专利名称:浮动载波调幅装置的制作方法
一种浮动载波调幅装置，属于无线电广播和通讯领域。
众所周知，发射机输出的高频功率中，包括载波功率和边带功率。不论有无调制信号，也不论调制信号大小，发射机发射的载波功率是固定的，其数值远远大于含有信息的边带功率;而随着调制信号电平而变化的边带功率，即使在100%调幅度时，也只占载波功率的一半。通常，广播节目的平均调幅度很低，若按20%计，边带功率只占载波功率的2%。由此可见，在发射机输出的总功率中，不含信息的载波功率占有绝对高的比例。
如果使载波电压能夠随着调制信号电平的大小而变化，即当调制信号电平低时载波电压也低，调制信号电平高时载波电压也随着变高〔最大值为1(相对值)，即全载波〕，这样，与普通调幅发射机相比在保证边带功率不变的情况下，就可以节约大量的载波功率，进而也就大大减少了发射机(尤其是大功率发射机)的能量消耗。
该装置是在发射机上，实现载波电压随调制信号电平的大小而浮动，在不影响广播质量的前提下，达到节约电能的目的。
在串馈脉宽调制发射机中，开关脉冲的占空系数通常选取0.5左右，在无调制信号时，理想情况下，这时被调级与调制级各分得一半的主整直流高压，被调级也就有相应的载波电压(规1化，相对值为1)。在正弦信号调制时，尽管脉冲宽度被调制信号调制，但在调制信号的一个周期中，平均脉冲宽度的占空系数仍等于0.5(或者说平均直流分量与不调制时完全相同)，对应于此，被调级输出电压在调制信号一个周期中的平均值-载波电压，在调制过程中始终保持为1。可以想见，如果使占空系数在无调制信号时选为0.3，有调制信号时，占空系数随着调制信号电平的大小在0.3-0.5之间变化，那么对应的载波电压就在0.6-1之间变化，载波功率就在0.36-1(均为相对值)之间变化，载波功率的节约就在64%-0之间随着广播节目的动态电平变化。
在串馈脉宽调制发射机的脉宽调制器中，如果用随着音频调制信号峰值电平而变化的“直流”控制电压，代替传统的送往比较器的固定直流电压(调整开关脉冲占空系数的电压)，便可实现载波随着调制音频信号的动态峰值电平的大小而浮动。在串馈脉宽调制发射机上实现浮动载波调幅的已有技术见专利文献DE 2720930。
将浮动载波调幅装置接入脉宽调制发射机，其输入端送入音频调制信号，输出端接脉宽调制器的比较器。通过浮动载波调幅装置，可实现载波电压随音频调制信号的峰值电平(按一定的受控特性)而变化。
为了不影响广播节目质量，调制空隙应保留一定值的载波电压。为了更多的节能，载波受控特性曲线可采用折线型，而已有技术难以做到对载波受控特性灵活控制，而且要对最大调制信号进行严格控制，否则会使载波值超过1。况且，已有的公开出版物中完整的电路原理方框图均作为技术诀窍未予公开。
本发明突破了已有技术的诀窍，且可根据不同需要极易实现不同的载波受控特性，并无需对最大调制信号进行严格控制，功能齐全、调整使用方便，还可兼顾节能与提高抗干扰能力。
产生载波受控信号的通道，可以只有一个支路(支路A)，如图1所示，在全波峰值整流器后面设有限幅器和减法器(或加法器)，该支路的输出信号可产生图2所示的载波受控特性曲线。调整图1中直流电压E1的大小，可调节图2中特性曲线b点的位置;改变R1的大小，能改变特性曲线bc段的斜率;调整限幅器的限幅电平，可实现cd段的限幅，即当调制信号大于某一定值〔例如0.85(相对值，最大值为1)〕时，载波电压被严格限定在额定值1;调整减法器(或加法器)一个输入端的电压E2，可调节特性曲线ab段的纵向位置。
产生载波受控信号的通道，也可以有两个支路(支路A和支路B)，如图3所示。图3的电路可产生出不同的控制信号，进而实现不同的载波受控特性。
通过B支路的全波峰值整流器、限幅器和减法器(或加法器)，可产生图4所示的载波受控特性曲线。调整图3中B支路的R9、E3、限幅器的限幅电平，可按照需要使图4中M点在纵坐标的位置在0-0.4之间调整，N点在横坐标的位置在0.05-0.25之间调整。
图3中，U3＝E4，为一固定直流电压，不受音频调制信号的影响。
如果只将U1送入加法器〔7〕时，则输出U0能产生图2所示的载波受控特性曲线;当同时将U1和U2输入加法器〔7〕，则输出U0能产生图5所示的载波受控特性曲线。采用图5所示的载波受控特性曲线进行浮动载波调幅广播时，与采用图2的曲线相比，节能效果稍差，但调制空隙时的抗干扰能力增强，在调制空隙，接收机的噪声和干扰要稍小些。如果只将U3送入加法器〔7〕，则输出U0能产生图6所示的载波电压-调制信号电压之间的关系曲线(即载波受控特性曲线)，在这种情况下，载波不受控，相当于普通调幅那样，载波电压恒等于1(相对值)。
上述图2、图5和图6是基本的几种载波电压与调制信号电压之间的关系曲线，通过调整有关电压，亦可实现图7和图8所示的载波受控特性曲线。
通过两个手动选择开关(图9中K1、K2)，广播电台可根据需要，在播音过程中任选三种载波受控方式其中之一进行工作〔即图2、图5(或图8)、图6中任一种〕，切换方式见图9。图2、4、5、6、7、8中，纵坐标代表载波电压用U7表示，横坐标代表调制信号电压，用UΩ表示。
图10所示即为本发明的完整的原理方块图，所用的电路均为通用电路。音频信号处理通道C的输出U′Ω以及产生载波受控信号通道的输出Uo均送往脉宽调制器的比较器。
本装置在10KW串馈脉宽调制发射机上试验使用，不影响电声指标和播出效果，其节能情况详见表1。
表1.本装置在10KW发射机上应用举例
参考文献1.DE 27209302.DE 30379013.DE 30379024.ENEGY SAVINGS WITH MODERNPDM-TYPE HIGH-POWER TRANSMITTERS.
INTERNATIONAL BROADCASTING CONVENTION，1982年9月18日-21日，117-124页。
图1产生载波受控信号的通道(支路A)〔1〕-全波峰值电平整流器，它是一个通用的全波峰值整流电路;
〔2〕-限幅器，通用电路，限幅电平可调;
〔3〕-减法器(或加法器);
UΩ-输入音频调制信号电压;U1支路A输出的控制信号电压。
图2由支路A产生的载波受控特性曲线UΩ-同图1;
UT-载波电压。
图3有两个支路的产生载波受控信号的通道A-同图1;
B-产生载波受控信号的通道的支路B;
UΩ-同图1;
U1-同图1;
〔4〕-全波峰值整流器;
〔5〕-限幅器;
〔6〕-减法器(或加法器);
〔7〕-加法器;
U2-支路B输出的载波受控信号;
U3-〔7〕输入的直流电压;
U0-〔7〕输出的合成后的载波受控信号。
图4由U2产生的载波受控特性曲线U2-同图3;
UΩ-音频调制信号电压，同图2;
UT-载波电压，同图2。
图5由U0产生的载波受控特性曲线U0-同图3;
UΩ-同图2;
UT-同图2。
图6由U3产生的载波电压-调制电压特性曲线(也即载波受控特性曲线)U3-同图3;
UΩ-同图2;
UT-同图2;
图7载波受控特性曲线UΩ-同图2;
UT-同图2。
图8载波受控特性曲线UΩ-同图2;
UT-同图2。
图9双向开关的切换方式K1，K2-双向开关;
a、b-开关位置;
其它同图3。
图10浮动载波调幅装置原理方框图C-音频信号处理通道;
U′Ω-音频信号处理通道C的输出;
其他同图1、图3、图9。
说明图1、3、9、10中C1、C2为电容器，D1为二极管R2、R3、R7、R8、R6、R11为电阻器R4、R5、R9、R10、R12为电位器。
权利要求
1.一种浮动载波调幅装置，是可接入串馈脉宽调制发射机中用于节能的装置，有由可控增益音频放大器和低通滤波器串接组成的音频信号处理通道以及含有全波峰值整流器的产生载波受控信号的通道，其特征在于产生载波受控信号的通道中在全波峰值整流器的后面串接有限幅器和减法器(或加法器)。
2.如权利要求
1中所说的浮动载波调幅装置，其特征在于其产生载波受控信号的通道有两个支路，每个支路都由各自的全波峰值整流器、限幅器、减法器(或加法器)串接组成。
3.如权利要求
2中所说的浮动载波调幅装置，其特征在于所说的产生载波受控信号通道的两个支路的后面，接有两个双向开关和一个加法器，以使整个装置构成内部联接方式不同、具有不同载波受控特性的电路。
专利摘要
浮动载波调幅装置属于广播和通讯领域。本装置接入串馈脉宽调制发射机中，可使载波随调制信号动态电平浮动。该装置有调制信号处理通道和产生载波受控信号的通道，后者可为一或二个支路，每支路均有全波峰值整流器、限幅器、减(或加)法器。通过两个双向开关及加法器，可方便选用三种不同的载波受控特性。发射机使用本装置可大幅度节能，且不影响广播质量。
文档编号H03C1/00GK86101090SQ86101090
公开日1987年8月26日 申请日期1986年1月31日
发明者李栋 申请人:北京广播学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan