Модуляторы на транзисторных ключах с трансформаторным выходом.

Модуляторы с трансформаторной связью обычно выполняются

по двухполупериодной схеме с использованием компенсированных ключей.

На рис. XIV. 19 приведены принципиальная и упрощенная эквивалентная (для одного полупериода опорного напряжения) схемы такого модулятора. Трансформатор позволяет наилучшим образом согласовать выходное сопротивление источника сигнала с сопротивлением нагрузки Емкость С, включенная параллельно вторичной обмотке трансформатора Три позволяет образовать колебательный контур, настроенный на частоту опорного напряжения, необходимый для выделения первой гармоники из спектра выходного сигнала. Максимальная мощность будет отбираться от источника сигнала, когда где — оптимальный коэффициент передачи выходного трансформатора по напряжению (коэффициент трансформации), равный отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки

Рис. XIV.19. Принципиальная схема двухполупериодного модулятора с компенсированными ключами и трансформаторным выходом и его упрощенная эквивалентная схема

Если пренебречь динамическими сопротивлениями открытого и закрытого ключей, резонансным сопротивлением контура, как это сделано на рис. XIV. то оптимальный коэффициент трансформации выходного трансформатора

Характер изменения напряжения на подобен изменению напряжения на входе RC-цепочки модулятора с реостатно-емкостным выходом (см. рис. XIV. 17), с той лишь разницей, что амплитуда импульсов напряжения

При оптимальном коэффициенте трансформации

Воспользовавшись, как и ранее, разложением прямоугольной последовательности импульсов в ряд Фурье, найдем, что амплитуда первой гармоники т. е.

Учитывая, что и рассматриваемая схема является двухполупериодной, окончательно получим

Из этого выражения следует, что коэффициент преобразования модулятора по напряжению равен

Предположим, что каждая пара последовательно и встречно включенных транзисторов обладает семейством характеристик приведенных на рис. XIV.20.

Рис. XIV.20. Семейство характеристик транзисторов и графики выходного тока модулятора при различных напряжениях на входе

Пусть опорное напряжение изменяется по закону

и при этом амплитудному значению Итбк соответствует максимально допустимое значение тока для данного типа триода:

При этих допущениях изменение напряжения на нагрузке во времени будет синусоидальным. Пренебрегая падением напряжения на транзисторах, амплитуда напряжения на нагрузке

а коэффициент преобразования модулятора с учетом выходного трансформатора

При малых значениях сигнала на входе модулятора, например (штриховая линия на рис. XIV.20), нагрузочная линия пройдет ближе к началу координат, и при всех значениях величина тока изменяться не будет, следовательно, форма выходного напряжения будет близкой к прямоугольной и коэффициент преобразования модулятора

Коэффициент преобразования модулятора зависит от уровня входного сигнала, т. е. статическая характеристика модулятора нелинейна. Для устранения этого недостатка необходимо выбрать триоды таким образом, чтобы

или

Максимально допустимое напряжение на эмиттерном переходе закрытого триода должно удовлетворять условию

Для того чтобы можно было пренебречь шунтирующим действием резонансного контура, индуктивность первичной обмотки выбирают из условия

или

где — круговая частота опорного напряжения.

Необходимая величина емкости

Если коэффициент трансформации выбран оптимальным, т. е. выражения (XIV.20), (XIV.21), (XIV.22) примут вид:

где — частота опорного напряжения.