无线电通信-7.2 模拟乘法器调幅、单边带、残留边带调幅、高电平调幅

高电平调幅电路需要兼顾输出功率、效率和调制 线性的要求。最常用的方法是对功放的供电电压进行 调制。
1. 集电极调幅电路
+
–
vb(t)
vC
+ vB E
vc L C
E–
–+
– VcT
–+
v +
VBB
–+
集电极调幅电路
– Vc(t) +
集电极调幅应工作在过压区
iC iC1
iC
iC
vce
过压
欠压
vce
制信号vΩ 去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度Vcm来实 现调幅的。
Vcm
I cm1 Ic0
Vcm
I cm1 Ic0
0
过压
临 界
欠压
V CC
0
欠压
临 界
过压
V bm
VCC对工作状态的影响 Vbm VBB VBZ Vbm对工作状态的影响
根据调制信号控制方式的不同，对晶体管而言，高电
平调幅又可分为基极调幅和集电极调幅。
Vcc
临
VCC（t）
界
v ( t )
eb o
Vc
集
o
电
ic
极
调
o
幅
电
vc
路
o
波
形
图
ec
oLeabharlann iB o–VBeb
t
o
vI (a) 基极电压
Vc
Vc
Vc
t
o
(b) 集电极电源电压 VC
io
ic
o t
(c) 集电vc极电流 ic
t
o
(d) 回路电压 vc(或电流 ik) ec
VcT o
t
(e) 集电极一发射极之间的电位差
ma 2 2
)倍。
（2） 总输入功率分别由 VcT 和u (t)所供给，
VcT 供给用以产生载波功率的直流功率 P，T
u (t) 则供给用以产生边带功率的平均输入功率P
（3） 集电极平均损耗功率等于在波点的损耗功率的 (1 ma2 )
2
倍。应根据这一平均损耗功率来选择晶体管，以使 pcM pcav （4） 在调制过程中，效率不变，这样可保证集电极调幅电路 处于高效率下工作。 （5） 因为调制信号源 u (t)需要提供输入功率，故调制信号源
平 衡 V1=Vsintsin0t
制信号电压和载波电压都是 V0sint 互相移相90°。
调幅器 A V0sin0t
载波 振荡器
调制信号 90 载波 90
v1 V sin t sin ω0t
移相网络
移相网络 V0cos0t
12V[cos(ω0 Ω )t cos(ω0 Ω )t]
P PT VCT ICOT
3) 调制信号源Vc供给的平均功率
Pc

Pav

P

ma2 2
VCT ICOT
4) 平均输出功率
Poav

P0T (1
1 2
ma2 )
5) 集电极平均耗散功率
Pcav

PCT
1
1 2
ma2

综上所述，可得出如下几点结论：
（1）
调制信号一周内平均功率都是载波状态对应功率的 (1
u (t一) 定要是功率源。大功率集电极调幅就需要大功率的调制 信号源，这是集电极调幅的主要缺点。
2. 基极调幅电路
与集电极调幅电 路同样的分析，可以 认为VB(t)=VBT+v(t) 是放大器的基极等效 低频供电电源。
+
vb(t)
–
VBT –+
vb
+–
–
+
VB(t)
7.5. 模拟相乘器调幅电路
模拟相乘器的输出电压与输入电压的关系为 v0 (t) kv1(t)v 2 (t)
则输出电压
v0
(t)

kV0 V
cos
0 t
cos
t

1 2
kV0 V [cos(0

)t

cos(ω 0
Ω)t]
为抑制载波的双边带调幅信号。
如果在v2(t)上叠加一直流电压，则可以得到普通调幅信号的输出
v1=vv 低通
BM1
滤波器
BM3
音频输入 V(t)=sint
v=sin1t 音频 振荡器
90移相 BM-平衡调幅器 网络
v=cos1t
v2= vΩv 低通
BM2
滤波器
v0=sin2t 载波 振荡器
sin[(2 1) ]t
90移相
合并
网络
网络
v0=cos2t
v3v4 SSB 输出
V0cost 平 衡 v 2=Vcostcos0t 调幅器 B
合并 网络
v3
单边带 输出
v2 V cos Ωt cos ω0t

1 2
V
[cos
(ω0

)t

cos(0

)t]
因此，输出电压为
相移法单边带调制器方框图
v3 K(v1 v2 ) KV cos(0 )t
频率也不能太低，否则滤波器的通频带可能不够宽，
引起频率失真。
经过多次变频来逐渐提高载波频率，
决不能用倍频
同时上下边频间的距离被拉开了，滤波 器设计难度降低了，容易实现了。
实际滤波器法单边带发射机方框图
下
单边带发射机方框图举例
(2) 相移法
相移法是利用移相的方法，消去不需要的边带。如图所示
图中两个平衡调幅器的调 调制信号
v 0 (t) kV0 cos 0 t(VDC V cos t)

kV0VDC
co s 0t

1 2
kV0V
co s( 0

)t

1 2
kV0Vm
co s( 0

)t
调节直流电压VDC的大小，可以改变调幅系数ma的值。
载波频率不能太高，载波频率高会造成上下两边
带之间的相对距离太小，对滤波器要求太高；载波
iB
t
o
(f) 基极电流 iB
t
vc
集
电
t
极
Ic
调
幅
t
应
工
t
作
在
过
压
t
区
t
输出信号为: Vc(t)=Vc(t)cos0t=[VcT + v1cost ]cos 0t
集电极调幅在调制信号一周期内的各平均功率为：
1) 2)
集集P电电av极极有直P效流T电电(1源源电V12c压Tm 所V供a2c)(t给)供的给平被均调功放率大则器为的总ma平均VV功CT 率
这种方法原则上能把相距很近的两个边频带 分开，而不需要多次重复调制和复杂的滤波器。
但这种方法要求调制信号的移相网络和载 波的移相网络在整个频带范围内，都要准确地 移相90°。这一点在实际上是很难做到的。
(3) 修正的移相滤波法

v1=sint sin1t v1=cos(1–)t v3= v0v2 =sin2t cos(1-)t
BM4
v2=sint cos1t v2=sin(1–)t v4=v0 v2=cos2t sin(1–)t
这种方法所需要的90°移相网络工作于固定频率1与 2，因此制造和维护都比较简单。它特别适用于小型轻便 设备，是一种有发展前途的方法。
7.8 高电平调幅电路
高电平调幅电路能同时实现调制和功率放大，即用调