Модуляторы на полевых транзисторах

 

Линейный модулятор. Для управления коэффициентом усиления ОУ в модуляторе (рис. 7.1, о) в цепь ООС включен поле­вой транзистор. Отрицательная обратная связь выполнена на эле­ментах R1 — R3 и R_т, где RT — сопротивление полевого транзистора Коэффициент усиления каскада определяется выражением K=[R₂/R₁(1+R₃/R_т)+R₃/R_т]. Линейный участок изменения коэффициента усиления от управляющего напряжения лежит в диапа­зоне от 0 до 2 В. Максимальный коэффициент усиления при нуле­вом управляющем напряжении равен приблизительно 100. Частота входного сигнала равна 50 кГц. На графике рис. 7.1,6 приведена зависимость коэффициента усиления ОУ от управляющего напря­жения.

Рис. 7.1

Рис. 7.2

 

Управление коэффициентом усиления ОУ. Модулятор (рис. 7.2, а) использует управление коэффициентом усиления ОУ в схеме инвертирующего усилителя. Коэффициент усиления опреде­ляется отношением R₃/R_Т, где R_т — сопротивление полевого транзи­стора. Поскольку сопротивление полевого транзистора меняется по параболическому закону в зависимости от напряжения на затворе, то линейный участок изменения коэффициента усиления ОУ будет соответствовать изменению U_BI2 в интервале от 2 до 3 В. Сигнал с несущей частотой подается на первый вход, а сигнал с модулиру­ющей частотой — на второй. С помощью резистора R4 на затворе устанавливается запирающее напряжение 2,5 В. Амплитуда моду­лирующего сигнала должна быть меньше 0,5 В. На графике рис. 7.2, б приведена характеристика управления модулятором.

Модулятор ОУ. Управление коэффициентом усиления ОУ в мо­дуляторе (рис. 7.3, а) осуществляется с помощью полевого транзи­стора, который подключен к неинвертирующему входу ОУ. Схема работает при входных сигналах меньше 1 В на частотах до 100 кГц. Для увеличения крутизны преобразования схемы жела­тельно увеличение максимального коэффициента усиления ОУ. Для приведенных на схеме элементов коэффициент равен 2. На графике (рис. 7.3,6) приведена характеристика управления модулятором.

Рис. 7.3

Рис. 7.4

 

Модулятор с объединенными входами. Для управления ампли­тудой гармонического сигнала в модуляторе (рис. 7.4, а) ко входу ОУ подключен полевой транзистор. Этот транзистор совместно с ре­зистором R3 образует управляемый делитель напряжения. Входной сигнал одновременно действует на два входа ОУ. При напряжении на затворе 3 В на обоих входах действуют сигналы, равные по амплитуде. Выходной сигнал равен нулю. При уменьшении напря­жения на затворе транзистор открывается, его сопротивление умень­шается. Происходит разбаланс входных сигналов. Интегральная микросхема усиливает разность сигналов в 50 раз. На рис. 7.4, б приведена зависимость коэффициента усиления ОУ от управляю­щего напряжения.

Модулятор на полевом транзисторе. Модулятор (рис. 7.5, а) построен в виде Г-образного аттенюатора с полевым транзистором в вертикальном плече. Сопротивление транзистора изменяется управ­ляющим сигналом. Учитывая передаточную характеристику приме­няемого транзистора, на его затвор необходимо подать постоянное напряжение смещения 3 В. Амплитуда переменной составляющей управляющего сигнала должна быть около 1 В. При этом получает­ся 30%-пая модуляция. Входной сигнал может иметь амплитуду до 1 В. На графиках (рис. 7.5, б) представлены характеристики управления каскада, определенные для разных номиналов элемен­тов схемы.

Рис. 7.5

Рис. 7.6

 

Балансный модулятор на полевых транзисторах. На вход мо­дулятора (рис. 7.6, а) подается гармонический сигнал с частотой 10 кГц. Амплитуда сигнала может быть до 1 В. Модулятор постро­ен по дифференциальной схеме на полевых транзисторах. Это поз­воляет обеспечить линейный участок передаточной характеристики от 0,5 до 1,25 В. Если в модуляторе применить полевые транзисторы с большим напряжением отсечки, то линейный участок увеличится. После дифференциального каскада сигнал усиливается ОУ в 10 раз. При нулевом управляющем сигнале схема балансируется с по­мощью резистора R1. На графике (рис. 7.6, б) представлена харак­теристика управления.