高线性幅度调制器。方案、说明

高线性幅度调制器。无线电电子电气工程百科全书

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具有良好线性度的调幅器理论上可以在等于载波频率的调制信号频率下工作。晶体管 Q1 将调制输入电压分成两个反相双极性信号。晶体管 Q2 和 Q3 上的开关分别通过矩形载波的正半周期和负半周期。使用电阻器 R5 和 R6 对中断的调制信号（点 C 和 D）求和。

如图所示电路的幅度调制器具有良好的线性度，并且在调制信号的频率从零到载波频率一半变化时工作。电路的线性度保持在高达 97,5% 的调制因数。各个级之间的连接是通过电流实现的，无需使用电感或大电容。

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晶体管Q1是调制信号的分相器，Q1发射极的信号有相移，幅度略低于输入电平。调制信号的直流分量在晶体管 Q5 的发射极处约为 -1V，在其集电极处约为 +5V，其中信号相位相对于输入偏移 180°。晶体管 Q2 和 Q3 上的高速开关响应输入载波信号在饱和和截止之间交替。该信号优选为矩形，通过电阻器R2、R3和二极管D1、D2分别馈送到晶体管Q1、Q2的基极。二极管可保护晶体管免受高载流子电平时可能出现的基极-发射极反向电压增加的影响。电容器C1和C2用于减少晶体管Q2、Q3的开关时间。

晶体管Q2、Q3的集电极通过电阻R1和R3连接到分相器Q4的输出端。这些电阻器用于解耦基带和基带电路。在载波的每个正半周期，晶体管Q1集电极的调制信号由晶体管Q5从其平均值2V切换到零。结果，在晶体管Q2的集电极上形成了一个间歇调制信号。类似地，晶体管Q1发射极的调制信号被晶体管Q3中断，晶体管Q3在载波的每个负半周期期间从关断过渡到饱和。

高线性幅度调制器

正负间歇调制信号混合在一个由电阻器 R5 和 R6 组成的简单求和电路中。相加时，存在于不连续基带信号中的斩波频率分量相互抵消。因此，在理想平衡的情况下，输出调制信号的频谱中不存在具有调制频率的分量，而仅存在调制的副分量。理论上，在这种情况下，可以将调制信号的频率增加到等于载波频率的一半的上限，而无需应用复杂的滤波。在这种情况下，调制信号的包络相对于输入调制信号是反相的。

电路的输出电压是调幅方波，它本身包含基频的奇次谐波。（输出信号频谱可写为nwc±wm）m，其中wc为载波频率，wm为基带频率，n=1； 3； 5个； ... .) 要获得正弦载波，必须对输出信号进行滤波。低通滤波器可用于提取载波的基频及其边带，因为输出信号频谱不包含具有调制频率的分量。然而，为了隔离任何谐波 wc，必须使用带通滤波器。

调制器的频率特性主要取决于开关晶体管的速度。对于图中所示的晶体管，调制输出信号的上限频率为 1 MHz。调制器本身具有平坦的频率响应，并且在高达 250 kHz 的调制频率时保持线性，此后包络失真甚至对肉眼来说都变得明显。在100 kHz的载波频率和1 kHz的调制频率下，可以获得深度高达95%的线性调制。

在开环模式下，最大调制输出摆幅为 7,4V，输入摆幅为 14V。调制器输入端产生方波输出的最小载波摆幅为 2,8V。调制信号的形状可以是任意的。

也可以使用正弦信号作为载波，但中断过程较差。最小峰峰值正弦波载波为 4 V。在 10 kHz 的载波频率和 14 V 的调制信号摆幅下，可以实现高达 97,5% 的线性调制。

在较低的载波频率下，最小载波驱动电平变化不大。同时，调制器的技术特性在较高频率下有所恶化——线性调制的最大深度减小，在 94 kHz 时等于 500%，在 88 MHz 频率时等于 1%。在较高频率下，输出电平也会降低。为了扩大频率范围，您可以使用更快的关键晶体管并降低电路级的阻抗。

还可以通过增加电源电压来防止高频输出信号的下降。最大调制深度理论上受限于斩波晶体管的饱和电压；在高电源电压下，该电压不会产生如此强烈的影响。使用精确选择的电阻对（R3-R4、R5-R6、R7-R8）确保输出调制信号的正负瞬时值相等。

作者：圣达菲学院（佛罗里达州盖恩斯维尔）；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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