Mengtrappen
Modulatoren voor radio en digitale technieken
Modulatoren
Root server » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Radio » AM » Modulatoren II
Een mengtrap is een electronische basisschakeling. Eenzelfde schakeling kan gebruikt worden om signalen te mengen (bijvoorbeeld in een radiozender), maar ook om signalen te detecteren (in een ontvanger). Dit is deel II waar we de geďntegreerde vermenigvuldigers bespreken.
-

-

Mengtrappen worden in verschillende schakelingen gebruikt. Met eenzelfde schakeling kan een audiosignaal aan een draaggolf gevoegd worden, maar men kan ook het audiosignaal detecteren.

Index modulatie
Amplitude modulatie
Modulatoren en zenders


Vermenigvuldiger (principeschakeling)


AD532


AD532 schema

In plaats van een ringmodulator gebruikt men eerder bij audiotoepassingen (radio-omroep) een vermenigvuldiger in de vorm van een geďntegreerde schakeling. Deel I behandelt discrete mengtrappen (diodes en ringmodulatoren).

IC vermenigvuldiger

De volledige vermenigvuldiger bestaat uit één enkele geintegreerde schakeling. De schakeling is gebaseerd op het feit dat de versterking van een signaal afhangt van de stroom die door een transistor loopt. Indien men de stroom gebruikt als tweede ingang, dan bekomt men een vermenigvuldiging.

Een voorbeeldschakeling staat rchts: we hebben een V1 ingang (spanningssturing) en een V2 ingang (stroomsturing). De uitgang wordt naar een kleine op amp gestuurd om de verschilspanning om te zetten in een spanning met het nulpunt als referentie (tussen Vs en de massa).

In de praktijk zal men nog een paar extra componenten bijvoegen om een lineaire werking te bekomen. De bedoeling is dat een "1" op de spanningsingang hetzelfde effekt heeft als een "1" op de stroomingang. Zo'n schakeling was moeilijk te realiseren met discrete componenten. Met een IC kan men de transistoren en weerstanden met de laser trimmen om een symmetrische werking te bekomen.

AD532

De twee ingangen zijn buffertrappen om een hoge inwendige weerstand te bekomen. Iedere ingang is symmetrisch: men kan het signaal aanbieden aan de + of - ingang, waardoor men meer mogelijkheden heeft (universele schakeling). De twee op-amps aan de ingang hebben een lage versterking: ze dienen eerder om de werking te lineariseren.

Na de buffertrap hebben we de multiplicator (aangegeven in het geel op de tweede schakeling), gevolgd door een versterkertrap die hier ook het verschilsignaal omzet in een signaal met de massa als referentie.

De schakeling heeft nog een extra funktie, namelijk een superpositie-ingang (optelling) Vos. Deze ingang kan gebruikt worden om de draaggolf toe te voegen bij een omroepzender of om een offset weg te werken. De COM aansluiting is de massa.

Het eerste voorbeeld is een schakeling die het signaal kwadrateert (Vout = Vin au carré).

Een dergelijke schakeling wordt als basis gebruikt in bepaalde specifieke audioschakelingen zoals companders (exponentiele en logaritmische curve)


AD633


Audiosignaal
Draaggolf
Gemoduleerd signaal met onderdrukte draaggolf

AD633

De AD633 is een gelijkaardige schakeling (maar die tot 1MHz kan werken). De werking is identiek, er bestaan geen honderden manieren om een vermenigvuldiging uit te voeren.


Amplitudemodulator met toevoeging van de draaggolf

Het tweede voorbeeld is een standaard AM modulator (radioomroep) waarbij de draaggolf aan het signaal toegevoegd wordt, want een echte vermenigvuldiger geeft enkel de twee zijbanden. Dit is gemakkelijk te zien op het grafiek. Indien een dergelijk signaal in een omroepontvanger gedetecteerd zou worden, dan ontstaat er een signaal met het dubbele van de signaalfrekwentie.

Het signaal van de modulator is ofwel in fase met de draaggolf, ofwel in tegenfase. Indien men de draaggolf toevoegt (superpositie = optelling), dan bekomt men een sterker signaal (signalen in fase) of een zwakker signaal (signalen in tegenfase).


De AD633 heeft een bandbreedte die beperkt is tot 1MHz. Indien men een signaal van een hogere frekwentie moet leveren (bijvoorbeeld 1512kHz) dan laat men de modulator op 756kHz werken en verdubbelt men de frekwentie. De uitgang van de AD633 gaat eerst door een afgestemde kring om ongewenste mengprodukten weg te filteren, dan door een frekwentieverdubbelaar, gevolgd door een versterkertrap in classe C en uiteindelijk een afgestemde kring op 1512kHz.

Vermogenmeting

De vermenigvuldiger kan natuurlijk ook gebruikt worden om vermogens te meten. Het vermogen kan niet direct gemeten worden, het is het produkt van een spanning en een stroom. De spanning V en de stroom A worden afgenomen van het circuit door middel van een spanningstransfo en een stroomtransfo om de electronica gescheiden te houden van de netspanning.
  • De schakeling geeft het effektief vermogen (opgenomen of geleverd) in kW (ook werkelijk vermogen genoemd).

  • Om het blindvermogen te meten (kvar) wordt de spanning 90° vertraagd (omdat de stroom achter loopt op de spanning) en dan met de stroom vermenigvuldigd.

  • Om het schijnbaar vermogen aan te geven (kVA) worden spanning en stroom gelijkgericht met een ideale gelijkrichter en dan vermenigvuldigd.
Het blindvermogen en het werkelijk vermogen kunnen zowel positief als negatief zijn (onhafhankelijk van elkaar).

Demodulatie

De demodulatie van een signaal kan ook door een vermenigvuldiger gebeuren. Het is dan een synchrone demodulator en wordt in volgende situaties gebruikt:
  • Kwaliteitsvolle AM detektie in omroepontvangers (in plaats van een detectie door een diode). Men mengt het signaal van een lokale oscillator met het versterkt antennesignaal. Een dergelijke schakeling is bijvoorbeeld noodzakelijk om AM stereo te ontvangen.

  • Als de fase van het signaal ook gedetecteerd moet worden (QAM en NTSC/PAL). Men gebruikt twee demodulatoren die hetzelfde gemoduleerd signaal krijgen, maar het signaal van de oscillator in fase en in kwadratuur (90° verschoven). Bij de NTSC en PAL kleurtelevisienorm wordt de kleurinformatie doorgestuurd als onderdraaggolf waarbij de tint door de fase gekodeerd wordt en de verzadiging door de signaalsterkte.

  • Detectie van een SSB signaal, waarbij de lokaal opgewekte draaggolf gemengd wordt met het antennesignaal.

Publicités - Reklame

-