Амплитудная модуляция. Амплитудной модуляцией называется процесс изменения амплитуды гармонического сигнала (несущей частоты) по закону измеряемого параметра (модулирующий сигнал)

Амплитудной модуляцией называется процесс изменения амплитуды гармонического сигнала (несущей частоты) по закону измеряемого параметра (модулирующий сигнал). Обычно частота несущего колебания гораздо больше частоты модулирующего сигнала. Математическое выражение АМ колебания при изменении модулирующего сигнала по закону косинуса имеет вид

U_(t) = U_mо(1+ m cos Wt)cos w_ot, (6.14)

где U_mо w – амплитуда и частота несущего колебания;

W – частота модулирующего сигнала;

m – индекс модуляции.

Индекс модуляции определяется соотношением

(6.15)

где Um_max = U_mо(1 + m) – максимальное значение амплитуды;

Um_min = U_mо(1 - m) – минимальное значение амплитуды.

График АМ колебания приведен на рисунке 6.8а.

а б в

а – график; б – модулятор; в – спектр АМ-колебания

Рисунок 6.8 – АМ - колебание

Из выражения (6.4) следует, что для осуществления АМ необходимо перемножить несущее и модулирующее колебания. Следовательно, для выполнения умножения необходим шестиполюсник (рисунок 6.8б).

При модуляции гармоническим сигналом (косинусоидальным) результирующее колебание можно представить в виде суммы колебаний (6.6):

U_(t) = U_mо cos w₀t + 0,5mU_mо cos(w₀ - W)t + 0,5mU_mо cos(w_о + W)t.

Таким образом, спектр АМ-колебаний состоит из трех составляющих: нижней боковой, несущей, верхней боковой (рисунок 6.8в).

На рисунке 6.9а изображена схема, в которой модуляция осуществляется подачей несущего и модулирующего колебаний на базу транзистора резонансного усилителя. Графики, иллюстрирующие работу модулятора, приведены на рисунке 6.9б.

а б

а – схема; б – диаграммы работы

Рисунок 6.9 – Базовый модулятор

Назначение элементов схемы: TV1, TV2 – подача входных сигналов; С₁, С₂ – фильтрация; R₁, R₂ – задание рабочей точки; L₁ – устранение замыкания входных сигналов через источник питания; С₃, L₂ – резонансный контур; L₃ – снятие выходного сигнала.

На рисунке 6.10 приведена схема эмиттерного модулятора на базе дифференциального усилительного каскада.

Рисунок 6.10 – Эмиттерный модулятор