Ми обмежимося розглядом найбільш простого
типу модуляції - амплітудної модуляції.
Як здійснюється амплітудна модуляція
Для здійснення амплітудної модуляції можна використовувати схему, зображену на малюнку 5.26. Ця схема складається з генератора на транзисторі (нижній великий пунктирний прямокутник), до якого долучено модулятор (верхній пунктирний прямокутник). У найпростішому випадку
Мал. 5.26
модулятор складається з мікрофона і джерела струму, з'єднаних послідовно з первинної обмоткою L1 трансформатора. Вторинна обмотка трансформатора L2 приєднана паралельно до конденсатора С контуру в ланцюзі бази транзистора. Конденсатор С має малий опір для змінного струму високої частоти, поточного по обмотці котушки зворотного зв'язку L. Вторинна обмотка трансформатора L2 має велике індуктивне опір. Тому змінні струми високої частоти, що виробляються генератором, проходять через конденсатор С, не відгалужуючись в ланцюг мікрофона мо-дулятора. В результаті генератор працює так само, як і під час відсутності модулирующей ланцюга.
Якщо мікрофон відключений, то генератор виробляє гармонійні коливання:
ix = Im0 sin cof, (5.10.1)
де з - несуча частота, a ImQ - постійна амплітуда колі-баний. Графік цих коливань представлений на малюнку 5.27, а.
При включеному мікрофоні звукові хвилі збуджують в його ланцюга електричні струми низької частоти. Для цих струмів конденсатор має більший опір. Тому змінна напруга, що створюється на кінцях обмотки L2 трансформатора, виявляється цілком прикладеним до ділянки кола база-емітер. Повільні коливання цієї напруги призводять до повільного зміни амплітуди високо-частотних коливань в ланцюзі контуру генератора. Модуляція гармонійними коливаннями звукової частоти
Розглянемо простий випадок, коли модулирующие коливання в ланцюзі мікрофона є гармонійними і відбуваються з частотою Q (рис. 5.27, б). Тоді амплітуда коливань в контурі генератора буде періодично змінюватися з частотою Q, і її можна записати у формі
ІШ = Іт 0 (1 + * 8ІПШ). (5.10.2)
Коефіцієнт k називається глибиною модуляції; при k = 0 модуляція відсутня. Максимальні значення амплітуди ко- лебанія сили струму в контурі 1так = ImQ (1 + k), а мінімальні значення рівні Jmin = ImQ (1 - к). Тому глибина модуляції
k Imax "J / nin. (5.10.3)
max min
Глибина модуляції визначається амплітудою коливань сили струму в ланцюзі модулятора.
Зміна сили струму в контурі генератора з плином часу відповідно до вираження (5.10.2) запишеться так:
i2 = Im0 (1 + k sin Ш) sin соf. (5.10.4)
Так як частота модуляції? 2 з, то амплітудно-модулі- рова коливання можна наближено розглядати як гармонійні коливання з періодично повільно змінюється амплітудою (рис. 5.27, в). Тимчасову розгортку модульованих коливань можна спостерігати на екрані осцилографа, якщо подати на нього напругу з контуру генератора.
Частотний спектр модульованих коливань
Дуже істотно, що при модуляції змінюється частотний спектр коливань.
Модульовані коливання - це не просто накладення гармонійних коливань з різними частотами зі і? 2. Зараз ми це побачимо.
Згадаймо відому з тригонометрії формулу для твори синусів:
sin a sin Р = | cos (а - Р) - и cos (а + Р).
З огляду на це, замість виразу (5.10.4) отримаємо
Ik Ik
І2 = 1т0 Sin cof + -Щ- cos (CO -? 2) f - -y- cos (CO +? 2) f. (5.10.5)
Амплітудно-модульоване коливання в нашому простому слу-чаї є сумою трьох гармонійних коливань, що відбуваються з частотами зі, зі + Л і з -? 2. Поряд з коливання-ми несучої частоти з'явилися додаткові коливання з частотами зі +? 2 і зі -? 2, званими бічними частотами. Амплітуди коливань верхньої (зі +? 2) і нижньої (зі -? 2) бічних частот однакові і визначаються глибиною мо-дуляціі. На малюнку 5.28 представлений
С- «ТТ (0 - І2 зі