[发明专利]线性调制器及其尖端通信

说明书

本发明涉及一种无线电通信技术。

现有无线电通信技术的缺点很多。在调幅通信方面，大家知道，已调幅波的频率为载波频率与调制信号频率相加、减的上、下边频。现有技术的双边带通信，占用的频带宽度为最高调制信号频率的两倍。在传送信号频率较高的通信中，占用的频谱资源很多。例如：一套电视节目的传送，占用的频谱大约相当于中波广播频段的8倍。这种通信技术受既定占用带宽限制而未能实行兼容调幅立体声、兼容立体电视和兼容高清晰度电视的播送接收，也未能实行可消噪抗干扰的调幅通信。从另一方面来说，现有调幅技术，不带信号的等幅载波占了发射功率的大部分能量。在调幅系数达100％时，两个边频带的能量一共只占1/3，功率利用率很低。对调频通信来说，虽然可以在接收机用限幅法消除噪声，但调频通信占用的频带比调幅通信更宽，频谱利用不经济。而且由于接收机的通频带很宽，在信号微弱而达不到限幅点时，噪声干扰特别严重，因为噪声与带宽成正比……现有通信缺点诸多，都归根于调制技术落后。

本发明为解决上述现有技术的诸多问题而设计出一种线性调制器。这调制器是把信号调入载波，由载波发生幅度变化携带信号，而不是由上下边频携带信号。本技术与现有技术调幅效果不同之处在于，现有技术的调幅波发生频率变化，本技术的调幅波不发生频率变化，仍为原载波频率。要知道，现有技术的调幅波之所以变了频，因为现有技术是利用元件的非线性特性调幅，本技术的调幅波之所以不变频，因为本技术是在元件的线性工作状态下调幅。大家知道，单一频率的简谐波通过线性电路时，信号的形状(波形)不变，仍为具原来频率的简谐波。多频信号通过线性电路时，包含的频率成分仍和原来的相同。换言之，单一频率的简谐波或多种频率的信号通过线性电路，都不会产生新的频率，即线性电路没有变频作用。但对于非线性电路，当单一频率的简谐波通过它时，其波形将发生变化，这种波形的变化，必将产生新的频率分量——谐波。多种频率的信号通过非线性电路，就要产生这些频率的和频与差频及组合频率等。也就是说，信号通过非线性电路有变频作用，通过线性电路无变频作用。这就是本发明设计线性调制器的依据。据大众熟识的现有调幅技术，如果调幅器的元件工作于线性区域，就不能实现调幅。本发明的线性调制器，是在元件的线性区域内实行调幅，而且调幅系数可达100％。本发明的线性调制器，由PNP管差动电路和NPN管差动电路组合而成。详见下面讲解。

现在先以图1，三极管的输入特性曲线图，说明现有技术调幅与本技术调幅的三极管工作点不同。图中O点至A点的段落，是三极管输入特性曲线较弯曲的段落，A点至D点是较直线的段落，其中B点至D点是很直线的段落。现有技术调幅管的工作点必须在O点至A点较弯曲的非线性段落。本技术调幅的动态运用范围是在B点至D点很直线的段落。

图2是线性调制器电路图。图中将直流供电的电路省去未画。图中的BG1,BG2基极输入调制信号，BG3,BG4基极输入载波。BG3,BG4的集电极电流，由BG1,BG2集电极电流限制提供，因此该电路的工作实质，是以BG3,BG4的载波周率，通过L₁R₁、L₂R₂和通过L₃R₃、L₄R₄、对BG1,BG2的集电极电流取样，把调制信号的电流(电压)转变为载波振幅的电流(电压)，具有调幅的性质。但为了使晶体管的动态运用不超出直线范围，输入的调制信号不能太强。受这种局限，调幅波包络线的峪值远远不能下降到O点，因而调幅系数很小。为了使调幅系数可达100％，必须采取下述措施：一、BG1,BG2的静态工作点略有高低差别，使由取样而获得的两路调幅波振幅略有差别；二、把对BG1,BG2集电极电流取样而获得的两路调幅波，以图中B₁B₂的接法实行倒相合拼(即相减)。这样，只要把BG1,BG2静态电流的差异配合输入适当强度的调制信号，就可以令B₁B₂次级输出的调幅波包络线峪值到达O值，从而达到100％的调幅系数。下面以图3作解释。