5.3.2   Διαμορφωτές απλής ζώνης χωρίς φέρον (SSBsc)

Η απλούστερη διάταξη για την υλοποίηση διαμόρφωσης SSB είναι αυτή του σχήματος 5.3.6. Στηρίζεται στη δημιουργία, μέσω του πολλαπλασιαστή σήματος DSBsc και στη συνέχεια στην επιλογή της πάνω ή της κάτω φασματικής ζώνης με κατάλληλο φίλτρο.

Αυτή η διαδικασία που εμφανίζεται εύκολη στη σύλληψή της παρουσιάζει σημαντική δυσκολία στην επιλογή και την κατασκευή του φίλτρου εξόδου. Πράγματι, αν λάβουμε υπόψη ότι σε κάθε περίπτωση ισχύει F_max << f_o, απαιτείται η χρησιμοποίηση φίλτρου που χαρακτηρίζεται από πολύ μεγάλο συντελεστή ποιότητας Q (μεγάλη επιλεκτικότητα).

Ισχύει

Q = f_c /(f_α1 – f_α2) = f_c / Β_φ ,                               (6)

όπου f_c η κεντρική συχνότητα διέλευσης του φίλτρου και   Β_φ = f_α1- f_α2 το εύρος ζώνης λειτουργίας του (κεφάλαιο 3).

Στην προκειμένη περίπτωση έχουμε:

Q = [(f_o + f_o+F_max)/2] / F_max= (f_o/ F_max) + ½   ή Q≈ f_o / F_max   (7)

Για παράδειγμα, αν η συχνότητα φέροντος είναι 5 MHz και η φασματική ζώνη του διαμορφώνοντος σήματος από F_min=20 Hz έως F_max=5 kHz, τότε απαιτείται Q=1000, δηλαδή φίλτρο που κατασκευάζεται δύσκολα.

Τη δυσκολία αυτή την αποφεύγουμε, αν επιχειρήσουμε τη SSB διαμόρφωση σε δύο ή περισσότερα διαδοχικά στάδια, όπως φαίνεται στο σχήμα 5.3.7. Χρησιμοποιώντας δύο ταλαντωτές με συχνότητες f_o1= 0,4 MHz και f_o2 = 4,6 MHz, έτσι ώστε f_o1 + f_o2 = f_o = 5 ΜHz , που τους διαμορφώνουμε κατά SSBsc με διάταξη ταυτόσημη με την προηγούμενη, καταλήγουμε στο ίδιο φασματικό αποτέλεσμα. Όμως τα φίλτρα ζώνης που απαιτούνται έχουν συντελεστή ποιότητας αντίστοιχα Q₁≈100 και Q₂≈10,

άρα είναι λιγότερο επιλεκτικά και κατασκευάζονται ευκολότερα.

Σ’ αυτού του είδους τις εφαρμογές στο ρόλο του πολλαπλασιαστή συχνά συναντούμε τον ισοσταθμισμένο διαμορφωτή. Πρόκειται για το κύκλωμα που έχουμε στο σχήμα 5.3.8. Η διάταξη των τεσσάρων διόδων θυμίζει δακτύλιο. Η αγωγή των διόδων ελέγχεται από το σήμα του ταλαντωτή του φέροντος M(t), όπως το συναντήσαμε στη διαμόρφωση ΑΜ στην προηγούμενη παράγραφο (σχήμα 5.3.4).

Στις θετικές ημιπεριόδους του σήματος M(t) άγουν οι δίοδοι D₁ και D₂ . Στις αρνητικές ημιπεριόδους άγουν οι δίοδοι D₃ και D₄ . Το κύκλωμα είναι εντελώς συμμετρικό, γι’ αυτό και ονομάζεται ισοσταθμισμένος διαμορφωτής ή διαμορφωτής δακτυλίου .

Στην έξοδο του κυκλώματος όπου με το πηνίο L και τη χωρητικότητα C σχηματίζεται επιλεκτικό φίλτρο έχουμε :

Ε(t) = s(t) ^. M(t)                                                          (8)

Διερευνώντας τη λειτουργία του διαμορφωτή δακτυλίου διαπιστώνουμε ότι, όταν ένα από τα δύο σήματα s(t) ή M(t) δεν εφαρμοστεί στην αντίστοιχη είσοδο, το αποτέλεσμα στην έξοδο είναι μηδενικό.

 
Στη θέση των φίλτρων (σχήματα 5.3.6 , 5.3.7) χρησιμοποιούνται κρυσταλλικά φίλτρα μεγάλου βαθμού, που εξασφαλίζουν υψηλή επιλεκτικότητα και σταθερότητα συχνότητας. Τέτοια φίλτρα, που φαίνονται στο σχήμα 5.3.9, αποτελούνται από διαδοχικά στάδια με κρυστάλλους (quartz) και υπάρχουν πολλών ειδών. Είναι φίλτρα ειδικής κατασκευής και ο ακριβής υπολογισμός τους και η ρύθμισή τους απαιτεί ειδικά και ακριβά όργανα.

Σχήμα 5.3.9: Δομές κρυσταλλικών φίλτρων

Μια άλλη μέθοδος δημιουργίας διαμόρφωσης SSBsc είναι με τη διάταξη του σχήματος 5.3.10, όπου χρησιμοποιούνται δύο κυκλώματα ολίσθησης φάσης κατά (π/2) τόσο του βασικού σήματος όσο και του σήματος του ταλαντωτή της φέρουσας συχνότητας.

Θεωρώντας ότι

s(t) = S_osin(Ωt) και M(t) = M_osin(ω_οt),   τότε

s’(t) = -S_ocos(Ωt) και Μ(t) = -M_ocos(ω_οt)

Άρα, στις αντίστοιχες εξόδους του αθροιστή και του αφαιρέτη έχουμε:

E₁(t) = E_ocos[(ω_ο – Ω)t]   (LSB)                                  (9)

και

Ε₂(t) = E_ocos[(ω_ο + Ω)t] (USB)                                 (10)

Στη διάταξη αυτή η δυσκολία στην κατασκευή βρίσκεται στον ολισθητή φάσης του βασικού σήματος s(t). Είναι γνωστό από τα μαθήματα ηλεκτρονικής και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ότι είναι πολύ εύκολη η κατασκευή κυκλώματος ολίσθησης της φάσης για συγκεκριμένη συχνότητα f. Έτσι, ο ολισθητής (1) του σχήματος δεν παρουσιάζει ιδιαίτερη δυσκολία ούτε στον υπολογισμό ούτε στην κατασκευή του κυκλώματος. Αντίθετα, ο ολισθητής (2) πρέπει να δώσει σταθερή ολίσθηση φάσης π/2 για όλες τις συχνότητες του βασικού σήματος. Το κύκλωμα είναι σαφώς πιό πολύπλοκο στη σχεδίαση και στην κατασκευή του. Οποιαδήποτε απόκλιση στην ολίσθηση φάσης από την τιμή (π/2) οδηγεί σε μερική απόρριψη της ανεπιθύμητης πλευρικής ζώνης.

Σχήμα 5.3.11: Πλήρες δομικό διάγραμμα πομπού SSBsc.

Στο σχήμα 5.3.1.1 δίνεται το πλήρες διάγραμμα πομπού SSB_SC με δύο στάδια μετάθεσης της συχνότητας.

Προσθήκη νέου σχολίου