调宽脉冲信号形成电路优化设计

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：调宽脉冲信号形成电路由运算放大器N8A、晶体管V3、V4及周围元件构成，如图3-16所示。图3-16调宽脉冲信号形成电路N8A在这里用作高速比较器。下面我们来看一看，调宽脉冲信号与脉宽调制发射机输出信号及输出功率之间的关系。经过平衡推动电路放大的调宽脉冲信号，送到调制驱动器后还要进行放大，放大后的波形不变，但脉冲信号的高、低电平发生了变化，信号幅度增大。

调宽脉冲信号形成电路由运算放大器N8A、晶体管V3、V4及周围元件构成，如图3-16所示。

图3-16　调宽脉冲信号形成电路

N8A在这里用作高速比较器。当同相输入端的信号电平高于反相输入端的信号电平时，比较器输出高电平，反之则输出低电平。高、低电平的值由N8的供电决定。在电路中，N8A同相输入端是来自副载波产生电路的72kHz三角波信号，来自自动增益控制电路、功率控制电路的（音频+直流）信号，经电感L6、电容C24和电阻R61、电容C25组成的两级低通滤波电路滤除高频杂波信号后，送到N8A的反相输入端。

通常，送到比较器同相输入端的三角波副载波信号是不变的。在没有音频信号输入时，反相端输入的直流信号与同相输入端的三角波副载波信号相比较，这样比较器 N8A将输出一个频率为72kHz的等幅矩形脉冲波信号。输出矩形脉冲波信号的宽度取决于送到反相输入端的直流信号的大小，如果这个直流信号是恒定的，那么比较器输出的矩形脉冲波信号的宽度也不变。由于直流信号是从比较器的反相输入端输入的，当直流信号电平增大时，输出脉冲信号的幅度不变，而脉冲信号的宽度减小；当直流信号电平减小时，输出脉冲信号的幅度不变，而脉冲信号的宽度增大。如图3-17所示。

图3-17　无音频信号输入时比较器的输出波形

当有音频信号输入时，比较器反相端输入的（直流+音频）信号与同相输入端的三角波副载波信号相比较，输出脉冲波信号的宽度将随音频信号的变化而变化，即输出的是宽度随音频信号的幅度变化而变化的调宽脉冲信号。如图3-18所示。

图3-18　有音频信号输入时比较器的输出波形

比较器输出的调宽脉冲信号送到晶体管V3、V4的基极，晶体管V3、V4及周围元件组成平衡推动电路，这种电路具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，因而有很强的带负载能力。同时，该电路还具有传输线性好的特点，在放大脉冲信号时能获得好的前、后沿过渡特性，故很适用于放大脉冲信号。晶体管V3、V4工作于开关状态，当送到V3、V4基极的信号为高电平时，V3饱和导通、V4截止；当送到V3、V4基极的信号为低电平时，V3截止、V4饱和导通。这样，在比较器N8A输出的调宽脉冲信号的作用下，在V3、V4发射极的连接处，将输出一个放大的调宽脉冲信号。

下面我们来看一看，调宽脉冲信号与脉宽调制发射机输出信号及输出功率之间的关系。

经过平衡推动电路放大的调宽脉冲信号，送到调制驱动器后还要进行放大，放大后的波形不变，但脉冲信号的高、低电平发生了变化，信号幅度增大。这个放大了的调宽脉冲信号在调制驱动器中由低通滤波器再解调出一个（音频+直流）信号，解调出来的（音频+直流）信号送到末级功率放大器的供电输入端，给功率放大器供电。

在没有音频信号时，脉宽调制器及调制驱动器放大电路输出的是脉冲宽度（占空比）恒定的脉冲信号，经调制驱动器中的低通滤波器解调后得到的是一个直流信号。脉冲信号的宽度（占空比）越大，解调后得到的直流信号电压越大；脉冲信号的幅度越大，解调后得到的直流信号电压也越大。而作为功率放大器的供电电源，这个直流信号电压越大，功率放大器输出的信号幅度越大、输出功率也越大。这种情况对应于发射机的载波状态。

在有音频信号时，脉宽调制器及调制驱动器放大电路输出的是脉冲宽度（占空比）随音频信号的幅度变化而变化的脉冲信号，经低通滤波器解调后得到的是一个（音频+直流）信号，此时末级功率放大器输出的射频信号受音频信号调制，在发射机输出端得到的是典型的调幅波，其瞬时电压和功率都随调制音频信号的变化而变化。

脉宽调制器、调制驱动器及发射机输出的各信号波形的对应关系如图3-19所示。

图3-19　调宽脉冲信号、脉冲解调信号与发射机输出信号的波形

调宽脉冲信号形成电路优化设计

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