей частоты диоды Д1 и Д2 открыты, а диоды ДЗ и Д4 — закрыты, т. е. схема будет эквивалентна схеме. При отрицательных полуволнах напряжения несущей частоты диоды ДЗ и Д4 открываются, а диоды Д1 и Д2 закрываются, т. е. при этом схема также будет эквивалентна схеме балансного преобразования. Таким образом, кольцевой преобразователь как бы содержит две балансные схемы, поэтому его называют двойным балансным преобразователем. Кольцевой преобразователь создает меньшие потери мощности, чем все другие преобразователи, и количество паразитных продуктов на его выходе минимально.
Преобразователи, собранные на диодах, называют пассивными. Они вносят потери мощности в тракт передачи сигнала за счет потерь в трансформаторах и диодах. Балансные и однотактные преобразователи также имеют потери за счет того, что ток в нагрузке имеет место только при одном из двух полупериодов напряжения несущей частоты. Потери мощности при преобразовании сигнала оцениваются рабочим затуханием преобразователя где Ря — мощность, которую отдает источник сигнала на согласованную с ним нагрузку; Р«0±э— мощность полезной боковой частоты + Q или со—Q, фактически выделяемая на сопротивлении нагрузки преобразователя.
Для уменьшения затухания преобразователей в них в качестве нелинейных элементов вместо диодов используются активные элементы — транзисторы.
Преимуществом транзисторного преобразователя является то, что за счет использования энергии источников питания он вносит в тракт передачи сигнала некоторое усиление. На рис. 81 показана схема активного однотактного преобразователя. Как и в пассивных преобразователях, в них должны выполняться условия.
При рассмотрении работы схем активных преобразователей частоты предположим, что при положительных полуволнах напряжения несущей частоты на эмиттер будут подаваться положительные потенциалы, на базу — отрицательные, а при отрицательных полуволнах — наоборот. В первом случае в цепи эмиттер-база будет возникать ток, во втором — нет. Изменение тока эмиттера будет вызывать изменение тока коллектора. Поэтому при положительных полуволнах напряжения несущей частоты в коллекторной цепи, а следовательно, и в нагрузке R будет возникать коллекторный ток, а при отрицательных полуволнах напряжения несущей частоты он будет близким к нулю. На выходе преобразователя будем иметь амплитудно-модулированное колебание аналогично колебаниям на выходе пассивного однотактного преобразователя. Следовательно, спектр частотных составляющих тока на выходе обоих преобразователей будет одинаковым.
На рис. 82 приведена схема активного балансного транзисторного преобразователя. Для четкой работы схемы необходима ее балансировка, т. е. параметры транзисторов 77 и Т2 и число витков полу обмоток дифференциальных трансформаторов ДТр1 и ДТр2 должны быть одинаковы, а токи в коллекторных цепях равны. Последнее условие достигается подбором резисторов /?. В этом случае ток несущей частоты и его гармоник 2о, и т. д. на выходе преобразователя напряжения сигнала U и напряжения несущей частоты «со в верхней ветви схемы эти напряжения будут совпадать по фазе и суммироваться, а в нижней — находиться в противофазе и вычитаться. При отрицательной полуволне напряжения сигнала и положительных полуволнах напряжения несущей частоты в верхней ветви эти напряжения будут находиться в противофазе и вычитаться, а в нижней — в фазе и суммироваться. Поэтому в нагрузке RB будут импульсу тока такие же, как и в пассивном балансном преобразователе.
Недостатки транзисторных преобразователей — трудность подбора транзисторов с одинаковыми параметрами, а также необходимость источников питания. |