怎样把低频小信号放大电路信号叠加高频信号的载坡上

高频信号发生器的使用方法
高频信号发生器主要由主振级、调制级、输出级、衰减级、内调制振荡级、监测级和电源组成。XFG-7型高频信号发生器的工作原理框图如图1所示。主振级产生高频等幅信号作为载波。调制级将低频信号调制在载波上。这个低频信号可以由内部调制振荡器产生,也可以由仪器外部提供。调制后的载波信号或未经调制的高频等幅信号经输出级放大后,由衰减级输出。监测级监测输出信号的载波幅度和调制度。电源供给各级工作时所需要的电压和电位。
XFG-7型高频信号发生器(也称标准信号发生器),能产生频率为100kHz~30MHz连续可调的高频等幅正弦波和调幅波。能为各种调幅接收装置提供测试信号,也可作为测量、调整各种高频电路的信号源。
XFG-7型高频信号发生器面板布置如图2所示。具体使用方法如下。
(1)使用前的准各工作
  ①检查电源电压是否在220(1±10%)V范围内,若超出此范围,应外接稳压器或调压器,否则会造成频率误差增大。
  ②由于电源中接有高频滤波电容器,机壳带有一定的电位。如果机壳没有接地线,使用时必须装设接地线。
  ③通电前,检查各旋钮位置,把载波调节、输出-微调、输出-倍乘和调幅度调节等旋钮逆时针方向旋到底。电压表(V表)和调幅度表(M%表)做好机械调零。
  ④接通电源,打开开关,指示灯亮。预热10min,将仪器面板上的波段开关旋到任意两挡之间,然后调节面板上的零点旋钮,使电压表的指针指零。
(2)等幅高频信号输出(载波)步骤
  ①将调幅选择开关置于“等幅”位置。
  ②将波段开关置于相应的波段,调节频率调节旋钮到所需频率。频率调节旋钮有两个,在大范围内改变频率时用频率刻度盘中间的旋钮;当接近所需频率时,再用频率刻度盘旁边的频率细调旋钮细调到所需频率上。
  ③转动载波调节旋钮,使电压表的指针指在红线“1”上。这时在“0~0.1V”插孔输出的信号电压等于输出-微调旋钮的读数和输出-倍乘开关的倍乘数的乘积。例如,输出-微调旋钮指在5,输出-倍乘开关置于10挡,输出信号电压便为1&5&10μV=50μV。
  注意,当调节输出-微调旋钮时,电压表的指针可能会略偏离“1”。可以用调节载波调节旋钮的方法,使电压表的指针指在“1”上。
  ④若要得到1μV以下的输出电压,必须使用带有分压器的输出电缆。如果电缆终端分压为0.1V,则输出电压应将上述方法计算所得的数值乘0.1。
  ⑤若需大于0.1V的信号电压,应该从“0~1V”插孔输出。这时,仍应调节载波调节旋钮,使电压表指在1V上。如果输出-微调旋钮放在4处,就表示输出电压为0.4V,以此类推。如果输出-微调旋钮置于10处,此时直接调节载波调节旋钮,那么电压表上的读数就是输出信号的电压值。但这种调节方法误差较大,一般只在频率超过10MHz时才采用。
(3)调幅波输出有内部调制和外部调制两种情况
  ①内部调制 仪器内有400Hz和1000Hz的低频振荡器,供内部调制用。内部调制的调节操作顺序如下。
  a.将调幅选择开关放在需要的400Hz或1000Hz位置。
  b.调节载波调节旋钮到电压表指示为1V。
  c.调节载波调节旋钮,从调幅度表上的读数,确定出调幅波的幅度。一般可以调节在30%的标准调幅度刻度线上。
  d.频率调节、电压调节与等幅输出的调节方法相同。
  调节载波调节旋钮也可以改变输出电压,但由于电压表的刻度只在“1”时正确,其他各点只有参考作用,误差较大。同时,由于载波调节旋钮的改变,会使在输出信号的调幅度不变的情况下,调幅度表的读数相应有所改变,造成读数误差。
  ②外部调制 当输出电压需要其他频率的调幅时,就需要输人外部调制信号。外部调制的调节操作顺序如下。
  a.将调幅选择开关放在“等幅”位置。
  b.按选择等幅振荡频率的方法,选择所需要的载波频率。
  c.选择合适的外加信号源,作为低频调幅信号源。外加信号源的输出电压必须在20kΩ的负载上有100V电压输出(即其输出功率为0.5W以上),才能在50~8000Hz的范围内达到100%的调幅。
  d.接通外加信号源的电源,预热几分钟后,将输出调到最小,然后将它接到“外调幅输人”插孔。逐渐增大输出,直到调幅度表的指针达到所需要的调幅度。
  利用输出-微调旋钮和输出-倍乘开关控制调幅波输出,计算方法与等幅振荡输出相同。
概念学习:
载波:载波或者载频(载波频率)是一个物理概念,其实就是一个特定频率的无线电波,单位。在无线通信技术上我们使用载波传递信息,将数字信号调制到一个高频载波上然后再在空中发射和接收。所以载波是传送信息(话音和数据)的物理基础,最终的承载工具。形象的说载波就是一列火车,用户的信息就是货物。
由于普通上只能传输模拟信号,因此要将计算机上的信号,转换为模拟信号后经电话线传输。载波实际上也是一种声音信号,它携带着计算机上的数字信息。调制解调器需要进行彼此的沟通,因此只有载波信号在两台调制解调器之间建立起来,调制解调器才称为连通。
载波是指被调制以传输信号的,一般为。一般要求正弦载波的远远高于调制信号的,否则会发生混叠,使传输信号失真。
可以这样理解,我们一般需要发送的数据的频率是低频的,如果按照本身的数据的频率来传输,不利于接收和同步。使用,我们可以将数据的信号加载到载波的信号上,接收方按照载波的频率来接收数据信号,有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不同的,将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。
& &&载波是指被调制以传输信号的波形,一般为正弦波调制是把低频信号叠加高频信号的载坡上(一般要经过频谱搬移以及幅值变换)信号源发出的基带信号通过调制后的信号叫做调制信号(调制波)。
&&所谓载波,就是用来加载有用信息的高频波,因为有用信息一般是低频信号,不利于传播,所以要用一个高频的或者振幅更大的波(载波)来作为载体传播出去。(频率越高越好传播)所谓调制波,实际上就是有用信息。(原始信号,我们需要传播出去的信号)调制波对载波经行调制后的信号称为已调信号。为什么这样称这两种波呢。因为调制实际上就是用有用信号对对载波(标准的、高频的)进行处理,发射出去在接收端,再经过处理去掉载波的信息,即解调,最终得到原始信号。
信号带宽:所规定信号占用的频谱空间
&信号带宽是指信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差。如一方波信号最低频率为2khz,最高频率为14khz,则该信号的带宽为14-2=12khz。
信道:传送信息的物理性通道。信息是抽象的,但传送信息必须通过具体的媒质。例如二人对话,靠通过二人间的空气来传送,因而二人间的空气部分就是信道。邮政通信的信道是指运载工具及其经过的设施。无线电话的信道就是电波传播所通过的空间,有线电话的信道是。每条信道都有特定的信源和信宿。在多路通信,例如载波电话中,一个电话机作为发出信息的,另一个是接收信息的,它们之间的设施就是一条,这时传输用的电缆可以为许多条信道所共用。在理论研究中,一条信道往往被分成信道编码器、信道本身和信道译码器。人们可以变更编码器、译码器以获得最佳的通信效果,因此、译码器往往是指易于变动和便于设计的部分,而信道就指那些比较固定的部分。但这种划分或多或少是随意的,可按具体情况规定。例如和纠错编译码设备一般被认为是属于信道、译码器的,但有时把含有调制解调器的信道称为调制信道;含有纠错编码器、译码器的信道称为编码信道。
信道带宽:
&&模拟信道:
& & 模拟信道的带宽
其中f1是信道能够通过的最低频率,f2是信道能够通过的最高频率,两者都是由信道的物理特性决定的。当组成信道的电路制成了,信道的带宽就决定了。为了使信号的传输的失真小些,信道要有足够的带宽。
&数字信道:
数字信道是一种离散信道,它只能传送的,信道的带宽决定了信道中能不失真的传输脉序列的最高速率。
&一个数字脉冲称为一个码元,我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数,即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒,则码元速率B=1/T。码元速率的单位叫(Baud),所以码元速率也叫波特率。早在1924年,贝尔实验室的亨利·尼奎斯特就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率,称为。若信道带宽为W,则尼奎斯特定理指出最大码元速率为B=2W(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫尼奎斯特极限,这是由信道的物理特性决定的。超过尼奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的,所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。
码元携带的信息量由码元取的个数决定。若码元取两个,则一个码元携带1比特(bit)信息。若码元可取四种,则一个码元携带2比特信息。总之一个码元携带的信息量n(bit)与码元的种类数N有如下关系:n=log2N
单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元,则数据速率可成倍提高。我们有公式:
R=B log2N=2W log2N(b/s)
其中R表示数据速率,单位是每秒比特,简写为或b/s
数据速率和波特率是两个不同的概念。仅当码元取两个时两者才相等。对于普通电话线路,带宽为3000HZ,最高波特率为6000Baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而取不同的值。这些都是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰,因而远远达不到按尼奎斯特定理计算出的。香农(shannon)的研究表明,有噪声的极限数据速率可由下面的公式计算:
C =W log2(1+s/n)
这个公式叫做香农定理,其中W为信道带宽,S为信号的,N为噪声的平均功率,s/n叫做。由于在实际使用中S与N的比值太大,故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为 :
db=10log10s/n
例如当s/n为1000,为30db。这个公式与信号取的无关,也就是说无论用什么方式调制,只要给定了信噪比,则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如信道带宽为3000HZ,信噪比为30db,则最大数据速率为
C=3000log(1+1000)≈≈30000b/s
这是极限值,只有理论上的意义。实际上在3000HZ带宽的电话线上数据速率能达到9600b/s就很不错了。
综上所述,我们有两种带宽的概念,在模拟信道,带宽按照W=f2-f1
计算,例如CATV电缆的带宽为600HZ或1000HZ;数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率,例如以太网的带宽为10MB/S或100MB/S,两者可通过香农定理互相转换。(后面不懂,以后看)
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LM358能把高频(大于100MHZ)数字信号转成直流电压吗?
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本帖最后由 wklzsw 于
00:10 编辑
如题。。想把高频数字信号通过运放转成直流电压,IC接3.3V或者5V,输出要2V以上,电流2ma就够,用电压表量了一下高频信号显示有300mv左右(没有示波器,也不知道幅值多少),要运放可以做到吗?该怎么接?要求高频信号尽量不要失真。
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带宽不够,可能起不到放大作用。如果成预算不多,还不如用几只高频管做个差分放大器
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带宽不够,可能起不到放大作用。如果成预算不多,还不如用几只高频管做个差分放大器 ...
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三只晶体管就可以,基本原理就是两个共射极+恒流源,运放原理图里面的第一级,自己搜索一下吧,最基本的模拟电路。
但是你说的“输出2V”,是指Vpp=2V还是Vpp=4V?如果4V,3.3V供电肯定实现不了,5V可以。如果Vpp=2V,3.3V 、5V 供电都可以。
另外,100Mhz估计起码要标称在500Hz以上晶体管,否则衰减会很严重,如果你只有9014这类管子,就不用试了。接线也要足够的短,用贴片焊在一起最好
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如果信号够强(300mv应该够了),用两极管检波后给比较器。不够强,用三极管放大后,再用两极管检波后给比较器。
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三只晶体管就可以,基本原理就是两个共射极+恒流源,运放原理图里面的第一级,自己搜索一下吧,最基本的模 ...
用晶体管我怕驱动不了。。再说了,,直接驱动晶体管估计那边信号就失真了。。
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本帖最后由 xmar 于
16:43 编辑
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楼主的信号频率100MHz,2N2222怕是不行。&
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这样接信号会失真吗?信号还要驱动后级呢。。
这样接信号不会失真&
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楼主说的不是直流信号吗?
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用晶体管我怕驱动不了。。再说了,,直接驱动晶体管估计那边信号就失真了。。 ...
没有必要担心,实际上运放里面第一级就是差动放大,但是高频运放很难做出来,而分立原件就很简单了。你担心驱动问题的话,可以在设计的时候,提高输入阻抗,足够高就可以了。比如,可以改成JFET差动输入,输入阻抗可以在1M欧以上,300mv足够驱动了,然后在后面加一级共射极放大。
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你说的数字信号转成直流电压是什么意思?是说整流?还是数字信号和直流电压之间有个什么关系(比如对数关系)?
你的用词也有问题,数字信号应该是方波,转成直流信号后要求不失真是什么意思?狸猫已经变太子了,怎么样的变换才叫不失真?
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我说知道的有一种器件叫对数放大器,可以把高频信号转换成直流,带宽可以到几G,甚至更高。100MHz是小意思。
但是输入和输出是成对数关系的,不知道你的应用场合是否适合。
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交流信号转换成直流信号,有两种方式:检波-放大和放大-检波。
频率很高的话,放大比较困难,尤其是使用运放。虽然能够工作到100MHz的运放已经有了,但价格相当贵,而且初入门者用这样的运放会遇到各种各样的问题。
检波-放大式比较容易,因二极管检波可以工作到很高频率。然而,二极管检波电路需要输入信号够强才能够很好地工作,对数百mV以下的小信号检波效率很低,而且失真很大。
楼主说用电压表量了一下有300mV,不知道用的是什么电压表。如果是普通的数字万用表,100MHz频率下误差达到1000%也是常有的事情。
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频率很高的话,放大比较困难,尤其是使用运 ...
完全正解,在100Mhz下,用运放来放大并不现实。
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楼主还是说说想做什么吧·····
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你说的数字信号转成直流电压是什么意思?是说整流?还是数字信号和直流电压之间有个什么关系(比如对数关系 ...
高频信号上载有数字信号。
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高频信号上载有数字信号。
高频信号上的数字信号是如何调制上去的?调频?调幅?调相?
如果用楼上几位说的,检波放大,只有调幅信号可以解调出来。调频和调相都解调不出来。
楼主如果你是真心实意的想问问题,请说得清楚明白些
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用1N5819可以吗?
5819是大电流整流管,PN结面积比较大,不适合用于高频信号,想用肖特基管可以考虑 1N60,检波用的国产老型号锗管2AP9等也可以找找试试
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