與標準幅度調製相比,單邊帶調製(SSB)對於頻譜和輸出功率的利用率更高。儘管很少用於數據傳送,SSB仍廣泛地用於HF和VHF低端的語音通訊。雙邊帶調製信號包含有兩個完全相同的基帶信號,即上、下邊帶。由於兩個邊帶含的信息相同,因而從信息傳輸角度考慮,傳送一個邊帶同樣可以達到信息傳輸的目的。單邊帶調製,就是通過某種辦法,只傳送一個邊帶的調製方法。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/186232.htm下邊帶SSB信號的時域表示式為：
Sm(t)=m(t)cosωct+m''(t)sinωct (1)
上邊帶SSB信號的表示式：
Sm(t)=m(t)cosωct-m''(t)sinωct(2)
式中,m''(t)是m(t)的希爾伯特變換。
單邊帶信號的產生,通常採用濾波法和相移法兩種。
所謂濾波法,是對雙邊帶信號利用網絡濾出單邊帶信號,因為,一般的m(t)具有豐富的低頻成分,因而要求濾波器的截止特性極為陡峭才行。這就給實際製作帶來困難,尤其是截止特性陡峭的高頻網絡更難製作。因此,在實際中,往往採用多次頻移及多次濾濾的辦法來實現,如圖1所示。
圖中,ωs1ωs2,而且濾波器I一般工作在較低頻率上,這樣做便於設計一個較為滿意的單邊帶濾波器。倘若m(t)不包含顯著的低頻成分,則這種濾波法是行之有效的,例如,一般話音信號並不包含豐富的非常低的頻率成分。但是,如果是數位訊號,則它的低頻成分極為豐富,故在採用濾波法時,必須先採用某種技術(比如,部分響應技術)改變原信號的頻譜結構。
這種產生SSB的方法的特點是：首先對載波進行調製,而後濾掉不需要的邊帶和載波。這種方法通常被認為是低效率的,因為它將大約2/3的功率消耗於濾波器(當然,因為濾波器不是總被安裝於輸出級,所以系統不一定會浪費掉2/3的發射功率。)
所謂相移法,是模仿式(1)運算關係的一種實現方法。這種方法的原理示於圖2.這裡,關鍵在於製作一個相移網絡。由於在全頻率內相移-π/2的要求很難達到,故在實際中往往由寬頻帶(有限帶寬的)相移網絡來替代。
相移法產生SSB信號的一種具體方法
圖3所示電路利用一個集成了所有必要功能單元的IC與寬帶網絡、低電壓運放相配合,可以產生35MHz至80MHz的SSB信號。圖中所有IC均工作於3V±10%.
各部分的組成和作用分別介紹如下：
MAX2452晶片(IC1)
如果產生SSB信號採用移相(代數)法。那麼需要用這兩調製器(混頻器)產生怕需的邊帶並抑制掉不需要的載波和其餘的邊帶。兩個調製器分別被用作QAM(正交振幅調製)中的同相和正交調製,二者均包含於IC1中。該電路具有以下優點：
低成本,低功耗。
輸出信號(35MHz至80MHz)覆蓋了4m和6m業餘無線波段。
用戶可通過反轉兩對線的連接而在上/下邊帶間轉換(而不是改變濾波器)
不需要濾波器。
一片IC1內包含了所需的振蕩器、兩個調製器和一個求和放大器。
該電路不需要濾波器來抑制載波和邊帶頻率,因為調製過程已包含了頻率甄別功能。舉例來說,如果載波信號sinωct而調製信號為sinωMt(不考慮信號幅度)。調製過程(混頻)實際就是將載波和調製信號相乘,如下所示：
[sinωMtsinωct]=0.5cos(ωM-ωc)t-0.5cos(ωM+ωc)t
上述兩路信號移相90°後則變成為餘弦形式：
sin(ωct+90°)=cos(ωct),sin(ωMt+90°)=cosωMt
將移相90°後的兩路信號送入另外一個調製器相乘得到：
[cosωMt][cosωct]=0.5cos(ωM-ωc)t+0.5cos(ωM+ωc)t
請注意,下邊帶信號,也就是上式中含cos(ωM-ωc)t的項,經兩路信號求和後得到加強而產生IC1的輸出。上邊帶信號,也就是含cos(ωM+ωc)t的項,在兩路信號相加後被互相低消。
IC1對於不需要的載波和邊帶的抑制率比為-35dB,比期望值低5dB,但在輸出功率不高於5W時並無明顯差。該抑制率在一定程度上與沒有使用的調製器反相輸入端的電容(C7和C8)有關。輸出級(未表示出)可以是一個單管緩衝器,一個推挽功率放大器,或根據實際要求來選擇。
RC相移網絡
RC相移網絡提供低頻-π/2相移,採用RC相移網絡主要是為簡化電路,而不是減少元件。RC相移網絡由R、C1、C2、C3、C4、C5、C6組成,其中R=12K±10%,C10.044μF,C2=0.033μF,C3=0.02μF,C4=0.01μF,C5=5600pF,C6=100nF,由R、C1、C2、C3、C4、C5、C6組成了複合的π型RC低頻移相器,它可簡化成雙輸入雙輸出網絡結構。相移大小約為-π/2。該網絡利用5%精度的元件可獲得300Hz至3500Hz的響應,相位誤差1°,增益誤差0.2dB。
從信號的流程上來看,由話簡輸出的聲音信號經U1放大100倍後,分成兩路到達U2-1和U2-2,U2-1實際上是一個跟隨器,U2-2起著一個反相的作用。兩路輸出信號經RC低頻相移網絡-π/2相移量的作用,使得到達U2-3和U2-4前端的信號的相位相差-π/2經過U2-3和U2-4的作用之後,到達IC1的I、Q端,相位相差-π/2保持不變。
U2-3和U2-4的輸出信號進入IC1,先與本振信號混頻後,再相加,即可得到SSB信號。
U1和U2單元
U1由MAX492構成,它實際上起著一個放大器的作用,放大倍數為100。
U2由MAX494構成,它是一個四單元的放大器,U2-1相當於一個跟隨器,U2-2相當於一個反相器,U2-3和U2-4不僅具有主放大的作用,也起著濾波器的作用。