9種類のFM検波回路の名前と動作を調べています。
FMは周波数変調で、検波は復調と同じ事というのはわかりました。
ピーク作動型検波回路というのがわかったのですが後8種類がわかりません。
何か知っていましたら教えてください。

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種類」に関するQ&A: ヒューズの種類

A 回答 (1件)

通常は本当のFMの変調ではないのですね


間接FMと呼ばれる方法で使ってます(放送局も)

PM(位相変調)で変調してます
実際にFM波にするために事前に積分回路を通してから
PM変調をすれば、FM変調が間接的に得られる方法を使ってます

復調回路の種類は
スロープ検波回路
離調弁別回路
フォスタ・シーレ弁別回路 発明者の名前
比検波回路         上記の改良版
C結合形弁別回路      
乗算形弁別回路(プロダクト検波 ICを使ったもの)
セラミック弁別回路
パルスカウン弁別回路
位相弁別回路
遅延線周波数弁別回路
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
それぞれの回路について調べてみます。

お礼日時:2006/05/20 21:17

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QAM波の復調回路について

AM波復調回路として、包絡線検波回路を挙げることができる。ダイオードにAM波が加わるとダイオードの整流作用によってAM波の正または負の部分が取り出されコンデンサCが充電されるが、変調を受けた搬送波がなくなると抵抗Rを介してコンデンサは放電し、この充放電を繰り返すことによって信号波にほぼ等しい包絡線を得ることができる。この後、コンデンサCoによって直流分を阻止すれば、変調波(信号)を復調することができる。
と、教科書にありました。

図は、http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%85%E7%B5%A1%E7%B7%9A%E6%A4%9C%E6%B3%A2に載っているのと同じで、あとは、コンデンサCoと信号を取り出すときの抵抗がつくだけです。
AMはの正または負の部分が取り出されるんじゃなくて、正の部分しか取り出せないんではないでしょうか?
また、なんで、最初にコンデンサCに充電されるだけで、抵抗には電流は流れないんでしょうか?
変調を受けた搬送波がなくなる、とはどういうことなんでしょうか?
搬送波成分はあるのになくなるという意味が分りません。
また、なんで、搬送波がなくなる??と抵抗Rを介して放電されるんでしょうか?
さらに、なんで、充放電を繰り返すことによって信号波にほぼ等しい包絡線を得ることができるんでしょうか?

かなり詳しく、そしてかなり分りやすい解説をお願いします。

AM波復調回路として、包絡線検波回路を挙げることができる。ダイオードにAM波が加わるとダイオードの整流作用によってAM波の正または負の部分が取り出されコンデンサCが充電されるが、変調を受けた搬送波がなくなると抵抗Rを介してコンデンサは放電し、この充放電を繰り返すことによって信号波にほぼ等しい包絡線を得ることができる。この後、コンデンサCoによって直流分を阻止すれば、変調波(信号)を復調することができる。
と、教科書にありました。

図は、http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%85%E7%B5%A1%E7...続きを読む

Aベストアンサー

その教科書はあまり良いものではないですね。
あなたが疑問に思うのはもっともです。

信号の正/負に関しては他の回答者の言うとおりです。
ダイオードの向きを逆にすれば負の部分を取り出せます。

コンデンサの電圧がゼロでない限り抵抗に電流は流れます。

「搬送波がなくなる」という説明は不適切です。
搬送波の振幅がゼロになる部分をなくなると言っているのだと思いますが、
普通はそれをなくなるとは言いません。その教科書のローカルルールでしょう。

実は包絡線検波の理論的な説明は結構難しいのです。下記を参照してください。
http://asaseno.cool.ne.jp/germanium/index.html

簡単に説明すると次のようになります。
搬送波が増加している時にはコンデンサが充電されてコンデンサの電圧が搬送波の電圧に等しくなります。
(ダイオードの順方向電圧をゼロとみなす、また、信号源のインピーダンスは十分低いものとする)
搬送波がピークを過ぎて下がり始めるとダイオードが逆バイアスになり、抵抗を介して放電するためにコンデンサの電圧は徐々に減少します。
次のサイクルで搬送波が増加してコンデンサの電圧を超えるとコンデンサが充電され、コンデンサの電圧は搬送波に追従します。
このよう搬送波の1サイクルごとにコンデンサは充電と放電を繰り返します。
充電している時はダイオードから流れ込む電流と抵抗で放電される電流の差分だけ充電されます。

通常、搬送波の周波数は高いため放電時間が短く、下がる電圧はわずかで、検波された波形は搬送波のピーク電圧を線で結んだ波形に近いものになります。
ただし、抵抗による放電電圧の変化が変調波による変化よりゆっくりになると変調波を再現できなくなります。
これをダイアゴナルクリッピングまたはダイアゴナル歪みと言います。

その教科書はあまり良いものではないですね。
あなたが疑問に思うのはもっともです。

信号の正/負に関しては他の回答者の言うとおりです。
ダイオードの向きを逆にすれば負の部分を取り出せます。

コンデンサの電圧がゼロでない限り抵抗に電流は流れます。

「搬送波がなくなる」という説明は不適切です。
搬送波の振幅がゼロになる部分をなくなると言っているのだと思いますが、
普通はそれをなくなるとは言いません。その教科書のローカルルールでしょう。

実は包絡線検波の理論的な説明は結構難しいのです...続きを読む

QPLL検波器でFM波を復調する動作原理について

PLL検波器でFM波を復調する動作原理を教えてください。
PLL発振器の原理は理解しているつもりですが、FM波の復調出力はVCOの入力電圧と同じというのがイマイチ理解できません。
FM波の復調出力があるとVCOの発振周波数が変わり、PCの出力電圧も変わってしましそうな気がして迷路にはまりこみました。
PLLがロック状態になったら、FM信号で誤差電圧が発生してVCOの入力電圧が変化しても発振周波数は変化しないとういうことでしょうか?
ロック状態が保てるのは、周波数が変化するスピードで決まるのか、変化の大きさで決まるのかもよくわかりません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

FM波の復調出力に対してPLLをかけます。ロックしている状態ではVCOの制御電圧が検波出力に相当します。つまりFM波の検波出力はVCOの入力電圧とイコールになります。
PCが誤差を検出するとその誤差を打ち消す方向にVCOを制御します。つまり負帰還です。この場合の安定条件なども習われているとおもいます。
ロック状態が保てるのは閉ループの特性できまります。

Q占有周波数帯域幅と最大周波数偏移の求め方を教えて下さい。

占有周波数帯域幅と最大周波数偏移の求め方を教えて下さい。

FMの変調指数を5、周波数20MHzの搬送波を16kHzの正弦波信号でFMしたときの占有周波数帯域幅BFMと最大周波数偏移Δfを求めたいのですが、わからないので教えていただけませんか?よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

答えを教えるのは簡単ですが・・・。

↓の理論のところを見てください。
1.変調指数から最大周波数偏移を求める
2.次に占有周波数帯域幅(近似値)を求める

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%91%A8%E6%B3%A2%E6%95%B0%E5%A4%89%E8%AA%BF

Q変調率の求め方が

変調率の求め方が
m=Am÷Ao×100%

m=(A-B)÷(A+B)×100%
になることを計算で証明してください。
お願いします。

Aベストアンサー

図がないので分かりにくいですが、用意いたしました。
きっとこんな感じです。

図(c)の波形を良く見てください。
m=Am/A0をAとBを使って表せばいいです。(×100%は以降省略します。)

Aは、(A0+Am)×2となっているのはすぐ分かりますね?
A=2(A0+Am)

Bは、ちょっと難しいですが、(A0-Am)を2倍しています。
B=2(A0-Am)

ここで、そもそもAm/A0を求めたいので、何とかしてAmとA0をAやBを使って表したいですね。
そこで、あらかじめこれを計算しておきます。

A+B=2(A0+Am)+2(A0-Am)
=4A0
A0=(A+B)/4 ・・・(1)式

A-B=2(A0+Am)-2(A0-Am)
=4Am
Am=(A-B)/4 ・・・(2)式

したがって、
m=Am/A0は、(2)式÷(1)式
m=(A-B)/(A+B)

Q包絡線復調回路(ダイオード検波器)

振幅変調・復調回路の実験をしているのですが、
包絡線復調回路(ダイオード検波器)のCとRは
どのくらいの値が適当でしょうか?

Aベストアンサー

 
 
  signal
  sin(ωt) ──乗算──伝送──┐
             │           |
   carrier ───┘      diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷

 包絡線検波を上図のモデルで表します。ここで搬送波を、1と0の値をとるパルスをイメージしてください。
  _| ̄|_| ̄|_
CRはこの周波数を十分抑圧するようにしますね。 次に搬送波パルスが
   ̄| ̄| ̄| ̄
のように大部分が1のパルスをイメージしてください。すると上図はほぼ、

  signal
  sin(ωt) ──────伝送──┐
                      |
                  diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷
です。
これなら、CRに課せられる条件は 信号変化が正の範囲は心配ない(ダイオードがグイグイ押し込んで来るから)。変化が負の範囲では、追いていけない状況がありそう…と想像がつきますよね。CR回路の放電が遅すぎると追いていけない。

 基本を見ていただくために単純化して、信号が単一正弦波、バイアス電圧 VB 付きで常に正の値になってるとします。
  e = sin(ωt)+VB
  de/dt = ωcos(ωt)
負側の最大値は -ω、そのときの e は VB-1 です。

一方 CR 放電回路は、放電開始電圧が e だとすれば
  E = e(ε(-t/CR))
  dE/dt = -e(1/CR)  at t≒0
e に比例です。指数関数の知識が先行して変化率はどこでも一定のはずだと思われるかも知れませんが。

で、
CR の方が常に素早くあって欲しいのだから
  dE/dt≦de/dt
すなわち
  CR/(VB-1)≦1/ω
を得ます。
 100%変調(VB=1)なら、sin と cos の波形を書けば簡単に分かりますが、CR 側が負ける範囲があります。その部分は復調波が歪みます。

 でも VB が大きければ不等号(素早さ)を保てますね、 そこで実際には バイアスVBと同等のものを復調側で独自に加える手段をとったりします。具体的には抵抗でダイオードに適度なバイアス電流を与えます。

 例えばそのようにして等価的な VB が 2にできたとすれば、
  時定数 CR≦1/ω
を得ます。
結果、CR積に課せられる値域は、

  1/(キャリア周波数) ≦ CR ≦ 1/(信号の最高周波数成分)



 以上;キャリアを矩形波とすることでダイオードを ON-OFF の2値スイッチに理想化(半導体特性のexp(…)に起因する非線形さを回避)した範囲での説明でした。
 これは実際に 同期検波 という名で用いられています。受信側で独自に加えるのは「スイッチングによる±1の矩形波を乗算」です。この回路は情報伝送機器(モデム)などでよく見られるとおもいます。

            ┌─── R ─┐
   AM波─┬ R ┴─┨-\   |
        │      ┃   >─┴ 復調信号
        └ R ┬─┨+/
            |
            D
    矩形波 ──G MOSFETスイッチ
            S
            ┷
 
 

 
 
  signal
  sin(ωt) ──乗算──伝送──┐
             │           |
   carrier ───┘      diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷

 包絡線検波を上図のモデルで表します。ここで搬送波を、1と0の値をとるパルスをイメージしてください。
  _| ̄|_| ̄|_
CRはこの周波数を十分抑圧するようにしますね。 次に搬送波パルスが
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Qスピーカーのインピーダンスをどう判断すれば良いのですか?

高級オーディオをかじり始めた者です。スピーカーのインピーダンスの数値は大きい方が良いのか、小さい方が良いのか、どちらでしょうか?(どうも、その大小の問題でも無いような気もするのですが・・・)
それと、アンプとの関係で注意が必要だとものの本に書いてありますが、どうもよく理解出来ません。数値が合わないと、アンプの故障につながるようですが、具体的にどこに注意すれば、良いのでしょうか?ご教示願います。

Aベストアンサー

私も文系で詳しくはないのですが、勉強した限りでは以下の通りです。

スピーカーのインピーダンスと音質の関係は、ほぼないといわれています。かつては12オームとか16オームといったものもあったようですが、現代のスピーカーは4~8オームが普通で、ごくごく稀に12オームくらいのものがあります。

インピーダンスとは交流電流に対する抵抗ですが、これが低いということは、同じ電圧をかけたときにより多くの電流を要求されるということになります。(交流にもオームの法則が使えるんでしたっけ....? I=E/Rですね)
現代のアンプの大半は電圧出力ですから、4オームのスピーカーでも8オームのスピーカーでも、1Vの出力で得られる音量に変わりはありませんが、抵抗値が半分ですので、実際に流れる電流が2倍になり、すなわち出力電力も2倍になります。
このとき、トランジスタや電源の性能などによって、許容量以上の電流が流れると、アンプが以上発熱したりトランジスタが破壊されたりするわけです。(もっとも、普通は保護回路やヒューズによって出力が遮断されます)

(つまり、8オームのスピーカーに10W出力するのと、4オームのスピーカーに20W出力するのは、スピーカーの仕事量は同じですが、アンプの負担が倍になっています。)

なお、インピーダンスは直流抵抗と異なり、周波数によって抵抗値が変化します。つまり、公称8オームのスピーカーでも、特定の周波数対では3オームくらいまで落ち込むこともあり得ます。(最近は落ち込みが大きいものは表示されるものもあります)

蛇足ながら、真空管アンプなどに多いトランス出力式のアンプの場合、4オーム端子に6オームのスピーカーを繋ぐのはアンプにとって定格より仕事が楽になり、8オームの端子に繋ぐと若干つらくなります。
この際にはダンピングファクターが変化するため、音色にも若干の違いがあるといわれています。

私も文系で詳しくはないのですが、勉強した限りでは以下の通りです。

スピーカーのインピーダンスと音質の関係は、ほぼないといわれています。かつては12オームとか16オームといったものもあったようですが、現代のスピーカーは4~8オームが普通で、ごくごく稀に12オームくらいのものがあります。

インピーダンスとは交流電流に対する抵抗ですが、これが低いということは、同じ電圧をかけたときにより多くの電流を要求されるということになります。(交流にもオームの法則が使えるんでしたっけ....? I=E/R...続きを読む

Q可変容量ダイオードとFM変調器

可変容量ダイオードを用いた直接FM変調器とはどのようなものですか?いまいちわからないので説明できる方がいたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

そのまんじゃないか
あまりにレベルじゃの


一番単純なもは
コンデンサーマイク使った直接FM変調


コンデンサーマイク(変調回路)⇒直接FM
           ↑
          発信回路

単にこれが可変容量ダイオードになっただけ

可変容量ダイオードは電圧を変えると容量が変化する
ってことは発信回路のCの変わりに可変容量ダイオードにして

可変容量ダイオードに電圧変動させると

発信する周波数が替わるので・・FM変調がかかるってこと  

大学でこんな所でつまずくと
後が大変         

Q占有周波数帯域幅の求め方

「周波数200MHzの搬送波を0.5から16KHzの基底帯域信号でAM-SC、SSBで変調したときのスペクトル図を書き、占有周波数帯域幅を求めよ」とあるのですが占有周波数帯域幅をどうやってもとめるのでしょうか?知っているかたがいたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

AM-SCは、AM with suppressed carrierで、
SSB-は、Single Sideband
です。
AMだけだと、紹介したホームページ、
振幅変調のスペクトラム模式図の図のように、
キャリアが両側に拡がり、真ん中にキャリアが存在します。

まず、AM with suppressed carrierだと、このキャリアがなくなります。
この場合はスペクトラムは、200MHz-16KHzより200MHz+16KHz
までを占有するので32KHz.

SSBは、AMの片側のスペクトラムとキャリアがない状態です。
この片側は、下側を残すか、上側を残すかの2パターンがあります。

SSB(USB)のスペクトラム模式図は、上側を残した場合で、
スペクトラムは、200MHz+0.5KHzより200MHz+16KH
までを占有するので15.5KHz.

下側も同様に占有周波数帯域幅は15.5KHzです。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%AF%E5%B9%85%E5%A4%89%E8%AA%BF

AM-SCは、AM with suppressed carrierで、
SSB-は、Single Sideband
です。
AMだけだと、紹介したホームページ、
振幅変調のスペクトラム模式図の図のように、
キャリアが両側に拡がり、真ん中にキャリアが存在します。

まず、AM with suppressed carrierだと、このキャリアがなくなります。
この場合はスペクトラムは、200MHz-16KHzより200MHz+16KHz
までを占有するので32KHz.

SSBは、AMの片側のスペクトラムとキャリアがない状態です。
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QRC並列回路(直流)の微分方程式が分かりません

RC並列回路(直流回路)の過渡応答の微分方程式がうまく導くことができません。
初期状態で,電荷Qがコンデンサに蓄えられています。
回路動作のイメージは出来ているのですが・・・。

どなたか,助けていただけませんか?
もうノートが真っ黒です。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

とりあえず,ANo.5のaの回路を扱っておきます.
例によってスイッチSを閉じた瞬間を時刻t = 0とし,
電源から流出する電流をi,
抵抗を流れる電流をi_R,
コンデンサを流れる電流をi_Cとします.

キルヒホフの第1法則より
i = i_R + i_C. …(1)

第2法則より
v = r i + R i_R, …(2)
v = r i + (1/C)∫(-∞,t] i_C dt. …(3)

※私個人的には気持ち悪いのですが,式が煩雑になるのを避けるため,定積分の上端と積分変数に同じ文字を使いました.

※あと,デルタ関数とかの処理をきっちりするため,積分下端を-∞にしました.

ただし,
v = E u(t). …(4)

(1),(2)よりi_Rを消去して,
i_C = (1 + r/R)i - v/R.

これを(3)に代入して,
v = r i + (1/C)∫(-∞,t]{(1 + r/R)i - v/R}dt
dv/dt = r di/dt + (1 + r/R)i/C - v/(C R)

∴di/dt + (1 + r/R)i/(C r) = {dv/dt + v/(C R)}/r = (E/r){δ(t) + u(t)/(C R)}.

ただし,初期条件は E = r i(0) より
i(0) = E/r.

これがこの回路の微分方程式です.

----
この微分方程式はラグランジュの定数変化法で解くことができて,初期条件を考慮した解は,t > 0 において

i
= (E/r)exp{-(1 + r/R)t/(C r)}
+ E/(R + r) [1 - exp{-(1 + r/R)t/(C r)}],

したがって,

i_R = E/(R + r) [1 - exp{-(1 + r/R)t/(C r)}],

i_C = (E/r)exp{-(1 + r/R)t/(C r)}.

コンデンサの両端の電圧は

v_C = R i_R
= E/(1 + r/R) [1 - exp{-(1 + r/R)t/(C r)}]

以上の結果においてr→+0の極限を取ると,その振る舞いはANo.3の解と一致します.

とりあえず,ANo.5のaの回路を扱っておきます.
例によってスイッチSを閉じた瞬間を時刻t = 0とし,
電源から流出する電流をi,
抵抗を流れる電流をi_R,
コンデンサを流れる電流をi_Cとします.

キルヒホフの第1法則より
i = i_R + i_C. …(1)

第2法則より
v = r i + R i_R, …(2)
v = r i + (1/C)∫(-∞,t] i_C dt. …(3)

※私個人的には気持ち悪いのですが,式が煩雑になるのを避けるため,定積分の上端と積分変数に同じ文字を使いました.

※あと,デルタ関数とかの処理をきっちりするため,積分下端を-∞にしまし...続きを読む

Q周波数変調(FM)のメカニズムについて

周波数変調(FrequencyModulation)について質問します。
“周波数変調とは、送信したい音声によって基準となる周波数の電波(搬送波)の周波数を変化させ(変調)信号を伝送するもの"
という、言葉では、わかったのですが、メカニズムがわかりません。

たとえば、
車が動く原理として鍵をさし、エンジンをかけ、アクセルを踏めば車が動く
といった感じではなく、
ガソリンが燃焼し、エンジンのタービンを回し・・・・
などの、周波数変調の詳しいメカニズムについて知りたいのです。
知っている方がおられましたら、ご教授ください。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

発振器(色々あります)からの出力は常に一定です。
(つまり、変調がかかっていない。)

次に変調回路へ入って、変調を掛けますがこのときに、回路内のコンデンサーなどの容量が変わると、
出力される周波数が、「少し」変化します。
これを利用してコンデンサーマイクなどで、音声に連動させて発振器の周波数を変化させると変調がかかります。

周波数カウンタでこれを見ると周波数が行ったり来たりしたと思います。(ある程度の範囲内で)
(AM、SSB(上・下の差がある)だとピッタリですが。)


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