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4.3振幅调制电路调制的方法有两种,如图所示。图4.3.1振幅调制方法(a)高电平调制(b)低电平调制4.3
4.3.1低电平调制器低电平调制是将调制信号与载波信号通过时域内的相乘器实现的。一、模拟乘法器调幅电路模拟乘法器是低电平调幅电路的常用器件,它不仅可以实现普通调幅,也可以实现双边带调幅与单边带调幅。
图4.3.2MC1596组成的普通调幅或双边带调幅电路
二、大动态范围平衡调制器AD6301、组成原理图是AD630的组成方框图。当开关S接到端1时,A与A级31联,并通过反馈电阻接成反相放大器,增益为:图4.3.3AD630的组成方框图(大动态范围调制器动画)
当开关S接到端2时。A2与A3级联,并通过反馈电阻接成同相放大器,增益为:图4.3.3AD630的组成方框图为了使两个放大器的增益相等,必须满足下列关系式:或()
开关S受电压比较器C的输出电平的控制,而输出控制,假设,电平则由载波输入电压正半周时S接到端2;负半周时S接到1端,因而合成输出电压可以表示为:()构成工作在开关状态的平衡调制器,产生DSB信号。
2、内部简化电路和主要特性图4.3.4是AD630的内部简化电路。图4.3.4AD630的内部简化电路
三、二极管调制电路1、二极管平衡调制器利用图4.2.4所示电路,令,,且足够大,则二,极管工作在受制的开关状态,即可构成二极管平衡调制电路,如图所示。若设带通滤波器的谐振等效阻抗为为。可以证明流过负载的电流()
图4.2.4双二极管平衡开关电路图4.3.5二极管平衡调制器
其中是以为角频率为二极管的导通内阻,的单向开关函数,将其傅立叶级数展开式代入式()可得()中包含的频谱分量为和若输出滤波器的中心频率为,带宽为,则输出电压为()
当时,有()输出电压是双边带调幅(DSB)信号。需要说明的是,二极管平衡调制器中,调制电压和载波信号的输入位置与所要完成的频谱搬移功能有密切的关系。若将图中的信号交换位置,如图所示,则流过负载的电流如式()所示,此时电路将实现普通调幅(AM)功能。
图二极管平衡调制器的工作波形如图所示。图4.3.6二极管平衡调制器的工作波形
2、二极管环形调制器为了进一步减少组合频率分量,提高调制效率,可采用第二节中介绍的图(b)所示的二极管环形电路。令、代入式()中得到输出电流为(),利用中心频率为显然,中的频率分量为,带宽为的带通滤波器滤波后,输出信号为
()当时,输出电压可以进一步简化为()很显然,式()的振幅比式()高一倍,输出的信号电压是双边带调幅信号。图的工作波形请自行分析。
4.3.2高电平调制器(HighlevelAMircuit)高电平调幅:在调幅发射机(如广播发射机)中,一般采用高电平调制电路。根据调制信号控制的电极不同,调制方法主要有:集电极调制——用调制信号控制集电极电源电压,以实现调幅;基极调制——用调制信号控制基极电源电压,以实现调幅。
高电平调幅器广泛采用高效率的丙类谐振功率放大器。放大器工作在丙类状态;集电极电流为周期性的余弦脉冲。利用选频回路的选频作用,输出信号电压图4.4.1谐振功率放大器电路将仍与输入信号电压成正比。
若则一、谐振功率放大器的调制特性集电极输出电压的振幅跟随电源电压或变化的特性。(1)集电极调制特性(2)基极调制特性图4.4.2集电极调制特性图4.4.3基极调制特性
二、集电极调幅图4.3.7集电极调幅电路(a)实际调幅电路(b)原理电路
若设图4.4.4集电极调幅电路(动画集电极调制)为集电极有效电源电压集电极输出电压为:显然,为了实现不失真的调制,电路应工作在过压状态。
图4.3.8集电极调幅工作波形(集电极调制动画)
三、基极调幅电路图4.3.9基极调幅电路(a)实际电路(b)等效原理电路
若设为基极有效电源电压集电极输出电压为:(动画基极调制)显然,为了实现不失真的调制,电路应工作在欠压状态。需要说明的是:高电平调幅电路可以产生且只能产生普通调幅波。
图4.3.10基极调幅工作波形(基极调制动画)
3、电路实例:图4.4.6集电极调幅电路实例图4.4.7基极调幅电路实例
4.3.3采用滤波法的单边带发射机图(a)所示方框图为采用滤波法构成单边带发射机。若设调制信号的频谱分量自100Hz到3000Hz,则相应各点的频谱如图(b)所示。
图4.3.11采用滤波法的单边带发射机方框图及其各点信号的频谱图
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