調製電路與解調電路詳細解析教學

2021-01-11 電子發燒友

  一、調幅電路

  調幅電路是把調製信號和載波信號同時加在一個非線性元件上(例如晶體二極體或三極體)經非線性變換成新的頻率分量,再利用諧振迴路選出所需的頻率成分。

  調幅電路分為二極體調幅電路和電晶體基極調幅、發射極調幅及集電極調幅電路等。

  通常,多採用三極體調幅電路,被調放大器如果使用小功率小信號調諧放大器,稱為低電平調幅;反之,如果使用大功率大信號調諧放大器,稱為高電平調幅。

  在實際中,多採用高電平調幅,對它的要求是:(1)要求調製特性(調製電壓與輸出幅度的關係特性)的線性良好;(2)集電極效率高;(3)要求低放級電路簡單。

  1、基極調幅電路

  圖1是電晶體基極調幅電路,載波信號經過高頻變壓器T1加到BG的基極上,低頻調製信號通過一個電感線圈L與高頻載波串聯,C2為高頻旁路電容器,C1為低頻旁路電容器,R1與R2為偏置的分壓器,由於電晶體的ic=f(ube)關係曲線的非線性作用,集電極電流ic含有各種諧波分量,通過集電極調諧迴路把其中調幅波選取出來,基極調幅電路的優點是要求低頻調製信號功率小,因而低頻放大器比較簡單。其缺點是工作於欠壓狀態,集電極效率較低,不能充分利用直流電源的能量。

  2、發射極調幅電路

  圖2是發射極調幅電路,其原理與基極調幅類似,因為加到基極和發射極之間的電壓為1伏左右,而集電極電源電壓有十幾伏至幾十伏,調製電壓對集電極電路的影響可忽略不計,因此射極調幅與基極調幅的工作原理和特性相似。

  3、集電極調幅電路

  圖3是集電極調幅電路,低頻調製信號從集電極引入,由於它工作於過壓狀態下,故效率較高但調製特性的非線性失真較嚴重,為了改善調製特性,可在電路中引入非線性補嘗措施,使輸入端激勵電壓隨集電極電源電壓而變化,例如當集電極電源電壓降低時,激勵電壓幅度隨之減小,不會進入強壓狀態;反之,當集電極電源電壓提高時,它又隨之增加,不會進入欠壓區,因此,調幅器始終工作在弱過壓或臨界狀態,既可以改善調製特性,又可以有較高的效率,實現這一措施的電路稱為雙重集電極調幅電路。

  採用圖4的集電極、發射極雙重調幅電路也可以改善調製特性。注意變壓器的同名端,在調製信號正半波時,雖然集電極電源電壓提高,但同時基極偏壓也隨之變正,這就防止了進入欠壓工作狀態;在調製信號負半波時,雖然集電極電壓降低,但基極度偏壓也隨之變負,不致進入強過壓區,從而保持在臨界、弱過壓狀態下工作。

  

  圖一、基極調幅電路

  

  圖二、發射極調幅電路

  

  圖三、集電極調幅電路

  

  圖四、雙重調幅電路

  二、幅度檢波電路

  從調幅波中取出調製信號的過程,稱為幅度檢波,常用的檢波電路有三種:小信號平方律檢波,大信號包絡全波和乘積檢波,對檢波器的要求有以下三點:

  (1)檢波效率(電壓傳輸係數)

  若檢波器輸入等幅高頻電壓峰值為Uc,檢波後的輸出電壓為Uo,則檢波效率K定義為:K=Uo/Uc

  若檢波器輸入為包絡調幅波,則檢波效率寂靜義為輸出低頻電壓幅度UΩ與輸入高頻電壓包絡幅度 mUc之比:

  K=UΩ/mUc

  式中:m是調幅係數。K越大說明同樣的輸入情況下可以得到較大的低頻輸出信號,即檢波效率高。

  (2)檢波失真

  它反映輸出低頻電壓波形和輸入已調波包括形狀的符合程度。

  (3)輸入電阻Ri

  由檢波器輸入端看進去的等效電阻稱為輸入電阻Rio,通常檢波器接於中頻放大器的輸出端,Ri看作是它的負載。因此,Ri越大對中頻放大器的影響就會越小,

  1、小信號平方律檢波器

  圖5(a)是小信號檢波電路。其特點是:(1)輸入高頻信號ui(t)的幅度為幾十毫伏量級;(2)選擇適當的偏置電壓使工作點Q處於伏安特性的彎曲段上[見圖5(b)],在整個高頻信號周期內均有電流通過二極體。經理論分析得該檢波器的輸出電壓u2與輸入電壓Uc成正比,平方律檢波正是由此得名,其參數如下:

  (1)檢波效率K=UΩ/mUc=Ra2Uc/(1+a1R [考題輸出電壓反作用]

  式中:R為檢波器負載電阻,Uc為高頻調幅波的載波幅度,a1、a2為與工作點電流有關的係數,在室溫情況下其值近似為:

  a1=38Io 及 a2=0.74×10Io (Io的單位為安培)

  若檢波器的工作點電流選定為Io=20微安,R=4.7千歐, Uc=50毫伏則檢波效率為:

  K=Ra2Uc/(1+a1R)=(4.7×10×0.47×10×20×10×50×10)/(1+38×20×10×4.7×10)=0.76

  (2)非線性失真,由於二次諧波與基波相距很近,不易清除乾淨,故常用二次諧波失真係數y來估計失真的大小。其值為:

  y=m/4

  由式可見,調幅係數m越大則y越大,失真越嚴重,一般情況下m≈30%,則y≈7.5%

  (3)輸入阻抗Ri,指數波頻率為ωc的交流阻抗。從圖5(a)中可見,對ωc而言,C看作短路,所以Ri等於二極體的交流電阻rd,在室溫情況下其值為:

  Ri=rd=26×10/Io

  若Io=20微安,則Ri=(26×10)/20×10 =1.3千歐

  小信號檢波的缺點是:輸入阻抗低,非線性失真嚴重,

  2、大信叼峰值包絡檢波

  如圖6(a)是大信號檢波電路,由於輸出電壓交流部分與調製信號最大值成正比,故又稱為直線性檢波,其特點是:(1)輸入電壓幅度一般500毫伏以上;(2)沒有偏置電壓E,由於輸出電壓的反作用,實際上工作點處於u《0的區段[見圖6(b)]。因此,大信號檢波二極體,在載波一周期內,只有一段時間尋通,而另一段時間截止。大信號峰值二極體檢波器的主要參數計算如下:

  K=cosθ

  

  圖5

  

  圖6

  

  式中:θ為半導通角,它取決於rd/R值,兩者關係為

  rd/R=(tgθ-θ)/π

  可根據rd/R值,通過表一直接查出K值

  (2)輸入阻抗Ri

  Ri/R=(tgθ-θ)/(θ-sinθcosθ)

  可見,輸入阻抗Ri決定於θ角,即決定於rd/R值,因此,可以根據rd/R值,通過表一直接查出輸入阻抗Rio

  (3)檢波失真

  常有兩類失真:一類對角切割失真,二是底邊切割失真,

  圖7示出對角切割失真情況,產生該失真的原因是濾波時間常數RC選得過大,以致濾波電容的放電速率跟不上包絡變化速率所造成的,要防止對角切割失真現象,時間常數RC應滿足下式關係:RC《(/m)×(TΩ/2π)式中:m為調幅係數,TΩ=2π/Ω,若m=0.3時,則得RC《0.5TΩ

  

圖 7

  另一種切割失真是由於檢波器的低頻交流負載與直流負載電阻不同而引起的,通常檢波被輸出的低頻電壓經耦合電路[圖7(a)中的R1C1]再送至低頻放大器中去由於C1數值很大,(約為10微法)它的兩端降有直流電壓為載波幅度的平均值Uco若R1m式中:R為直流電阻,交流電阻R-=R//R1。不失真條件可寫為m圖8(b)是電視接收機的濾波電路,由於調製信號為高達6兆赫的圖象信號,為防止對角切割失真,電容C1隻選10皮法,但只靠它濾除載波還不夠,還要接入LC2濾波器,二極體串接小電阻200歐使信號增大,補償二極體內阻的減小,從而使傳輸係數相對穩事實上,檢波線性也得到改善。

  

  圖8 收音機和電視機的檢波電路

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容圖片侵權或者其他問題,請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 基於CPLD器件和EDA技術實現QDPSK調製解調電路的設計
    在解調過程中,由於載波相位模糊性的影響,使得解調出的相對碼也可能發生倒置,但經差分澤碼(碼反變換)得到的絕對碼不會發生任何倒置的現象,從而解決了載波相位模糊性的問題。 2 基於CPLD的QDPSK調製解調電路 2.1 QDPSK調製電路 基於CPLD的QDPSK調製電路如圖3所示。
  • 鎖相環在調製和解調中的應用
    調製和解調的概念本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/148379.htm  為了實現信息的遠距離傳輸
  • 手機射頻電路的結構以及詳細分析工作原理解析
    目前手機的射頻電路是以RFIC 為中心結合外圍輔助控制電路構成的,本文檔詳細介紹了射頻電路中各典型功能模塊工作原理和電路特點,對於設計設計者來說非常實用。   射頻簡稱RF射頻就是射頻電流,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流,大於1000次的稱為高頻電流,而射頻就是這樣一種高頻電流。
  • 基於旋轉變壓器的信號產生電路設計
    摘要:介紹了一種在火控系統應用中用來確認填彈部位的位置具有定位功能的電路。該電路具體為利用軸角位置測量元件即旋轉變壓器,控制400 Hz頻率的正弦波信號,經調製處理使其相位角與一定的直流電壓值相對應,從而產生出兩路相位差為90°的正弦信號。
  • 基於FPGA器件的QPSK調製解調程序實現系統的設計與測試
    基於FPGA器件的QPSK調製解調程序實現系統的設計與測試 電子設計 發表於 2019-04-23 08:19:00 1 引言 工程實踐中,我們往往需要對所設計的硬體電路進行設計檢驗以保證其正常運作
  • 最簡單的無線FM話筒-電路詳解
    昨天在微頭條發了一個最簡單的微型FM無線話筒電路圖,引起了很多頭條朋友們的興趣。有的朋友希望能夠詳細講解一下這個電路,那麼在這裡就來詳細講解一下。電路圖如下。>這個電路整個只有10來個元件,並且這些元件都很常見、價格也很低廉。
  • 深度分析射頻電路的原理及應用
    射頻電路的原理  射頻電路的原理我們以普通手機射頻電路來詳細的介紹:  1、接收電路的結構和工作原理:  接收時,天線把基站發送來電磁波轉為微弱交流電流信號經濾波,高頻放大後,送入中頻內進行解調,得到接收基帶信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到邏輯音頻電路進一步處理。
  • 智芯文庫 | 解析:射頻晶片工作原理、射頻電路分析
    有人也把基帶叫做「未調製信號」,曾經這個概念是對的,例如AM為調製信號(無需調製,接收後即可通過發聲元器件讀取內容)。但對於現代通信領域而言,基帶信號通常都是指經過數字調製的,頻譜中心點在0Hz的信號。而且沒有明確的概念表明基帶必須是模擬或者數字的,這完全看具體的實現機制。
  • 關於超高頻無源RFID標籤電路的設計
    為了防止能量較大時造成標籤損壞,在整流電路之後加入了限壓電路。在能量較為薄弱時,限壓電路關閉;當能量較大時,限壓電路開啟,釋放掉多餘的能量,以此達到穩壓的目的。標籤晶片按照工作原理,被劃分為:標籤與匹配電路、射頻前端、模擬前端及數字基帶與存儲器四大部分。
  • 解析:一種無線充電識別電路的設計
    解析:一種無線充電識別電路的設計 秩名 發表於 2015-07-02 10:54:59   隨著用電設備對供電品質的不斷提高,以及對特殊場合、特殊地理環境的供電,使得接觸式電能傳輸方式不能滿足實際需要
  • SPWM逆變電路的調製方式
    在PWM逆變電路中,載波信號頻率與調製信號頻率
  • 超高頻無源RFID標籤電路設計的那些研究
    優良的設計電路可以大大降低功耗損耗,也就是可以實現很低的標籤靈敏度。典型的超高頻無源RFID標籤中,決定標籤靈敏度的兩個方面主要是射頻前端整流電路能量轉換效率和標籤電路正常工作時的功耗。 為了防止能量較大時造成標籤損壞,在整流電路之後加入了限壓電路。在能量較為薄弱時,限壓電路關閉;當能量較大時,限壓電路開啟,釋放掉多餘的能量,以此達到穩壓的目的。 標籤晶片按照工作原理,被劃分為:標籤與匹配電路、射頻前端、模擬前端及數字基帶與存儲器四大部分。
  • 通信電子電路中的LC並聯諧振迴路
    摘要:LC並聯諧振迴路是通信電子電路中常用的單元電路。通過電路分析得出它的幅頻特性與相頻特性,認為它在通信電子電路中的應用主要有三種類型,即放大器的選頻匹配網絡、反饋式正弦波振蕩器的選頻反饋網絡、調製與解調電路中的幅頻變換及頻相轉換器件。
  • ...發射電路圖大全(T630無線電/音頻調製/電感三點式發射電路詳解)
    VT3與VT4組成自激多諧音頻振蕩器,改變R3(或R4)可改變振蕩頻率,C4與C5容量不等,目的是使VT3的截止時間比導通時間長一些,因這種調製信號有利於接收器的接收,可提高接收靈敏度。 電路工作過程是按下發射按鈕SB,VT3與VT4起振。
  • 紅外遙控發射與接收電路
    在空調的應用中主要是用了紅外遙控技術(部分有用射頻遙控),部分就紅外遙控器的原理與常見故障作詳細的剖析,希望能給大家帶來一些幫助。一、紅外遙控發射電路原理       如下圖所示,遙控器由紅外接收及發射電路、信號調理電路、中央控制器及數據存儲器、鍵盤及狀態指示電路組成。
  • 無線遙控開關電路設計解析—電路圖天天讀(260)
    無線遙控開關-原理  無線遙控開關是由發射器和接收器兩者組合而成,發射器將控制者的控制按鍵經過編碼,調製到射頻信號上進行發射出無線信號,也可以說成是一個編碼器。而接收器是將接收到的無線信號進行編碼信號再解碼,得到與控制按鍵相對應的信號,然後去控制相應的電路工作了,也被稱為解碼器。隨著科技進步無線遙控開關在工業控制和無線智能家居領域都得到了廣泛使用。
  • 【技術】智能家居紅外遙控無線接收電路設計
    的方波進行脈衝幅度調製而產生的。因此,先要對已調波進行解調,對解調後的波形進行測量。將CX20106或一體化紅外接收頭解調出的遙控編碼脈衝直接連入SM8952AC25P單片機的INT0和T0腳,定時器T0和T1都初始化為定時工作方式1,T0的GATE位置位。每次外部中斷首先停止定時,記錄T0、T1的計數值,然後將T0、T1的計數值清零,並重新啟動定時。T0的值即為高電平脈寬,T1~T0的值為低電平脈寬。
  • 數字電路符號大全
    DEMOD:解調。DET:檢測。DGND:數字地。DIGITAL:數字。DIODE.二極體。DISPLAY:顯示。DM-CS:片選信號。摩託羅拉手機專用,該信號用來控制發射機電路中的MODEM、發射變換模塊及發射VCO電路。DP-EN:顯示電路啟動控制。DSP:數字語音處理器。
  • QPSK數字調製解調的FPGA實現,包括源程序
    為了使高速通信系統更加緊湊、成本更低、減小功耗,特別是提高設備的可靠性,可採用Q P S K數字調製技術來實現,其具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗幹擾性能強、傳輸速率快等特點。運用verilog編寫在QPSK調製解調代碼以及ISE自帶的IP CORE在Xilinx公司的FPGA平臺上測試,結果表明系統可完全實現調製解調功能,並具有集成度高和可軟體升級等優點。
  • 315m無線發射接收電路圖大全(無線發射/無線接收電路圖詳解)
    MCR-1A和MCR-1B是一對出廠時調好的無線遙控模塊,R1、VD1(IN4732)、C1為接收解調模塊提供4.7V左右的工作電源。CD4093B中的與門按成四個施密特反相器,FA、FB、VD2、VD3、C3、C4、R2等組成短脈衝識別電路,FC、FD、VD4、R4、c5等組成長脈衝(低電平信號)識別電路。