我需要一個(gè)低失真AM信號源來饋送放大器的輸入，但我能找到的每個(gè)信號發(fā)生器的AM輸出失真規(guī)格都比放大器本身應(yīng)滿足的失真要求要差···

我需要測試UHF線性放大器提供低失真AM信號輸出的能力。不幸的是，輸出失真要求高于我能找到的所有商用AM信號源的失真極限。因此，有必要臨時(shí)制作一個(gè)適用于這一目的的AM信號源。

我需要一個(gè)低失真AM信號源來饋送放大器的輸入，但我能找到的每個(gè)信號發(fā)生器(惠普、Fluke、Anritsu等)的AM輸出失真規(guī)格都比放大器本身應(yīng)滿足的失真要求要差。為了制作一個(gè)AM失真足夠低能滿足測試需求的信號源，我不得不按照圖1中所示的思路進(jìn)行一些設(shè)計(jì)。

圖1 臨時(shí)AM信號源的框圖。資料來源：John Dunn

我的計(jì)劃是采用雙平衡環(huán)形二極管混頻器，并向其中注入載波和調(diào)制音頻信號，以創(chuàng)建具有抑制載波的雙邊帶(DSB)混頻器輸出信號。我需要用購買的商用放大器來彌補(bǔ)混頻器的損失。然后，我將DSB信號添加到原始載波中，以創(chuàng)建具有載波和兩個(gè)AM邊帶的所需的AM信號。

這效果很好。

不過，為了說明信號處理原理，可以使用SPICE模型，其中雙平衡混頻器由一個(gè)四象限乘法器表示(圖2和圖3)。

圖2 所設(shè)計(jì)的AM信號源的SPICE仿真，提供50%調(diào)制。資料來源：John Dunn

圖3 所設(shè)計(jì)的AM信號源的SPICE仿真，提供100%調(diào)制。資料來源：John Dunn

需要注意的一點(diǎn)是，原始載波信號和重新注入的載波信號在求和點(diǎn)的相位偏移要為零。在完全沒有相移的情況下，我們可以擴(kuò)大時(shí)間尺度(如圖4所示)，觀察AM波形的過零時(shí)序，這正是我們想要的。

圖4 無相移的AM波形的均勻過零時(shí)序。資料來源：John Dunn

然而，如圖5所示，如果重新插入的載波相對于原始載波發(fā)生了相移，我們就會得到一些不想要的效果。

圖5 相對于原始載波有90°相移的過零時(shí)序，顯示出不良影響。資料來源：John Dunn

當(dāng)然，圖5中的90°相移是相當(dāng)極端的，但出于演示目的，采用這種極端的相位偏移可以讓我們很容易地看到不良現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的。

圖5顯示過零的時(shí)間不再相同，這意味著信號輸出出現(xiàn)了不必要的相位調(diào)制(如圖6所示)，我們所追求的振幅調(diào)制效果也下降了。

圖6 90°相移時(shí)信號輸出出現(xiàn)不必要的包絡(luò)衰減。資料來源：John Dunn

當(dāng)我們返回到之前的時(shí)間尺度時(shí)，我們還可以看到90°相移導(dǎo)致AM包絡(luò)也發(fā)生了衰減。再次將相位角恢復(fù)到0度，我們可以看到非常好的AM信號生成，直到100%調(diào)制(圖7)。

圖7 以0°相移提供100%調(diào)制的調(diào)幅信號源。