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自制一个AM信号源,其中最关键的是什么?

2023-10-13 16:04:44 JOHN DUNN 阅读:
我需要一个低失真AM信号源来馈送放大器的输入,但我能找到的每个信号发生器的AM输出失真规格都比放大器本身应满足的失真要求要差···

我需要测试UHF线性放大器提供低失真AM信号输出的能力。不幸的是,输出失真要求高于我能找到的所有商用AM信号源的失真极限。因此,有必要临时制作一个适用于这一目的的AM信号源。JMoednc

我需要一个低失真AM信号源来馈送放大器的输入,但我能找到的每个信号发生器(惠普、Fluke、Anritsu等)的AM输出失真规格都比放大器本身应满足的失真要求要差。为了制作一个AM失真足够低能满足测试需求的信号源,我不得不按照图1中所示的思路进行一些设计。JMoednc

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图1 临时AM信号源的框图。资料来源:John DunnJMoednc

我的计划是采用双平衡环形二极管混频器,并向其中注入载波和调制音频信号,以创建具有抑制载波的双边带(DSB)混频器输出信号。我需要用购买的商用放大器来弥补混频器的损失。然后,我将DSB信号添加到原始载波中,以创建具有载波和两个AM边带的所需的AM信号。JMoednc

这效果很好。JMoednc

不过,为了说明信号处理原理,可以使用SPICE模型,其中双平衡混频器由一个四象限乘法器表示(图2和图3)。JMoednc

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图2 所设计的AM信号源的SPICE仿真,提供50%调制。资料来源:John DunnJMoednc

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图3 所设计的AM信号源的SPICE仿真,提供100%调制。资料来源:John DunnJMoednc

需要注意的一点是,原始载波信号和重新注入的载波信号在求和点的相位偏移要为零。在完全没有相移的情况下,我们可以扩大时间尺度(如图4所示),观察AM波形的过零时序,这正是我们想要的。JMoednc

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图4 无相移的AM波形的均匀过零时序。资料来源:John DunnJMoednc

然而,如图5所示,如果重新插入的载波相对于原始载波发生了相移,我们就会得到一些不想要的效果。JMoednc

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图5 相对于原始载波有90°相移的过零时序,显示出不良影响。资料来源:John DunnJMoednc

当然,图5中的90°相移是相当极端的,但出于演示目的,采用这种极端的相位偏移可以让我们很容易地看到不良现象是如何产生的。JMoednc

图5显示过零的时间不再相同,这意味着信号输出出现了不必要的相位调制(如图6所示),我们所追求的振幅调制效果也下降了。JMoednc

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图6 90°相移时信号输出出现不必要的包络衰减。资料来源:John DunnJMoednc

当我们返回到之前的时间尺度时,我们还可以看到90°相移导致AM包络也发生了衰减。再次将相位角恢复到0度,我们可以看到非常好的AM信号生成,直到100%调制(图7)。JMoednc

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图7 以0°相移提供100%调制的调幅信号源。资料来源:John DunnJMoednc

所以请务必保持好相位,我的朋友。JMoednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Playing with phase in AM signal generation,由Ricardo Xie编译)JMoednc

责编:Ricardo
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