Circuitos para Multiplicar dos Señales Analógicas - Modulación AM

Un BJT simple operado en la región de saturación es un buen comienzo para comprender cómo funciona un multiplicador: -

No estoy hablando del BJT operado en la región normal (donde la corriente del colector permanece plana para grandes cambios en VCE), estoy hablando de menos de 300 mV entre el colector y el emisor.

Mire las bonitas líneas de colores entre 100 mV Vce y 200 mV. Observe que todos tienen pendientes diferentes y estas pendientes diferentes representan una conductancia diferente (corriente de colector dividida por Vce). Entonces, al variar la corriente base, puede hacer una resistencia variable. Así es como funcionan los multiplicadores BJT lineales. Un multiplicador es un modulador y puede modular la amplitud de (por ejemplo, una señal de audio) usando un potenciómetro.

Desafortunadamente, la mayoría de los amplificadores operacionales no pueden funcionar de esta manera, por lo que no son muy útiles para la multiplicación, ¡pero estoy seguro de que alguien señalará uno que sí lo es!

Sin embargo, el simple multiplicador BJT no es tan bueno: debe sesgar la señal de CA para que no se distorsione por debajo de 50 mV en el gráfico, pero es un comienzo y funciona bastante bien para la modulación de transmisión AM: -

Si desea una modulación de portador suprimida de doble banda lateral completa, necesita un multiplicador de cuatro cuadrantes (mezclador balanceado doble) y estos pueden ser creados por BJT como este: -

Un diseño que estuve mirando recientemente usa el SA602. Es un mezclador y oscilador doble balanceado (combinados), por lo que es bastante útil: -

Cuando se trata de AM, los amplificadores operacionales no son realmente lo que debería estar buscando.

Con la modulación AM se modula la amplitud de una señal (portadora). Una posible implementación para esto es mediante el uso de un amplificador de ganancia variable (VGA). Un VGA funciona como la perilla de volumen de una radio pero, por supuesto, sin la perilla. En cambio, el volumen está determinado por la señal de modulación.

No digo que sea imposible hacer un multiplicador analógico basado en amplificadores operacionales, pero la mayoría de los diseños que contienen amplificadores operacionales los usan solo para amplificación. El dispositivo real que proporciona la multiplicación suele ser un JFET, ya que puede comportarse como una resistencia controlada por voltaje.

Hoy en día, con los transceptores de comunicación muy digitalizados, la modulación se realiza principalmente en el dominio digital utilizando un bloque de tipo DSP. Entonces, la señal se construye utilizando fórmulas en el dominio digital, se convierte a analógica con un DAC, se mezcla en frecuencia con la frecuencia portadora de RF y se alimenta a la antena.