单边带载波机调制方式的探讨

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【摘要】通过对滤波法、移相法、移相滤波法以及高中频雕制法等几种获取单边带的方式进行探讨，不仅从理论上而且从技术上可完全实现不用高频带通滤波器获取单边带信号，方便了厂商的生产，也方便了用户订货和通讯组网。

【关键词】单边带;无高频带通滤波器

1.滤波法

传统的单边带载波机为抑制载波及无用边带均采用滤波法，图1是S-1型电力线载波机的两级调制解调方案。

图1 S-1机调制解调方案

M模拟乘法器 LF1中频带通滤波器 LF2高频带通滤波器 fc1中频载频fc2高频载频 LF3话音低带滤波器

第一级调制乘法器M是具有载波抑制功能的四象限平衡相乘器LM1596，陶瓷滤波器LF1用于抑制载波和下边带，抑制比大于65dB。第二级调制用陶瓷滤波器LF2来选取上边带（或下边带）作为线路发送频谱，阻带衰耗大于50dB。解调是调制的还原，低通滤波器LF3用于选取话音基带，滤除无用边带及高频杂音。

高频带通滤波器须根据用户设计的频谱（或实测线路衰耗）来订货，上线后如果频谱选择不当，或改变通讯组网结构而导致频谱变更，需专业人员现场更换滤波器，给厂家生产、用户订货、通讯组网以及设备的互换、维修、备用都带来不便。为此需要探讨一下除传统滤波法外单边带的其他调制方式。

2.移相法

移相法又称正交调制法。单边带信号可以表示为：

u0=u

=

图2 相移法单边带调制方案

图3 正交载频信号的获得

即两个双边带信号的相加或相减，且这两个调制信号和载波信号都各自相移了90?。用图2的方式无需滤波器获取单边带只需一次调制，但要对话音在整个4KHZ频段内都均匀移相90?是比较困难的。实际应用如图3和图4所示，用4倍载波频率的时钟，通过一个双D触发器4分频来获取相互正交的载波信号，它可以在任意载波频率上获得绝对90o相移;用两块4运放组成的有源RC移相电路，来获得话音频带内的信号相移90o。调整电位器，使各级频率都有90o的相移，两路输出为等幅信号，其相位差在话音基带300～3400HZ范围内。

图4 话音宽带相移90o电路

可做到90o±1.3o，可确保调制器对载频及无用边带的抑制为-35～-40dB。在乱真发射要求不高时，可实现不用带通滤波器的一级调制。考虑到选择性，解调可采用两级解调，用中频滤波器滤除无用边带及杂音。美国西屋公司的RTC-1型电力线载波机就是采用这种方式。移相法的主要缺点是宽带精确相移90o调整较困难。

3.移相滤波法

为解决宽带的精确相移90o，可以用移相滤波法来获取单边带。它需要两级调制来实现。如图5所示。第一级乘法器输出分别为

图5 移相滤波法实现单边带调制方框图

两式中的差频项（下边带）均可通过中频滤波器LF滤除，在第二级乘法器输出为：

经过和放大器，若取上边带则两式相减（反之则相加）得到：

第一级调制后的边带抑制，取决于中频带通滤波器的滤波特性，第二级调制后的边带抑制是可以通过和放大器来完全抵消，无需考虑宽带移相精度，不用高频带通滤波器且性能指标优于滤波法。

4.高中频调制法

用高中频调制来抑制无用边带的方案如图6所示。与滤波法基本相同，不同的是用一个标准低通滤波器来代替高频带通滤波器，抑制镜频干扰。频谱搬移如图7所示（以频谱104～108KHZ为例）。中频载频fc1为5MHZ（远大于传统中频载频），用晶体滤波LF1选取上边带，其载频及无用边带抑制度大于60dB。高频调制输出用500KHZ低通滤波器选取下边带，镜频为10.108～10.112MHZ，是500KHZ的20倍频程，用普通低阶500KHZ的低通滤波器即可滤除。这样不用高频带通滤波器，只需用标准的晶体高中频带通滤波器和标准的500KHZ低通滤波器，即可实现在40～500KHZ的通讯频段内任意频谱的调制。解调与调制相反，线路频谱先经500KHZ的低通滤波器滤除可能的镜频干扰，考虑到高频分布参数容易引起干扰，解调中频滤波器选择在5.2～5.204MHZ。美国西屋公司SS-246型单边带电力线载波机就是采用这种方式。

图6 高中频调制法获取单边带

图7 高中频法调制解调频谱搬移图

5.结束语

不用高频带通滤波器，用移相法、移相滤波法以及高中频调制法均可获得单边带，后两者在技术上可行，指标较好。利用集成锁相技术，只需拨动DIP开关，就可任意改变载频及线路频谱，获得单边带。这样既方便了厂商的生产，也方便了用户订货和通讯组网，用户甚至可根据现场线路衰耗，改变DIP开关来调整频谱，同时用户也无需备用不同频率的滤波器，一台载波机就可做任何其它频谱载波机的备用。