87

ششمفصل

AAMMAAmmpplliittuuddee هايهايفرستندهفرستندهمباني مباني TTrraannssmmiitttteerr

ـ كرج ايستگاه راديوئي كمال آباد

مورد استفاده قرار (Broadcast) كه در پخش برنامه هاي راديوييAMنمايي از فرستنده هاي واقعي ميگيرد

88

مقدمهس ، ويژگي هايي بر سيگنال مترتب است كه اصلي ترين همانطور كه ديديم براي انتقال راديويي كارآمد يك يگنال

. بودن سيگنال است"باند گذر"ويژگي و از اين جهت كه تمامي پيام ها سيگنالهايي پايين گذر ميباشند ضرورت بكار گيري بر مدوالسيون كه عمال ارتقاء

. راهم مي گرددفRFبه حوزه فركانسي ) بدون لطمه زدن به اطالعات( انتقال اطالعات مي پردازيم،)CW(در اين بخش به بررسي اولين شيوه مدوالسيون از گروه مدوالسيون هاي كارير پيوسته

." استانداردAMمدوالسيون"اين مدوالسيون به اين جهت كه سيگنال مدوله شده رابطه اي كامال خطي با پيام دارد بعنوان مدوالسيون

.معرفي مي شود نيز Linear Modulationخطي در كاربرد برودكاست تعريف مي شود فراگير ترين كاربرد MHz 1,8 تا kHz 500 كه از فركانسAMراديوي

. سيستم فوق مي باشند، موزيك يا آواز( سيگنال پيام مورد مصرف اين سيستم در حالت عام سيگنالهاي هيبريدي مي باشد كه)صحبت

ا AMكه قبل از ورود به مدوالتور(. برخوردارند) kHz 4,5يا(kHz 5تا0ز طبق استاندارد از پهناي بانديو .) اين ويژگي در مورد سيگنالها پيام اعمال مي گرددpre Ampتوسط يك فيلتر

پي)1-6( )music, speech, singin(ام شكل موج

89

AMسيگنال)1-6(:ة زمانحوز-AMتعريف رياضي سيگنال)1-1-6(

و تعريف مقدماتي سيگنال و رابطه رياضي مبين يك سيگنالAMاز مفهوم را در حوزةAM استفاده مي كنيم:زمان چنين ارائه مي كنيم

( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( )tCosttCostAt fxAfx cmccc πµπ 212 +==

Ac: ح ) يا ولتاژ صفر است(رأكثر كارير مدوله نشده يا همگامي كه پيام وجود ندارددامنه( )txm : .مي باشد)-1و+1(تغييرات دامنه احظه اي پيام كه محدود به ناحيه

µ : Modulation Index 0 < µ ≤1 مدوالسيوندضريب يا درص

اين نكتـه مطـرح اسـت كـه چـرا دامنـه كـارير متناسـب بـا عبـارتAMبا مشاهده رابطه سيگنال:1نكته( )txmµ+1دل شده؟م

، يعني) envelope(پاسخ اين سوال را باتكيه بر معادله پوش چـون همـواره تـابع. مي دهيم A(t)كارير) تابعي فقـط از A(t) در نوسان است چنانچه-1و1كسينوس بين )txmµباشـد همـواره در گيرنـده و بـا-و يا دامنه+ دامنه رسيده به مقصد بواسطه دامنه تشخيص اينكه پيام بـوده يـا خيـر بـسيار سـخت

، حال اينكه با اضافه كردن عدديك به پيـام موجـب مـي گـردد همـوار ة شيوه هاي معمول غير ممكن استA(t) از تغييرات پيام ثابت بماند" عالمتي مستقل"و باصطالح+ بصورت تابعي با عالمت مشخص .

( ) ( ) cmcm AtAt xx 2]1[011 ≤+≤⇒+≤≤− µµAM را بطور تفكيك شده مالحظه كنيم به اين نتيجه مي رسيم كه سيگنالAMچنانچه سيگنال:2نكته

: شكل گرفته استكارير مدوله شده با پيامو كارير مدوله نشدهاستاندارد از دو بخش( )[ ] ( )tCost fxA cmc πµ 21+

)2()()2()( tfCosxtAtfCosAtx cmcccc πµπ +=

.6-2(شكل 10(AM سيگنال) ≤≤ µ(

سيگنال پيام5kHz =BWm

سيگنال كارير)fc>>BWm(

90

:حوزه فركانس–AMتعريف رياضي سيگنال)2-1-6(و علي الخصوص تع يين باند فركانسي مورد اشغال هر سيگنال الزم است براي بررسي رفتار سيگنال در حوزه فركانس

.تعيين گردد) تبديل يا سري( با بهره گيري از تكنيك هاي فوريه، تابع تبديل فوريه سيگنال طبق رابطه فوريه

∫∞

∞−

−= dtetxfX ftj ]2[)()( π

.چنانچه در بخش سوم مطرح شد با بهره گيري از جدول قضاياي فوريه به روابط زير مي رسيم

)()(

)]()([21)(

])()([21)()(

faXtax

ffeffetCos

effXeffXtCostx

f

cj

cjf

c

jc

jc

fc

→←

++−→←+

++−→←+

−

−

δδϕω

ϕω

ϕϕ

ϕϕ

و رابطه رياضي حاكم بر سيگنال را در حوزة فركانس مشخصAMبنابراين از قضاياي ذكر شده استفاده مي كنيم:مي كنيم

f(δ تابع ضربه ): :Xm(f) تبديل فوريه پيام

AM تبديل فوريه سيگنال Xc(f):

س)6-3(شكل ، سيگنال(AMيگنال نمايش نمودار فركانسي ، كارير )AMپيام

)2()()2()( tfCostxAtfCosAtx cmcccc πµπ +=

)]()([2

)]()([2

)( cmcmc

ccc

c ffXffXA

ffffA

FX ++−+++−=µ

δδ

91

)kHz 5(Wطيف سيگنال پيام با پهناي باند)6-4(شكل)W2).kHz 10 با پهناي باندAMطيف سيگنال

) كمي–كيفي(AMپارامتر هاي مشخصةسيگنال)2-6(AMپهناي باند سيگنال)1-2-6(

به آساني مشخص مي شود كه پهناي باند مصرفيAMشدة با مراجعه به نمودار طيف فركانسي سيگنال مدوله. استاندارد دو برابر پهناي باند پيام مي باشدAMسيگنال

BW = 2W W : پهناي باند پيام

هر)MWباند هاي( برود كاستAMيويي براي سيستم هاي راد و باند محافظ با احتساب اينكه پهناي باند پيامبرkHz )5(4,54كانال را نظر گرفته مي شود تقسيم بندي تخصيص ايستگاههاي راديويي مبتني

BW=10(9)KHz1. مي باشد

صد(ضريب)2-2-6( Modulation index مدوالسيون) درم ) انـديكس( يـا ضـريبµ، مقـدارAMهمترين پارامترهاي كيفي تأثير گذار در عملكرد نهايي فرسـتنده يكي از

. مدوالسيون مي باشد كـه تعيـين كننـدهµمحدود شده باشد با تعريـف ضـريبي بنـام)-1و+volt 1( چنانچه تغييرات پيام به ناحية

و تـأثير گـذاري اپراتـور در تنظـيم)يا درصد(ن ميزا ، امكان دخالت مشاركت پيام در مدوله كردن دامنه كارير استو( پر محتوا[بهينه عملكرد مدوالتور در خصوص سازگاري با پيام هاي متنوع ،(و كـم محتـوا ...) موزيـك صـحبت

و )سخنراني ه. فراهم مي گردد]... µ=1باشد يعني% 100نگامي است كه مشاركت بديهي است بهترين حالت. اتفاق مي افتد كه معادل است با توقف عمل مدوالسيون استµ=0و بدترين حالت براي

. مي باشدMW،9KHzاستاندارد ترتيب ايستگاههاي موج در كشور1

92

:ضريب مدوالسيون

0=µ

:ضريب مدوالسيون

1≤µ

AM ضريب مدوالسيون بر شكل موج نهايي نحوة تاثير مقدار).6-5(شكل

93

پديده فوق مدوالسيون)1-2-2-6(قرار over Modulation، مدوالتور در حالت)1fµ( تجاوز كند% 100هنگامي كه ضريب مدوالسيون از

و بطور عملي در مقاطعي از زمان عمال ) في پيام مي باشدوضعيت مقدار من كه تعيين كننده اين مقاطع( گرفته، مدوالسيون. اطالعات پيام از دست مي رود را براي)tone( يك پيام تك فركانسAMبراي فهم بهتر اين پديده

10سه حالت pp µ1و=µ1وfµهم از نظر روابط رياضي سيگنال AMا و هم ز ديد گاه در حوزه زمان. بررسي مي كنيم)1fµبراي حالت( عملي

پديدة فوق مدوالسيون ).6-6(شكل µ(Over Modulation)<1:ضريب مدوالسيون

:AMسيگنالtCos)t(x:پيام

tCos)t(x1A)t(x

mm

CmCC

ωωµ

=+=

در حوزه زمان" فوق مدوالسيون"تحليل رياضي

)()( tCostx mm ω=

01:0 >+= ααµµ f

)2()(1()( tfCostCosAtx cmcc πωµ+=

)2()2()1(1()( tfCostfCosAtx cmcc ππα++=و كوچكتر ازtxmµهنگاميكه عبارت تغيير1800رد ضمن اينكه كارير ناگهان دچار را بپذي-1 مقداري منفي

اطالعات پوش كارير در مقصد غير قابل بازيابي خواهد)txmµ>-1(فاز مي گردد ماداميكه اين حالت ادامه يابد .بود

)1

1(1

1)2(1)2()1( 1

ααππα

+−=

+−

⇒−+ −CostfCostfCos mm pp

94

از ديد گاه عملي"فوق مدوالسيون"تحليل پديدهم ، و تقويت كننده،)Mixer(ضرب كننده ، پيش تقويت اوليه پيامو بهرةبخش توليدجموعه در مدوالتور

راtxmµ)(ع مقدار كلي، مجموعه عواملي هستند كه در مجموعناصر عبور دهنده پيام از مدوالتور large، ترانزيستور مدوالتور به سبب حالت تحريك"ن اور مدوالسيو"بهنگام وقوع پديده. تعيين ميكنند

signalو بعبارتي بهر و نهايتا خروجيacة به سمت ناحيه قطع سوق داده شده مدوالتور صفر گرديده. مدوالتور در اين محدوده زماني كامال قطع خواهد شد

ي يا تغييرات مثل( لحظه اي فراوان نظير موزيك بنابرين توصيه مي شود همواره فرستنده براي برنامه هاشبكه معارف خصوصا نظير(و براي برنامه هاي با ريتم آرام%70-80 هاي متوسطµدر) راديو پيام

، تا بدين ترتيب ضمن تامين راندمان%90هاي بااليµدر ) هنگام پخش قرآن يا مجلس تنظيم گرددو اعوجاج پيام خواهد شد جلوگيري بعمل آيد .الزم از بروز فوق مدوالسيون كه منجر به قطعي فرستنده

)effµ(ضريب مدوالسيون مؤثركيفيت مدوالسيون با پارامتر ضريب مدوالسيون مدوله شود، ارزيابيtoneچنانچه كاريري توسط چند سيگنال

: گردد سنجيده ميeffµمؤثر

∑AM:iµانديكس مدوالسيون سيگنال=

=n

iieff

1

2µµ

. مدوله شده باشدi شمارةtoneهنگاميكه فقط كارير با

و محاسبة ضريب مدوالسيون هاي اندازه شيوه)2-2-2-6( گيريح) الف( )tone مدوالسيون حالت خاص(وزة زمان روئيت سيگنال مدوله شده در

.6-7(شكل tone با پيامAMسيگنال مدوله شدة)

µµµαβ CCC AAA 2)1()1( =−++=−

CCC A)(A)(A 211 =µ−+µ+=α+β

%EEEE

minmax

minmax 100×+−=µيا µ=

α+βα−β

95

طر)ب( :گيري توان كل ارسالي يا جريان آنتن اندازهيق ازكل ارسالي وتوان كارير معلوم باشد ضريب مدوالسيون از رابطه زير محاسبه مي : گردد چنانچه توان

)m(PP Ct 21

2

+=

و جريان آنتن معلوم است رابطه ديگري نيز قابل استفاده است (از طرفي چون رابطه توان معموال.Ω= 50Zant(

)2

1(2mII Ct +=antt ZIP 2=

AM توان سيگنال)3-2-6(

tfCos)t(x(A)t(x CmCC πµ+= 21:توان متوسط ارسالي هر سيگنال متناوب

∫= CTC

CT dt)t(x

TS

021

:باشد لذا با تقريب بسيار خوب داريمميfc>>wبا توجه به اينكه

∈=

),0()(

c

C

TtCtetx

. باشد متناوب ميtxc)( چندTcتا0توان فرض كرد در فاصلة لذا به طور تقريبي مي

+++=

++=

+=

∫ ∫

∫

∫

c c

c

c

T T

cmc

mc

cT

T cmc

cT

T

cmcc

T

tdwCostxT

dttxT

AS

dttwtxAT

S

tdtfCostxAT

S

0 0

22

0

22

0

222

22))(1(1))(1(12

2)2cos1(

))(1(1

2))(1(1

µµ

µ

πµ

fc چون >> w و تغييراتمي مي فوق(Tc-0) در xm(t)باشد و تقريبا ثابت فرض خواهيم شود العاده نامحسوس.داشت

µ+µ+= ∫ cT

mmc

cT dt)t(x)t(x(

TAS

022

2

2112

+

+= ∫∫cc T

mc

c

T

mc

ccT dttx

TAdttx

TAAS

0

2

0

22

22

)(1)(122

µµ

قاعدتا چنين DC Blockدرمسيرهاي سيگنال به سبب خازنهاي كه البته( باشدDCنانچه فرض كنيم پيام فاقدچ ) است

96

∫:Sxوسط پيام توان مت cTm

c

dt)t(xT 0

21

Pcمتوسط توان كارير :2

2cA

AM:xتوان سيگنالc

CT SAPS2

22µ+=

و كاريرAMسيگنال توان)6-8(شكل و ارتباط توان باندهاي كناري

كل ارسالي باندهاي جانبي+ كارير( توان

ST:)سيگنال

يتوان هر باند كنار

sbUSBLSB PPP ==:توان سيگنال

sbx PS 2=

CsbCUSBLSBT PP2PPPS +=++=

22 /A:P CC

xCsb SA:P 22

41µ

ميروابط توان به صورت mt)ω(xm(t)=Cos باشدtoneچنانچه پيام شوند كه عمال براي بررسي زير خالصهميAMعملكرد توان فرستنده : باشند بسيار با ارزش

21)( =⇒= xmm StCostx ω

)(PPP.APS cccc

cT 21

21

21

2

22

22 µ+=µ+=µ+=

)2

1(2µ+= cT PS

آAMارتباط جريان كل آنتن براي مدوالسيون تنتن در هنگاميكه فقط كارير با جريان عيين حضور دارد بقرار زير.ميگردد

22 50 I)(RIP Ω==

21 2µ+= ct II

كل،Ic: جريان كارير It: جريان

97

AMريمالحظات عملي انتخاب فركانس كار)4-2-6(مسه از ديدگاه عملي .ر استثؤعامل در انتخاب فركانس كارير

وسهاي امپدان، غالبا به سبب مشخصهآنتن-1 توليد موجب)ترن تشعشعيپ( هندسي آنتنيبهBWي هستند مگر اينكهي در سيستم راديوايهاي قابل مالحظه اعوجاج . كوچك باشدfc نسبت

گ تقويت كننده-2 و ثابت در طول پهناي،ذرةاي باند چنانچه به تقويت كنندهاي با بهره قابل قبولBيا(باندي مشخص نياز باشد << fcباشد (

و هنگام باز-3 بزرگتر نباشد هنگامWB به اندازة مناسب ازfc چنانچه يابيدر گيرندهمي) خصوصا آشكار ساز پوش(بازيافت و پيام اصلي مواجه . گرديم با كاهش تشابه نسبي بازيافت پيام

با توجه به پهناي باند با توجه به پهناي باندffccگردد مالك انتخاب گردد مالك انتخاب عمال پيشنهاد مي عمال پيشنهاد مي33وو22وو11با در نظر گرفتن موارد با در نظر گرفتن موارد : : نتيجهنتيجه:: باشد باشدسيستم چنينسيستم چنين

1.001.0 <<cf

BW

راديوييAM)الف:المثمث

0185.0541540,10 ==⇒== BWKHzfKHzBW c

تلويزيوني VHF)ب

0466.0547 ==

cfBW

⇒== MHzfMHzBW c 150,7

98

AAMMاجزاء عملي فرستندهاي اجزاء عملي فرستندهاي))66--33((

ب با كاربري فرستنده الزم است زيرس، متناAMاندازي يك سيستم عملي فرستنده براي راهو بررسي كنيمكامل هاي يك فرستنده جامع را به طور سيستم . تعريف

وظيفهAMهاي فرستنده زير سيستم

xm(t)ايجادو مربوطهpre amplifier مبدل پيام

AcCos(2nfct)ايجاد)اسيالتور(كاريرمولدمنبع

هاي اضافي رفع اعوجاج حذف نويز هارمونيك فيلترها

هاي تطبيق شبكهCopler , Maching Network

تبادل كامل انرژي مابين اجزاء سيستم

و تقويت كننده رساندن سيگنال به سطوح تعريفها Driver هاو تضمين عمل كرد شده براي تأمين

.واحد بعد

product Mod مدوالتور ضربي)Adder+ mixer(مدوالتور

به تشعشع الكترو AM سيگنال تبديل)هاي مربوط، خط انتقالو اتصال دهنده(آنتن مغناطيسي

AMعملكرد كلي يك مدوالتور)6-9(شكل

99

مي داراي اين زيرساختارهاي هفتAMهاي تقريبا از نظر ساختار تمامي فرستنده ليكن در مقام اجراء. باشند گانهمي اصلي ترتيب قرارگيري اجزاء اي بر بسياري از پارامترهاي فرستنده از جمله باشد كه به گونه ترين واحد مدوالتور

و ارتباط آنها سه تقسيم بر نوع اجزاء ميAMي مدوالتورهايابندي .شود تعريف

AMهاي فرستندهطبقه بندي)1-3-6(و مبتني بر عملكرد مدوالتورAMهاي بندي فرستنده تقسيم :بقرار زير بيان ميگردد بوده

مرحله انجام مدوالسيون از نظر فاصله تا آنتن.1Hi level Modulation –low level Modulation

)و شيوة ايجاد مدوالسيون(تيو بكار گرفته شده در مدوالتوركاعنصر.2Transistor Vacum Tube , Pin Diod ,LIC(linear IC) ,Diffrential Amp (product,transcondutance,Hall effect-log&antilog amplifier)

و المپي(وتيكانقطه تزريق پيام به عنصر.3 ) ترانزيستوريTransistor (Base Modulator emitter Mod –collector Modulator) Vacum Tube (Grid-cathode-Anode Modulator)

)الف(

)ب(.AM فرستندهيك كليبلوك دياگرام) الف(6-10شكل

AMمدوالتور ضربي بلوك دياگرام).ب(

100

مرحله انجام مدوالسيون از نظر فاصله تا آنتنبرمبتنيAMهاي فرستنده)1-1-3-6(

، High level Modulator نام اين شيوه خود بر دو نوع است در قسم اول كه به در مشهور است پيامو قبل از . كندمي آنتن كارير را مدوله آخرين نقطة ممكن

. High levelبلوك دياگرام مدوالتور از نوع.6-11شكل

ميميkwattةاي برودكاست راديويي كه توان در حد در فرستنده.1:نكته طبقه. شود باشد از اين آرايش استفادهRF POWER AMPاز باشد تا از نظر اقتصادي امكان حصول باالترين راندمان عمليمي Class Cعنو نيز. مدوالسيون نيز محقق شودفرايندميسر گردد، ضمن اينكه

و ليكن تمامي مدارات ديگر بايد توجه داشت فقط فرآيند مدوالسيون در يك مدار غيرخطي انجام مي.2 شود . بايد خطي باشند

Low Level Modulator

Low نام در قسم دوم كه به level Modulator ، وقبل پيام در مراحل اوليه خوانده ميشودمي سيگنال،نهايي هاي ازتقويت .كند كاريررامدوله

Lowبلوك دياگرام مدوالتور از نوع.6-12شكل level

”التور كامال خطيد تمامي طبقات بعد از مدويبامي AM در هردو آرايش فرستندة: نكته Linear ” . باشند

101

و به كار گرفته شده در مدوالتوريتاك مبتني بر عنصرAMهاي فرستنده)2-1-3-6(

Transistorized Modulator مدوالتور ترانزيستوري. الف

از.6-13شكل ترانزيستوريهايمدوالتورنمونه ائي

Vacum Tube Modulator مدوالتور المپي.ب

Anode Modulator.6-14شكلهاي قدرت خالء براي فرستندههاي هنوز المپعليرغم توسعة بكارگيري نيمه هاديها در بخشهاي قدرت پايين ليكن

و اقبال چشمگيري برخوردارند فركانس باالو .از كارآيي

102

PIN DIODE مدوالتور ديودي.جMODULATOR

از براي فركانس از100MHZهاي باالتر ميPIN DIODE به طور چشمگيري . شود براي توليد سيگنال استفاده

PINمدوالتور مبتني بر ديود.6-15شكل

شكل(چنانچه ديودها در باياس مستقيم باشند نظير مقاومت متغير عمل MHZ 100از هاي باالتر در فركانس) نظيرو اين مقدار مقاومت تا حدي نسبت به سطح باياس مستقيم رابطه مي . اي خطي دارد كنند

Linear Integrated Circuit مدوالتور مدار مجتمع.دModulator

قICبا در دسترس قرار گرفتن و پروسه توليد سيگنال هاي ارزان با كيفيتAMيمت عرضه شده به بازار فرآيندو مدوالسيون البته در قدرت(باال )LICيا( هاي خطيicبسيار آسان شده است يك نمونه از اين) low levelهاي كم

CA3080كارخانهاز محصوالتكه بوده RCA باشدمي.

(LIC)مدوالتور مبتني بر مدارات مجتمع.6-16شكل

103

Difference amp. Modulator (Tranconductance مدوالتور تفاضلي.ه

Multiplier)

ميICهاي تفاضلي كه همان زيربناي تقويت كننده مي ها در باشند به كار روند، موادAMه مدار مدوالتورئرااتوانندمي زير نمونه گو.دهد اي عملي را نمايش Ic با كنترل جريانAvاي طراحي شده است كه بهرة تقويت كنندهنهمدار بهميQ3از طرفي ترانزيستور. تغيير كند كند، كه البته مشهود است نيز نظير يك منبع جريان امپدانس باال عملبهIc3 در ناحيه تقويت خطي باشد جريان كلكتورQ3چنانچه . رابطه خطي خواهد داشتبيس با پيام ورودي

مبتي بر تقويت كننده هاي تفاضليمدوالتور.6-17شكل

از ديدگاه محل ورود سيگنال مدوله كنندهAMهاي فرستنده)3-1-3-6(

Table 6-1

محل ورود مدوله كننده

"پيام"

محل ورود سيگنال مدوله شونده

"كارير"

نوع مدوالتور

Base Base Base Modulator emitter Base Emitter Modulator

collector Base Collector Modulator

104

Base Modulator بيس مدوالتور. الف. مشاهده ميكنيدBase Modulatorدر شكلهاي زير دو نمونه از مدوالتورهاي نوع

Base Modulatorساختار مداري نمونه.6-18شكل

Emiter Modulator مدوالتور اميتر.ب

شكل زير اين. مشخص شده استAmplitude كه با عنوانF(DEGEM) از سيستم1برد آزمايشگاهي شمارة در. قرار ميگيردemitter modulatorام از ناحيه اميتر در طبقه بندي مدار به سبب تغذيه پي

Emiter Modulator ساختار مداري نمونه.6-19شكل

105

Collector Modulator مدوالتور كلكتور.ج

. تلقي ميگرددcollector modulatorمدار زير نمونه اي واقعي از

گيري پيش روي فعال دو مرحله تصميمAMيم كه براي انتخاب يك فرستندهاكنون كامال آشنا هست:.داريم

آن:اولين مرحله• و تجهيزات وابسته تصميم در خصوص محل قرارگيري مدوالتور نسبت به آنتن)كنيم را انتخاب ميLow level Modulatorبراي مثال(باشد مي

ي كه در نظرردو است كه بايد متناسب با كأربگيري در خصوص نوع عنصر اكتي تصميم:دومين مرحله• ) كنيم را انتخاب ميBJT ترانزيستور: براي مثال(داريم انجام دهيم

كه مهمترين مرحله نيز است خواهيم"انتخاب آرايش مدوالتور"،مرحله سومدر اين مقطع ما به تشريحميپرداخت كه البته بنا به رابطه تسلسلي با مراحل قبل مدوالتور . گيريم را ترانزيستوري در نظر

. به طور توأم سه هدف اجرايي مد نظر است مدوالتور ضربيدر كاربرد (Message)مدوله كننده، (carier)هاي مدوله شونده ورود سيگنال)الف

و مزاحمو موجب ايجادهارمونيكهاي نامطلوب كه عملي است غير خطي( ضرب سيگنالهاي وارده)ب) گردند مي

و حذف هارمونيكهاي نامطلوب( هارمونيك اول حاصل از عمل ضرب تقويت)ج )كه عملي است خطي

ميبيس) كارير( سيگنال مدوله شوندهورودبطور عام در تمام مدوالتورهاي ترانزيستوري محل شود، چرا؟ مقررج يعني رسيدن به و ب هاي توان يكي از آرايشميتقويت با امكانلضربيحاص حال براي تأمين اهداف

1.و متعاقبا محل ورود سيگنال مدوله كننده را نيز انتخاب نمودCCوCB،CEمتداول

و سپس تشعشع آن در گام نخست چنانچه آنتن را هنوز عنصري براي انتقال حداكثر توان توليدي فرستنده به آنتنبطور طبيعي. باشند)تطبيق(برابر مزدوج امپدانس آنتنو خروجي فرستندهامپدانسل بدانيم بايدئمداري قا

. برخوردار استئيمدار خروجي فرستنده در مقايسه با آنتن از امپدانس باال)ANT(Z)TX(Z inOUT >>

ري اين مدارات البته بايد توجه داشت الزاما اهميت بكارگي. بنابراين نياز به مدار تطبيق امپدانس اجتناب ناپذير است را نيز در كاهش سطح سيگنالهاي نامطلوبصرفا با هدف انتقال تمام توان آنتن به فضا نيست بلكه

. (filtering)گيرد برمي

و يك محدوده خطي مشاهده مي1 كنيم كه براي تأمين شرايط فوق بايد نقطه كار اگر به مشخصه بنگريم دو ناحيه غيرخطي در انتها. انتخاب شود) غالبا پائيني(نزديك يكي از نواحي غيرخطي

106

)انواع مدارات تطبيق(هاي كوپلينگ صحيح آنتن به فرستنده شيوه6-3

جهت اتصالر ين خروجي مداببوتصحيح امپدانس با انتخاب محل مناسب در يكي از دورهاي: اولشيوة.آنتن

مي) كشويي(اين شيوه كوپلينگ در مواقعي كه از آنتن تلسكوپي به استفاده شود، به سبب وابستگي شديد امپدانسچنانچه آنتن براي مثال بطور مستقيم به كلكتور وصل شود عالوه بر اينكه تنها بخشي. شود طول آنتن مهم تلقي مي

مي توليد شدهRFنااز تو antگردد بلكه به سبب مسأله ارسال oscillation يا هنگامي كه آنتن در مجاورت دستميشئ مي فرستنده Detuningگيرد به سبب ارايه امپدانس متفاوت موجب بر هم زدن تنظيم رسانايي قرار نيز.شود

هاي تطبيق امپدانس بكارگيري از شبكه: دومشيوة

مي حاكممرها طبق روابط ترانسفور و فرستنده از ويژگي تبديل ند با بهره گيريتوانو با معلوم بودن امپدانس آنتنامRFيهامرورفامپدانس ترانس و فرستنده در جهت تطبيق .رد استفاده قرار گيرندموپدانس آنتن

2

1

2

1

1

2

2

)()(

)(

)(

=

=

=

nn

txZantZ

IVTXZ

IVantZ

outout

Zant: امپدانس معادل آنتن Zout(TX): امپدانس خروجي فرستنده

107

ال سفورمر روابط اخير به شرط خطي بودن تران:م است تساوي باال برقرار گرددنكته عمليزبراي رسيدن به تطبيقها نيز از اين دسته Balun. بايد به نقطه بهينه عملي برسيمn2 ياn1صادق است لذا عمال با كم يا زياد كردن دور

ميها شبكه . شوند اي تطبيق محسوب

πفيلترهاي پسيو نوع

نيز ) هارمونيك اصلي زير سطح50dB حدود( هارمونيك دوم چنانچه عالوه بر تطبيق امپدانس كاهش مطمئن سطحميRF به تنهايي يا به همراه ترانسفورمرπمورد توجه طراح باشد، فيلتر شود توصيه

و چه:توصيه* و(ترين ايستگاه دريافتي در فرستندگي براي ضعيف همواره آنتن را چه در گيرندگي دورترين مقصد. نمود تنظيمبايد) ارسالي فركانس

108

AMEfficiencyفرستندة) كارآيي(راندمان

) سايد باندها( به بخش مربوط به پيام از طيفRFبديهي است هرچه سهم بيشتري از توان سيگنال ارسال شده

مي گيري بهينه نشانگر بهره، باشد تعلق داشته را ميتوان AM هاي باشد لذا راندمان يا كارآمدي فرستنده تر از توان

.نمود تعريف چنين

t

c

t

USBLSBAM P

P

PPP )2(

2µη =

+∆

تمرين

در اختيار داريم چنانچه توان تحويلي به آنتن هنگام fc=760KHz ايي با فركانسAMفرستنده.1باtone باشد، راندمان فرستنده را با پيام مدوله كننده 5KWعدم حضور پيام µ=%75و.حساب كنيد

) Pt=6402.watt, 22%: جواب(، نوع.2 ، مشخصة فيلتر خروجي به انتخاب خود يكي از مدوالتور هاي ضميمه را از نظر فركانس كار

.مدوالتور تشريح كنيد بطريقه 20Hz-10KHz توسط يك سيگنال موزيك با پهناي باند MHZ 1,4انس كاريرهاي با فرك.3

AM مدوله شده است با رسم طيف فركانسي سيگنال AMمتناظر باندهاي جانبي باال (USB) و پايين(LSB)را مشخص كنيد .

راAMبراي سيگنال.4 را بدست آوريدµ شكل زير

109

كلtone توسط يك %90 با ضريب مدوالسيون500wيك كارير با توان.5 مدوله شده است، توان

Ω50و7025w: وابج(تحويلي به آنتن چقدر است؟ جريان آنتن را محاسبه كنيد؟7025

(

تكAMيك فرستنده.6 مي10kwكارير فركانس يكبار هنگاميكه بصورت توان داراي كند را مدوله502µ%با نيز چنانچه بطور همزمان كارير با سيگنال سينوسي ديگري، مي باشد11,2kwارسالي كل ارسال شده را محاسبه كند،مدوله .يد كن توان

)12,45kw: جواب(

,)21(ازروابط: راهنمايي2

22

21

µµµµ +=+= cteff PPبهره ببريد

. حال كار استدر%95 در حداكثر توان مجاز خود با مدوالسيونAMيك ايستگاه راديويي.7 اختصاص دارد؟ از توان ارسالي ايستگاه به پيامچه ميزان

15.5KW )ج(

گيري نموديم ايم اندازه راديويي را يكبار هنگامي كه پيام نداشتهAMجريان آنتن يك فرستنده.8اين بار سيگنال پيام به ورودي مدوالتور اعمال شد مقدار جديد جريان مالحظه شد،12Aمقدار مي13Aآنتن %)59:جواب( را محاسبه كنيد؟µتوانيد مقدار مشاهده شد آيا