amat urz kr066

6. MODULACYJNE WZMACNIACZE MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

6.1. Uwagi ogólne

Jakość modulacji w dużym stopniu uzależniona jest od prawidłowości funkcjonowania wzmacniacza modulatora. Modulator, w skład którego wchodzą wstępne stopnie wzmacniające i końcowy wzmacniacz mocy, jest pod względem swego układu bardzo podobny do przeciętnego wzmacniacza mocy małej częstotliwości, stosowanego powszechnie w odbiornikach radiowych oraz urządzeniach radiofonii przewodowej.

Zależnie od systemu modulacji amplitudy, moc użyteczna wzmacniacza modulacyjncgo jest różna. W związku z tym spotykane są układy stopni końcowych wzmacniaczy modulacyjnych pracujące we wszystkich trzech klasach: A, AB i B.

Dla systemu modulacji siatkowych w zupełności wystarcza zastosowanie wzmacniacza z pojedynczą lampą mocy pracującą w klasie A niesymetrycznej. Przy systemie modulacji anodowej wykorzystuje się w przypadku małych nadajników przeciwsobne wzmacniacze klasy AB, natomiast w przypadku nadajników o większej mocy (>100 W) wzmacniacz mocy pracujący w ekonomicznej (ze względu na zasilanie i wykorzystanie lamp) klasie B.

Wzmacniacz modulacyjny powinien dostarczać mocy .wyjściowej wystarczającej z zapasem do maksymalnego wy modulowania, przy czym otrzymane na wyjściu napięcie m.cz. powinno być ściśle określone i odpowiadać warunkom przyjętego systemu modulacji. Nominalna oporność obciążenia wzmacniacza modulacyjnego zostaje określona także z parametrów modulowanego wzmacniacza mocy w.cz. Z drugiej strony modulator musi być obciążony tą opornością optymalną, przy której zdolny jest oddać swą maksymalną nie zniekształconą moc użyteczną m.cz. Dla dopasowania tych dwóch oporności niezbędne jest odpowiednie zaprojektowanie przekładni transformatora modulacyjnego, który odgrywa najbardziej istotną rolę w procesie modulacji, szczególnie anodowej.

Sprawę dopasowania znacznie upraszcza stosowanie wzmacniaczy objętych silnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Wzmacniacze tego (ypu są powszechnie zresztą stosowane, odznaczają się niewielką opornością wewnętrzną, stałością napięcia wyjściowego i nieznaczną zawartością zniekształceń nieliniowych; dzięki tym zaletom idealnie nadają się dcy wysokojakościowego modulowania amplitudy.

Odpowiednie wzmocnienie napięciowe zapewniają wstępne stopnie modulatora sterowanego przeważnie napięciem z mikrofonu. Z tej też przyczyny wzmacniacze modulacyjne wyposażone są często w dodatkowe, wysokoczułe układy wejściowych wzmacniaczy mikrofonowych, które zapewniają dobre wysterowanie stopnia końcowego napięciem wejściowym m.cz., rzędu 1 mV.

Prawidłowa konstrukcja, ekranowanie, stosowanie odpowiednich lamp i bezbłędnie wykonany montaż decydują o należytym odstępie sygnału użytecznego od szumów i przydźwięków.

Osobnym tu zagadnieniem jest zabezpieczenie przed przenikaniem do obwodów (szczególnie wejściowych) wzmacniacza modulacyjnego — napięcia wielkiej częstotliwości, pochodzącego z czynnego w pobliżu nadajnika (PA).

Prócz nominalnej mocy wyjściowej i nominalnego napięcia, wzmacniacz modulacyjny cechuje jeszcze bardzo istotny warunek przeniesienia odpowiedniego pasma częstotliwości akustycznych. Ten właśnie warunek w sposób zasadniczy odbiega od wymagań technicznych stawianych normalnym wzmacniaczom m.cz. O ile w przypadku tych ostatnich dąży się do uzyskania możliwie szerokiego pasma przekazywanych bez zniekształceń częstotliwości akustycznycn (w czym wydatnie pomaga stosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego), o tyle w przypadku modulatorów stosowanych w amatorskiej praktyce krótkofalarskiej sprawa ta wygląda nieco inaczej.

Istotą amatorskiej łączności krótkofalowej fonicznej jest przekazanie w sposób całkowicie czytelny całej treści informacji składających się na normalne QSO. Od modulacji nie jest tu wymagana w żadnym razie radiofoniczna jakość przenoszenia, która zazwyczaj i tak byłaby zatracona w wąskopasmowym kanale odbiorczym współczesnego odbiornika komunikacyjnego. Poza tym. jak już wiadomo, moc wstęg bocznych istotna jest w przekazaniu informacji. Moc ta jest lepiej wykorzystana, gdy przypada na węższe pasmo częstotliwości akustycznych. Ponieważ w fonicznej łączności krótkofalowej przekazywane zostaje wyłącznie pasmo częstotliwości akustycznych zawartych w mowie ludzkiej, łatwo można ustalić po przeanalizowaniu optymalny zakres częstotliwości modula-cyjnych.

W wyniku wielostronnych badań akustycznych charakterystyki głosu ludzkiego ustalono pewien przedział częstotliwości, w których zawarta jest zasadnicza część energii głosowej. Maksimum tej energii występuje w pobliżu 500 Hz. Najbardziej korzystne częstotliwości z punktu widzenia zrozumiałości informacji znajdują się powyżej częstotliwości 500 Hz, przy czym w miarę wzrostu częstotliwości energia głosowa ulega stopniowemu zmniejszeniu. Zmniejszenie to wyrażone w jednostkach napięcia wynosi około 6 dB na oktawę. Natomiast częstotliwości poniżej 500 Hz, zawierające w sumie znaczną jeszcze część energii głosowej, nie wpływają na zwiększenie zrozumiałości przekazywanej informacji. Z zasad akustyki wiadomo poza tym, że ucho ludzkie przy odbiorze częstotliwości akustycznych odczuwa dźwięk w sposób naturalny wówczas, gdy przekazywane pasmo częstotliwości jest ograniczone jednakową ilością oktaw po obu stronach średniej częstotliwości przypadającej w pobliżu 1000 Hz. Przy tej właśnie średniej częstotliwości ucho ludzkie przejawia największą czułość. Jeśli więc po obu stronach /.<_f wystąpi częstotliwość graniczna dolna f_d i częstotliwość graniczna górna /₂ w odstępie jednej oktawy, to otrzyma się pasmo częstotliwości

fd ~ 500 Hz    Ur = 1000 Hz    U = 2000 Hz

oktawa

oktawa