JPS6126728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、振幅変調回路に関するものであ
り、比較的簡単な構成により、振幅変調を行な
い、かつ搬送波周波数と変調周波数が近い場合に
も有効な変調回路を提供しようとするものであ
る。

第１図に、従来の振幅変調回路のブロツク図を
示す。第１図において、１は、加算回路で、搬送
波と変調信号を加算する。２は、ある一定レベル
以上の信号を通過させる回路であり、３は、回路
２の出力中の振幅変調に関するスペクトルのみを
通過させる帯域通過フイルターである。この時の
各部の動作を第２図において説明する。加算回路
１で加算された信号は、ある一定レベル以上の信
号を通過させる回路２により、第２図Ａにおい
て、実線で示すような信号になる。この時、搬送
波及び変調信号の周波数をｃ及びｓとする
と、そのスペクトルは同図Ｂで示すようになる。
このスペクトル中には、振幅変調によつて生じた
スペクトルであるｃ−ｓ，ｃ，ｃ＋ｓ
以外に、変調信号のスペクトル及び、搬送波の第
２高調波を含む高次調波及びその側帯波成分が含
まれる。従つて、帯域通過フイルター３で、それ
らの、不要スペクトルを除去すると同図Ｃで示す
ような、振幅変調された信号となる。スペクトル
をＤに示す。

このようにして、振幅変調を行なう回路の実際
例を第３図で示す。ここにおいて、搬送波は、ト
ランスT₁を通して、トランジスターTR１のベー
スへ加わつている。変調信号は、コンデンサー
C₁を通り、前記トランスT₁の２次側巻線を通つ
て、前記トランジスターTR１のベースへ加わる
と共に、搬送波と加算される。TR１は、入力信
号の一定レベル以上で導通し、一定レベル以下で
非導通になるようにバイアスされており、ここ
で、搬送波と変調信号の重ねられた信号の一定レ
ベル以上のみが通過されると伴に、通過した信号
の増幅を行なう。この信号は、TR１のコレクタ
ーに接続されたトランスT₂の一次側のインダク
タンスとコンデンサーC₂により構成される共振
回路による帯域通過特性と、トランスT₂の低域
の伝達ロスによる高域通過特性により、振幅変調
のスペクトルのみ、すなわち、ｃ，ｃ＋
ｓ，ｃ−ｓのみを取り出して、他の不要な、
高調波成分や、変調信号を除去して、第２図Ｃに
示すような信号になり、トランスT₂の２次側か
ら、変調波出力として、取り出される。

ところで、このような振幅変調回路において、
搬送波と変調信号の周波数が近づいて来ると不都
合が生じて来る。そのようすを第４図において示
す。第４図においては、変調信号の周波数ｓが
搬送波周波数ｃの1/2よりも大きい場合であ
り、例えば、ｃ＝3MHz、ｓ＝2MHzを考えて
いる。この時、振幅変調によるスペクトルとは、
ｃ＝3MHzとｃ−ｓ＝1MHzとｃ＋ｓ＝
5MHzに生じる。しかしながら、2MHzに変調信号
のスペクトルが生じている。さらに、4MHzに、
搬送波の第２高調波によつて生じる２ｃ−ｓ
のスペクトルが生じている。その為、帯域通過フ
イルターで振幅変調によるスペクトルｃ−
ｓ，ｃ＋ｓのみをぬき出すことは不可能であ
る。このようにｓ及び２ｃ−ｓが、振幅変
調による側帯波成分であるｃ−ｓとｃ＋
ｓの内側に入つて来る条件はｓ≧ｃ／２であり、 このような時は、第１図に示すような振幅変調回
路で振幅変調をすることは出来ない。

本発明は、このような従来の欠点を無くすと共
に、第３図のようにトランスを用いずに簡単な回
路構成による振幅変調回路を実現することを目的
とするものである。第５図に、本発明の基本構成
のブロツク図を示す。端子ｄには、変調信号が入
力され、可変振幅制限回路５へ入力される。ま
た、端子ｄへの入力信号の一部は、反転増幅回路
４により極性が反転されて、可変振幅制限回路５
へ入力される。さらに、端子ｅには、搬送波が入
力される。可変振幅制限回路５は、ある電圧V₀
を中心として、搬送波を通過させ、その搬送波が
V₀より一定電圧正方向に離れたV₁を超るレベル
になると、搬送波を通過させないように振幅制限
する。他方、入力の搬送波がV₀より一定電圧負
方向に離れた電圧V₂を負方向に超えたレベルに
なると、搬送波を通過させないように振幅制限す
る。この電圧V₁，V₂における搬送波の上下の振
幅制限は１つの可変振幅制限回路５により同時に
行われる。このV₁及びV₂は変調信号によつて、
各々、逆相の関係を保つて変化する。この可変振
幅制限回路５の出力は、帯域通過回路６により搬
送波成分及び、側帯波成分のみを取り出し、振幅
変調された信号を得る。

この時の各部の動作を第６図で示す。同図Ａ
は、変調信号入力波形を示す。同図Ｂは、搬送波
入力信号を示す。同図Ｃは、可変振幅制限回路５
の動作電圧を示す。ここにおいて、V₀は、この
電圧を中心にＢに示す搬送波を通過させる。V₁
はV₀よりも高い電圧で、この電圧は、変調信号
Ａによつて変化し、可変振幅制限回路５は、この
電圧よりも搬送波の電圧が低い時は搬送波を通過
させ、この電圧よりも高い時は、搬送波を通過さ
せない。V₂は、V₀よりも低い電圧で、この電圧
は、反転増幅回路４の出力電圧、すなわち、変調
信号Ａを反転した信号によつて変化し、可変振幅
制限回路５は、この電圧よりも、搬送波の電圧が
高い場合は、搬送波を通過させこの電圧よりも低
い時は、搬送波を通過させない。尚、この場合、
搬送波の振幅は、V₁−V₂の最大値よりも大きく
選ぶ。このような動作をする可変振幅制限回路５
の出力波形を第６図Ｄにおいて実線で示す。第６
図Ｄは、その交流中心に対して上下対称であり、
また、変調信号も含されていない為、そのスペク
トル中には、搬送波の２次高調波成分及び変調信
号成分は含まれておらず、従つて、そのスペクト
ルは、第６図Ｅに示すようになる。このスペクト
ル中の不要成分を帯域通過フイルター６によつて
取り除くと、第６図Ｆに示すような振幅変調され
た信号が取り出される。

ここにおいて、注目すべき点は、第２図Ｂにお
いて生じていたスペクトルｓ及び、２ｃ−
ｓ，２ｃ，２ｃ＋ｓが第６図Ｅにおいては
生じていないことである。従つて、従来例と比較
して、本発明は第５図の帯域通過フイルター６の
設計が容易になるばかりでなく、第４図において
示した、従来の欠点が無くなる。このことを第７
図で示す。第４図においては、ｓ≧1/2ｃの
場合、例えば、ｓ＝2MHz，ｃ＝3MHzの場合
を示したが、従来例においては、第４図に示した
ようにこのような場合の周波数変調は不可能であ
つた。ところが、本発明の場合同様な条件の場合
のスペクトル分布は、第７図のようになり、振幅
変調により生じたスペクトルｃ−ｓ、ｃ，
ｃ＋ｓのみを取り出すことが可能であり、第
４図で示したような問題点は生じない。従つて、
原理的には、ｃ＋ｓと３ｃ−ｓが交鎖す
るｃ＝ｓの直前の周波数まで、すなわち、
ｓ＜ｃの条件の内なら、振幅変調が、可能であ
る。

第８図において、本発明に具体的な実施例を説
明する。変調信号は、端子ｇに入力される。トラ
ンジスターTR３は、電圧利得１の反転増幅回路
（第５図の４に相当）を構成する。トランジスタ
ーTR２，TR４，TR５及びダイオードD₁，D₂
は、可変振幅制限回路（第５図の５に相当）を構
成する。ここにおいて、トランジスタTR２及び
TR４はエミツターフオロー回路であり、このト
ランジスタTR２及びTR４のエミツター電圧が
各々、第６図ＣのV₁及びV₂の電圧に相当し、そ
の出力インピーダンスは、非常に低いものとなつ
ている。トランジスタTR５は、端子ｈに入力さ
れる搬送波をV₁−V₂の電圧よりも大きい振幅に
増幅する増幅回路であり、その出力インピーダン
スは主として、コレクタ−抵抗R₁で決まり、比
較的高いインピーダンスになる。TR５で増幅さ
れ、そのコレクターから出力される搬送波は、ダ
イオードD₁及びD₂が非導通の時は、トランジス
タTR６のエミツターフオロー回路より端子ｉを
通つて出力されるが、ダイオードD₁又はD₂が導
通した時は、TR５のコレクター→C₃→D₁→TR
２のエミツター又はTR５のコレクター→C₃→D₂
→TR４のエミツタと電流が流れて搬送波は端子
ｉへ出力されない。この時、D₁又はD₂を流れる
電流の平均値は、コンデンサーC₃の直流を阻止
する働きにより同じになる。従つてD₁とD₂の接
続点ｊの平均電圧はV₁とV₂の中間の電圧と等し
くなる。すなわち第６図ＣのV₀と等しくなる。
従つてTR５のコレクターから出力される搬送波
の正の半波の電圧がV₁−V₀よりも大きくなる
と、D₁が導通し、負の半波の電圧の絶対値がV₀
−V₂よりも大きくなるとD₂が導通し、D₁又はD₂
が、導通した時は、搬送波はTR６のベースへ加
わらない。従つて、端子ｉへ出力される信号は、
第６図Ｄに示すような波形となり、可変振幅制限
回路が構成させる。端子ｉには、さらに、側帯波
成分と搬送波成分を通過させる帯域通過フイルタ
ーを接続して、振幅変調された信号を得ることが
できるが、この図では、帯域通過フイルターは省
略した。

第８図Ｂは、本発明の他の実施例を示す図であ
る。Ａと同じ個所は、同じ符号を付した。トラン
ジスタTR７は、電圧利得１のエミツター接地回
路で、そのコレクターとエミツターの出力電圧
は、振幅が同じで、極性が逆である。トランジス
ターTR８，TR９は、前記トランジスタTR７の
コレクター及びエミツターから直接バイアスを得
ると同時に、インピーダンス変換を行ない、それ
ぞれのエミツターに、第６図Ｃの電圧V₁及びV₂
を得るエミツターフオロー回路である。以下の動
作は、第８図Ａと同じである。ここにおいて、
TR８及びTR９のバイアスをTR７のコレクター
及びエミツターから得ることにより、第８図Ａと
比べてバイアス回路を簡略化できる。尚、TR７
は、PNPトランジスターを用いることも可能であ
る。

このように、本発明は、振幅変調回路おいて、
中心電圧（第１の電圧）を中心としてそれから同
一電圧づつ上下に離れ、入力の変調信号に応じて
互いに逆極性に変化する第２、第３の電圧を作成
し、この第２，第３の電圧により搬送波を上下と
もに同時に振幅制御することによつて搬送波を振
幅変調するようにした構成を特徴とするものであ
り、１つの可変振幅制限回路によつて搬送波の上
下の振幅を変調信号に従つて同時に制限すること
ができ、従つて第２高調波成分を発生しない振幅
変調が可能となつて後段のフイルターによる波
を容易にすることができるとともに、１つの可変
振幅制限回路によつて搬送波の上下の振幅を同時
に振幅制限するようにすることにより振幅制限回
路を１つだけ用いる最も簡単な回路構成にするこ
とができ、かつ１つの回路で振幅制限するため波
形の上下のアンバランスも生じることがなく偶数
次高調波の発生をなくしてフイルターによる搬送
波と変調出力信号との分離を容易利にすることが
できるものである。

以上のように、本発明では、原理的に、変調信
号の周波数を、搬送波の周波数の直前まで上げる
ことが出来ると共に、簡単な構成で、振幅変調回
路が実現できる。さらに、第８図に示したように
比較的高価につくトランスを用いることもなく、
抵抗、コンデンサー、トランジスター、ダイオー
ドのみで構成できるため、安価であると共に、
IC化も容易であると言う特徴を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の振幅変調回路を示すブロツク
図、第２図は、第１図の各部の動作を示す波形
図、第３図は、従来の振幅変調回路を示す回路
図、第４図は、従来例のスペクトル分布を示す
図、第５図は、本発明の基本構成を示すブロツク
図、第６図は、本発明の動作を示す波形図、第７
図は、本発明のスペクトル分布を示す図、第８図
は、本発明の実施例を示す回路図である。 ４……反転増幅回路、５……可変振幅制限回
路、６……帯域通過フイルター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定の第１の電圧を中心として上下に同一電
   圧づつ離れかつ入力変調信号に従つてその電圧値
   が互いに逆極性に変化する第２，第３の電圧を作
   成する手段と、上記第２、第３の電圧と、上記第
   １の電圧を交流中心とする一定振幅の搬送波とが
   印加され、上記搬送波のうち上記第２の電圧と第
   ３の電圧との間に存在する部分のみを通過させる
   ように上記第２，第３の電圧により上記搬送波の
   振幅のうち上記第２，第３の電圧をこえる部分の
   振幅を同時に制限する１つの可変振幅制限回路と
   を備えたことを特徴とする振幅変調回路。 ２ 第２の電圧及び第３の電圧を各々低インピー
   ダンス回路より得、第２の電圧を得る低インピー
   ダンス回路にそのカソードが接続される第１のダ
   イオードと、その第１のダイオードのアノード
   に、カソードが接続され、前記第３の電圧を得る
   低インピーダンス回路にアノードが接続される第
   ２のダイオードを有し、高インピーダンス回路を
   通して前記第１、第２のダイオードの接続点に搬
   送波を供給することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の振幅変調回路。 ３ 低インピーダンス回路をエミツターフオロー
   回路により構成することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の振幅変調回路。 ４ 第２及び第３の電圧を、電圧利得１のエミツ
   ター接地回路のコレクタ−及びエミツターに接続
   された低インピーダンス回路より得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の振幅変調回
   路。