滤波和转换电路的平衡与不平衡

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：音频节目信号在送到发射机音频输入端口前，一般都要经过一个接收、处理、传输的过程，滤波和平衡/不平衡转换电路的作用就是滤除音频节目信号在从节目源传输到发射机的过程中感应的高频干扰信号和产生的杂波信号，并将平衡输入的音频信号转换为不平衡输出的音频信号。N2A、N2B、N2C及周围电阻R10～R13、电位器RP2构成平衡/不平衡转换电路，其中N2A、N2B是电压跟随器，N2C及周围元件构成差分放大器。

音频节目信号在送到发射机音频输入端口前，一般都要经过一个接收、处理、传输的过程，滤波和平衡/不平衡转换电路的作用就是滤除音频节目信号在从节目源传输到发射机的过程中感应的高频干扰信号和产生的杂波信号，并将平衡输入的音频信号转换为不平衡输出的音频信号。

所谓平衡输入，简单地说，就是一个信号输入四端网络的A、B两输入端，从四端网络的输入电路来看，A、B两端子对地的电路是对称的，相当于以接地点O为中点，AO、BO间有2个大小相等的输入阻抗串联起来作为信号源的负载，因而加到AO、BO间的信号大小相等而相位相反；而不平衡输出，就是从四端网络的输出端电路来看，电路不是对地对称的，电路输出端只有一路对地的输出信号。

如图3-3所示，图3-3（a）是平衡/不平衡转换四端网络的示意图，图3-3（b）、（c）、（d）、（e）分别是图3-3（a）中信号输入端A点对地、B点对地、A点对B点和信号输出端C点对地的波形，这里画出的是输入、输出信号为单音频信号的情形。

图3-3　平衡输入/不平衡输出

脉宽调制器中的滤波和平衡/不平衡转换电路如图3-4所示。

图3-4　滤波和平衡/不平衡转换电路

可以看出，从电路的输入端看进去电路对地是对称的，来自信号源的音频节目信号首先送到发射机的音频输入接口XT4或XT2-21/22/23，再从脉宽调制器的XS1-1/2/3端输入。该信号是平衡输入的音频信号。

电感L1、L2和电容C1～C4构成低通滤波器（贝塞尔滤波器），输入音频信号经低通滤波器滤波后，在传输和处理过程中感应的高频干扰信号以及产生的杂波信号被滤除。

R6、R7是音频信号的负载电阻，加到负载电阻上的音频信号经阻容耦合电路R8、C46和R9、C47耦合到电压跟随器N2A、N2B的同相输入端。二极管VD1～VD4及接入的+15V、-15V电源构成正、负峰切削电路，硅二极管的正向导通压降约为0.7V，当输入信号的正峰值高于+15.7V或负峰值低于-15.7V时，二极管VD2、VD3或VD1、VD4导通，信号正、负峰顶将被切削成平头，从而将信号峰值限制在-15.7～+15.7V范围内。如果输入音频信号幅度在-15.7～+15.7V范围内，则正、负峰切削电路不起作用，音频信号波形不受影响，这样正、负峰切削电路就对输入音频信号起到双向限幅作用。

N2A、N2B、N2C及周围电阻R10～R13、电位器RP2构成平衡/不平衡转换电路，其中N2A、N2B是电压跟随器，N2C及周围元件构成差分放大器。

差分放大器的基本电路如图3-5所示。

图3-5　差分放大器

其输入、输出电压之间的关系为

若取R1=R2，R3=Rf，则可简化为

即输出电压与2个输入电压之差成正比。

由式（3-1）可以看出，差分放大器的输出电压等于同相端、反相端的输入电压各自乘以一个由周围电阻阻值决定的比例系数再求差。

在滤波和平衡/不平衡转换电路中，由于音频信号是平衡输入的，经过滤波和电压跟随放大后送到差分放大器同相输入端（R11）、反相输入端（R12）的输入信号中的有用节目信号成分幅度相等、相位相反，而由于传输线路的对称性，感应进来的杂波干扰信号则是幅度相等、相位相同的共模信号。因而经过差分放大器放大后，在输出端对有用节目信号成分来说，相当于2个相位相反的音频节目信号相减，输出信号幅度是增大的；而对杂波干扰信号来说，则是相当于2个相位相同的信号相减，输出信号幅度是减少的。如果适当选择差分放大器周围的电阻阻值，还可以基本消除共模干扰信号的影响，而有用节目信号则由平衡输入信号转换为不平衡输出的信号。进行平衡输入信号和不平衡输出信号转换的目的，是为了满足模拟乘法器N4对输入信号的要求。

在实际使用过程中，如果抑制共模干扰信号的效果不好，可以通过调整电位器RP2来改善。

滤波和转换电路的平衡与不平衡

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