ギルバートセル乗算器を使ったAM変調/DSB変調器の設計

前回構成したギルバートセル乗算器を使ったAM変調/DSB変調器は、BJTトランジスタへのバイアス電圧を定電圧源で設定していた。
これらを、電源電圧Vcc=6Vから抵抗分割で、同じバイアス電圧を設定した。

図1.1に示すように、問題なくAM変調ができている。

図1.1 抵抗によるバイアス電圧設定をしたAM変調器　(ギルバートセル乗算器使用)

次に、図1.1 の回路中の定電流源を、BJTトランジスタで構成するワイドラー定電流源で置き換えた。

問題無くAM変調ができている。(図2.1)

フィルターを使わなくても、大変スプリアスの少ない電波の質の良い綺麗な変調波が得られている。(FFT参照)

図2.1 ワイドラー定電流源に置き換えたAM変調器　(ギルバートセル乗算器使用)

図2.1と同じ回路で、ベースバンド信号に加算した底上げDC電圧を0Vにした。

変調波はキャリアが綺麗にキャンセルされたDSB変調波を得た。(図3.1)

図3.1 ワイドラー定電流源に置き換えたDSB変調器　(ギルバートセル乗算器使用)

図3.1 のFFTの周波数軸を拡大した。
キャリアが綺麗にキャンセルされたUSB,LSB成分の変調波が見える。(図3.2)

図3.2 ワイドラー定電流源に置き換えたDSB変調器(ギルバートセル乗算器使用)FFT周波数軸拡大

出力には、よりスプリアスを減少させるためBPF(バンドパスフィルタ)を通過させた後に、リニア電圧アンプで電圧増幅を行うのが良いと思う。
差動型出力なので、OPアンプでの増幅がより向いていると思う。

従来のアナログ式AM/DSB変調器にはダイオード4本で構成する平衡変調器(リング変調器)が多用されたが、こちらの方式のほうは、遥かに発生するスプリアスが少ない。

従来式リング変調器は、スプリアス減衰効果の優れたバンドパスフィルタ(水晶フィルタが多い)が必須だったが、この方式では、BPFがいらないくらい電波の質が良い特性が見られる。

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