通信電子電路中二極管的頻率變換功能
2.3.1 變容二極管的電路性能分析
根據變容二極管的結電容隨反向偏壓變化的特性,將其接到調頻或調相電路的諧振回路中,作為可控電容元件,回路的電容量會明顯地隨調制電壓而變化,從而改變振蕩頻率或相位,達到直接或間接調頻的目的。如圖3所示為諧振回路中的變容二極管,其中圖3(a)為整個諧振回路基本電路,圖3(b)為變容二極管交流通路,圖3(c)為變容二極管直流通路。本文引用地址:http://www.antipu.com.cn/article/155172.htm
結電容Cj與其兩端所加電壓u之間有如下關系:
式中:UB為PN結的勢壘電位差;Cj0為u=0時的結電容;γ為變容二極管的結電容變化指數,它取決于二極管的制造工藝。
靜態(tài)工作點為UQ時,變容二極管的結電容為:
設加在變容二極管上的調制信號為uΩ(t)=UΩmcosΩt,將其代入公式(2)中,得Cj=CjQ(1+mccosΩt)-γ,其中,稱為變容二極管的電容調制度。
2.3.2 變容二極管的調頻性能分析
在圖3(b)中,由于振蕩器的振蕩頻率近似等于回路的諧振頻率,所以諧振頻率為:
振蕩頻率與調制信號uΩ(t)成正比,從而可實現理想的線性調頻。
2.3.3 變容二極管的調相性能分析
在變容二極管調相電路中,變容管Cj與電感L構成并聯諧振回路。當未加調制電壓時,由變容二極管的結電容Cj與電感所決定的諧振頻率為。
令載波角頻率ωc=ω0,則此時回路在ωc上的阻抗幅值最大,相移為零。當變容二極管Cj上加載調制電壓時,回路的諧振角頻率ω0發(fā)生變化,并聯諧振回路的幅頻和相頻特性都將在頻率軸上移動。當Cj增大時,并聯回路的諧振角頻率下降為ω01,對應的幅頻與相頻特性都向左移,相對于載波角頻率ωc處,回路阻抗幅值下降,相移減小為φ1是負值;而當Cj減小時,并聯回路的諧振角頻率升高為ω02,對應的幅頻與相頻特性都向右移,相對于載波角頻率ωc處,回路阻抗幅值也下降,但相移增大為φ2是正值。
由此,當載波角頻率ωc保持不變時,由于Cj隨著調制信號的變化,使得并聯回路兩端的輸出電壓的幅度和相位均作相應的變化,其中相位的變化圍繞著零值做正負變化,從而達到了調相的目的。根據間接調頻的概念,利用積分后的調制信號去控制調相電路的變容二極管,對原調制信號而言,相當于對載波進行調頻。
3 結語
二極管在通信電子電路中的應用比較廣泛,除了本文分析的頻率變換功能之外,二極管在通信電路中還可作為限幅管在調頻波的發(fā)送與接收中限制載波的幅度,以得到等幅正弦波,還可作為各種差分電源的穩(wěn)壓管等。熟悉二極管的不同應用,對于分析整個電路的功能有很大的幫助。
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