RF модулятор на одном транзисторе

Простейший АМ-приемник был рассмотрен ранее в статье АМ-детекторный приемник: теория и практика. Было бы здорово сделать для него и передатчик. Мы уже знаем, как генерировать несущий сигнал, но еще не умеем правильно его модулировать. Оказывается, соответствующая схема достаточно проста. Об этом еще и пойдет речь.

Схема модулятора AM с одним транзистором

Схема представлена ​​во многих источниках, например, на самом StackExchange:

Скачать модель для LTspice можно здесь. На вход схемы подаются звуковой сигнал V1 и несущая V2. На выходе получаем сигнал в амплитудной модуляции.

Чтобы понять схему, вы должны иметь в виду, что падение напряжения между базой и эмиттером транзистора, Vbe, является функцией тока, протекающего через базу, Ib. Как и в обычном диоде, поскольку PN-переход между базой и эмиттером представляет собой не что иное, как диод. Подавая низкочастотный сигнал на эмиттер и оставляя базовое напряжение относительно постоянным (V2 имеет малую амплитуду), это изменяет Vbe и, как следствие, Ib. В свою очередь, это напрямую влияет на коэффициент усиления транзистора. Когда V1 максимальное, Vbe минимальное, и, следовательно, коэффициент усиления транзистора минимален. Когда V1 минимально, мы имеем максимальное Vbe и максимальное усиление. Таким образом, несущая V2 усиливается относительно V1, и мы получаем амплитудную модуляцию.

Заинтересованным читателям предлагается открыть модель в LTspice и убедиться, что она действительно работает так, как описано выше.

В моем исполнении схема получилась такой:

Звуковой сигнал был сгенерирован с помощью MHS-5200A. Несущая была получена с помощью следящего генератора Rigol DSA815-TG в режиме Zero Span. Впрочем, самодельный генератор или второй канал MHS-5200A с подходящим аттенюатором сгодится ничуть не хуже. Выходной сигнал подавался на осциллограф Rigol DS1054Z:

Это не совсем идеальный AM-сигнал. Но если немного отфильтровать, будет идеально.

Тот же сигнал, но отданный RTL-SDR v3:

Эксперименты показали, что такая схема хорошо работает на частотах от 1 МГц до 30 МГц Уровень несущей не особо критичен и может быть от -20 дБмВт до 0 дБмВт. Оптимальная амплитуда низкочастотного сигнала составляет 4 Вразмах, а его частота может достигать 20 кГц. Выход генератора на нагрузку 50 Ом составляет около -15 дБм.

В целом схема оказалась рабочей и не вызвала никаких проблем.

Приложение: Еще один способ получить амплитудную модуляцию можно найти в Diode Ring Mixer: Theory and Practice. Вас также может заинтересовать статья Memo о частотной модуляции.

Источник: еах.mе