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無線設備講習用指導書(基礎理論編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


2・2・3 変調回路と復調回路
 音声やビデオ等の信号を遠くに届けるには信号を高周波電圧にのせる必要がある。この操作を変調と呼び、信号を変調波、高周波を搬送波という。変調する回路を変調器と呼び送信機内に組み込まれる。変調された電波を受信して信号成分を取り出す操作を復調と呼び受信機内に組み込まれる。
 図2・6にアナログ変調された波形を示す。(a)変調信号で音声やビデオ等のアナログ電圧である、(b)振幅変調波(AM波という)で信号に対応して振幅が変化する、(c)周波数変調波(FM波という)で信号に対応して周波数が変化する、(d)位相変調波(PM波という)で信号に対応して搬送波の位相が変化する。FM波と比較すると波形の粗密の位置がずれているだけで全体としてはFMとPMの波形は区別がつかない。
(1)変調度と変調率
 搬送波は車のトラックで、信号は荷物に対応する。搬送波と信号の比を変調度と呼びトラック上の積み荷の割合に相当する。
振幅変調波の変調度mは
(2・9)
mを%で表すときを変調率と呼び
変調率m=m×100% (2・10)
となり、変調のひずみを少なくするため変調度mは1より小さい値にする。
 
(拡大画面:20KB)
図2・6 アナログ変調波形
 
図2・7にAM変調波形と変調度の関係を示す。
 
(拡大画面:18KB)
図2・7 AM変調波と変調度
 
 搬送波EcSin2πfct、信号波EaCos2πfat、変調度mとするとAM波は
 
(拡大画面:26KB)
 
で表せる。図2・8の周波数スペクトルに示すように信号周波数faのエネルギーが上側波帯と下側波帯の両方に含まれているので両側波帯振幅変調DAM波と呼ぶ。
 
図2・8 DSBAM
Double Side Band AM
 
図2・9 SSBAM
Single Side Band AM
 
 図2・9に単側波帯振幅変調SSBAM波の周波数スペクトルを示す。両側波帯の片側のみをフイルターで取り出す。図では上側波帯(USB)のみを含む場合を示す。さらに搬送波の電力を低減した低減搬送波SSBや完全に取り去った抑圧搬送波SSBも変調効率を上げるために使用される場合が多い。
(2)AM波の変調と復調(検波);
 トランジスタやダイオード等の素子を変調や検波に適する電圧を加えた動作点において搬送波と信号波を加えるとAM変調される。図2・10に信号波をコレクタ、搬送波をベースに加えるコレクタAM変調器を示す。
 
(拡大画面:17KB)
図2・10 コレクタAM変調器
 
 変調された電波から信号成分を取り出す操作を復調又は検波という。図2・11にダイオードによるAM検波回路と波形を示す。DSBAM波を入力すると信号がエンベロープ波形として検波出力される。
 
図2・11 ダイオードAM検波器と波形
 
(3)周波数変調FM波とFM検波器;
 発振器の周波数を信号で変化させるとFM波が得られる。可変容量ダイオードやリアクタンストランジスタ回路などがFM変調器に用いられる。LとCの共振が周波数により変化することを利用した回路とトランジスタやダイオードを組合せた種々のFM検波回路が実用化されている。







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