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单边带信号的产生方法 |
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__一个调幅信号去掉载频和两个边带中的任一个边带,就成为单边带信号,要实现这个目的,有三种主要方法,即频率滤波法(简称滤波法),移相法和移相滤波法等。 __(一)、滤波法产生单边带信号 __滤波法产生单边带信号的过程分为两步,首先是利用平衡调制器产生出抑制载频但有上下两个边带的中间信号,然后再用滤波器从中选择出一个边带,其简单发信原理如图11所示。 ![]() __滤波法是最早出现的获得单边带信号的方法。其原理很简单。但实际上,这种方法对滤波器的要求很高,而且要求载波频率不能太高,为什么?下面通过一组实际的数字说明: __设最低调制频率Fmin=300Hz __载波频率fo=ωo/2τ=10x106Hz __则两个边带之间的相对距离为 __2Fmin/fo=600/107=0.006% 即两个边带相距很近。要滤除一个边带,通过另一个边带,就必须对滤波器提出很高的要求。如果将fo降低为104Hz,则2Fmin/fo=6%。这时对滤波器的要求虽然低了,但fo又嫌太低,滤波器的通频带可能不够宽,引起频率失真。 __由此可见,载波fo既不能太高,也不能太低,一般取为100-500KHz。为了使载波频率提高到所需要的数值,必须经过多次平衡调幅与滤波,来逐步提高载波频率。在第二或三次平衡调幅(亦即混频)后,须再进行边带滤波。只是此时两个边带相距足够大2(f1+F),因而较易滤除。需要强调的是,提高单边带载波频率决不能采用倍频的方法。因为倍频后,音频频率F也跟着成倍增加,使原来的调制信号完全变样,产生严重的失真,这是绝对不允许的。 而且由于载波频率不能太高,要将其提高到所需要的工作频率 __(二)、相移法产生单边带信号 __滤波法产生单边带信号的一个缺点,是它需要相当严格的边带选择滤波器,由此还限制了调制的载频不能用得太高,因而不得不采用多次变频。相移法就是为了克服上述缺点而发展起来的的,相移法产生单边带信号的方框图如图12所示。 ![]() __它采用两个平衡调制器,调制器B的输入载波与基带信号和调制器A的输入载波信号及基带信号相位各相差90o,也就是说,加在调制器B的载波电压及基带信号电压是有加到调制器A的载波电压及基带信号电压移相90o而得到的,两个调制器输出信号在输出电路中叠加后,就可以得到单边带信号。 __在图12中,两个平衡调制器的调制信号电压和载波电压都是互相移相90o。因此,如果用v1与v2分别代表这两个调幅器的输出电压(只考虑有用的边带,不考虑谐波等),则只取vΩ与载波振荡电压vo的相乘项,得 __v1=VsinΩtsinωot ___=1/2V[cos(ωo-Ω)t-cos(ωo+Ω)t] __v2=VcosΩtcosωot ___=1/2V[cos(ωo-Ω)t+cos(ωo+Ω)t] 因此,输出电压为 __v3=K(v1+v2)=KVcos(ωo-Ω)t __式中,K为相加或相减电路的传输系数; __V为平衡调幅器输出电压幅度,与Vo及VΩ成正比。由v3式可知,v3就是所需要的单边带信号。由于它不是依靠滤波器来抑制另一个边带,所以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。这是相移法的突出优点。但相移法对移相网络元件内数值的准确度要求很高,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90o,这一点在实际上是很难做到的。因此,在要求对不需要的边带应有高度抑制的正规干线中,相移法反而不如滤波法简单经济。而且,由于滤波器的性能稳定可靠,因此,滤波法仍然是目前的标准形式。但相移法对于要求不高的小型电台来说,还是有使用的价值。 __(三)、修正的移相滤波法 __相移法的主要缺点是要求网络准确地移相90o。尤其是对于音频移相网络来说,要求在很宽的音频范围内准确地移相90o是很困难的。为了克服这一缺点,有人提出了产生单边带的第三种方法—修正的移相滤波法。移相滤波法的关键特点是使两个90o移相网络都工作在各自固定的频率ωo和ω1,从而克服了相移法在宽的音频范围内不能准确地移相的缺点,同时使制造和维护都变得比较简单。特别适合与小型轻便设备,是一种很有发展前途的方法。 |
单边带通信|频谱的概念|调幅信号及其频谱|单边带波形及频谱|单边带的特点|单边带产生方法|单边带的接收| |