在电压控制电路中使用fet的指南,第3部分

文章:Ron Quan

这篇关于电压控制电路的FET的文章将涵盖FET调制器电路和通过降低漏源极电压的VGA设计。

第1部分第2部分这个系列。

这篇关于电压控制电路的FET将涵盖FET调制器电路和通过降低漏源极电压的可变增益放大器(VGA)设计。

场效应晶体管调制器电路

第1部分第2部分其中,来自电位器的直流电压提供了控制电压。然而,控制电压可以包括DC偏置和AC信号,然后,其提供诸如幅度调制信号的时间变化的增益信号。

如果我们在前面的图3到图17中用交流信号加上直流偏置信号代替电位器VR1,电压控制衰减器可以变成一个调幅器电路。例如,在图15(P Channel MOSFET) if the input signal, Vin, is a high frequency carrier signal and VR1’s signal, Vcont is replaced with a negative DC bias signal plus a low frequency sine wave signal, the output signal Vout will have an amplitude modulated carrier signal such as in图18

注意:纵轴表示图18,19,20和22中的时间的幅度和横轴。


图18
幅度调制(高频)载波信号及其低频正弦波调制信号。

在图15中用P沟道MOSFET,随着栅极电压接近0伏,漏极 - 源电阻增加,允许电压控制的衰减器通过最小衰减将输入信号传递到其输出。注意,在正弦波的正峰值中,幅度调制信号处于最大幅度。

相反,如果P通道MOSFET的栅极电压变得更加负,则漏极和源极的导通或较少的电阻。因此,存在最大衰减,其导致输出处的最小幅度调制信号。现在观察到,当低频正弦波处于负峰值时,幅度调制信号最小。

我们可以将调幅高频载波cos(2πft)信号描述为:

M (t) =调制信号(如低频信号)

f =“载波”信号的频率

此外,[1 + M(t)]≥0,使得COS(2πft)乘以非负标量或数量,以确保没有高频载波信号的相位反转或反转。

例如,一个标准的广播调幅信号看起来像图18在高频载波信号总是具有看起来像低频调制信号的信封。

就振幅调制的标准类型而言,还有其他的应用。这些包括颤音的音乐摇摆效果,和音频振幅压缩的自动增益控制放大器(不要与通过压缩算法降低数据率相混淆)。

现在让我们看一下另一种类型的幅度调制器,其特征在于“纯”乘法。

[m(t)] cos(2πft) =双边带抑制载波信号(13)

图19显示倍增载波信号或双带抑制载波调幅信号的样子。


图19
载波信号与它下面的调制正弦波相乘。

请注意,乘以乘体信号不完全具有像图18所示的识别信封。图20进一步说明了载波信号相位的关系。


图20
恒定幅度载波信号高于乘法载波信号,其调制低频正弦波叠加。

如果你注意到高频调制载波信号的相位在低频调制信号处于负周期时发生了反转。在原点轴上,我们看到调制信号处于正周期,调幅波形与上面载波信号相位一致。

制作模拟乘法器电路比制作基本的标准幅度调制器电路要复杂一些图15这包括具有用于VCONT的AC调制信号的DC偏置电压。模拟乘法电路通常需要两个基本标准调制器电路,扭曲...第二电路需要其载波和调制信号的反转。

让我们看看这是如何完成的:

[1 + m(t)] cos(2πft)= AM信号#1

对于第二个AM信号,让我们反转M(T)和载波信号COS(2πFT)的阶段,使得:

[1 + m(t)](-1)cos(2πft)= AM信号#2,但这相当于:

[-1 + m(t)] cos(2πft)= AM信号#2

现在让我们添加两个信号:

AM信号#1 + AM信号#2 = [1 + M(T)] COS(2πFT)+ [-1 + M(t)cos(2πft)

[1 + m(t) + - 1 + m(t)] cos(2πft)

AM signal # 1 + AM signal #2 = [2m(t)] cos(2πft)

从上面,我们现在有一个乘法器功能或电路,当AM信号#1和AM信号#2被添加。图21举一个例子,用两个“标准”调幅电路求和形成一个乘法器电路。


图21一个使用双N通道JFET的倍增电路示例,用于产生AM双带抑制载波信号。

图21, AM信号#1由(N通道JFET)压控电阻Q1A和放大器U1B实现。当Vmod处于正峰值时,Q1A的漏源极电阻(Rds_Q1A)较低,而当Vmod处于负峰值时,Q1A的漏源极电阻较高。因为对于R13>> Rds_Q1A, U1B的闭环增益= 1 + R12/Rds_Q1A,我们看到载波信号的增益随着调制信号的增加而增加,反之亦然。U1B引脚7的信号输出提供AM信号#1。

[继续阅读EDN US:实现AM信号#2

罗恩全是一位作家、设计工程师和发明家,拥有超过75项美国专利。

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