一种模拟高斯波形的脉冲调制装置的制作方法

1.本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种模拟高斯波形的脉冲调制装置。


背景技术：

2.现有技术中，一般脉冲调制采用基级调制或者栅极调制，利用的是放大器的放大受基极或者栅极控制，从而输出相应的模拟脉冲调制。
3.常规的脉冲调制原理框图如图1所示：放大器a放大状态受栅极g/基极b控制，当栅极g/基极b上的脉冲信号为高电平时，放大器工作，将输入的cw波进行放大；当栅极/基极脉冲信号为低电平时，放大器关闭；通过上述放大器的放大状态随着脉冲信号开\关状态，得到了带有脉冲波形的cw波，即脉冲调制波。
4.由于图1所示的脉冲调制原理产生的脉冲调制波形不符合高斯波形特征，必须要增加一个高斯滤波器滤波后，才能产生高斯波形。高斯脉冲波形常规过程如图2所示，在常规的脉冲调制的输出端再增加一个高斯滤波器滤波后，对带有脉冲波形的cw波进行高斯滤波，形成高斯波形。
5.上述的常规的高斯脉冲调制电路，存在固有的缺陷。
6.1、器件多，它需要1个放大器、1个高斯滤波器以及相应的外围电路。
7.2、放大器存在非线性失真，即其增益是非线性的，随着输入功率的增加，其放大性能会发生变化，导致波形失真。
8.3、由于放大器为有源器件，会引入其他不良，如自激震荡、杂散、谐波等问题，其失效率也相对比较高。


技术实现要素：

9.本发明针对目前放大器脉冲调制电路的缺陷，提供一种模拟高斯波形的脉冲调制装置，在不用高斯滤波器的情况下，可以方便改变其输出波形。
10.本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种模拟高斯波形的脉冲调制装置，包括pin二极管d10和pin二极管d20；偏置电阻r10和偏置电阻20；低通滤波器；被调制脉冲信号经低通滤波器后形成高斯脉冲的低频信号，分别接入pin二极管d10和pin二极管d20的p极；pin二极管d10的n极通过偏置电阻r10接地，pin二极管d20的n极通过偏置电阻r20接地；载波信号rfin接pin二极管d10的n极，pin二极管d20的n极形成调制输出信号rfout。
11.进一步的，上述的模拟高斯波形的脉冲调制装置中：所述的低通滤波器包括调谐电容和调谐电阻r30；被调制脉冲信号经调谐电容接直流地以后再经调谐电阻r30分别接入pin二极管d10和pin二极管d20的p极。
12.进一步的，上述的模拟高斯波形的脉冲调制装置中：所述的调谐电容由调谐电容c10和调谐电容c20并联形成。
13.本发明大大减小了器件数量，且调试时间也减小非常明显，从而大大的提高了调制电路的可靠性及经济性。
14.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。
附图说明
15.附图1为目前常规的脉冲调制原理框图；
16.附图2为目前常规的高斯脉冲调制电路图；
17.附图3为本发明模拟高斯波形的脉冲调制装置原理框图；
18.附图4为本发明实施例1模拟高斯波形的脉冲调制装置原理框图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.实施例1，本实施例是一种模拟高斯波形的脉冲调制装置，原理框图如图3所示，包括pin二极管d10和pin二极管d20；偏置电阻r10和偏置电阻20；低通滤波器；被调制脉冲信号经低通滤波器后形成高斯脉冲的低频信号，分别接入pin二极管d10和pin二极管d20的p极；pin二极管d10的n极通过偏置电阻r10接地，pin二极管d20的n极通过偏置电阻r20接地；载波信号rfin接pin二极管d10的n极，pin二极管d20的n极形成调制输出信号rfout。
21.其中，低通滤波器包括调谐电容和调谐电阻r30；被调制脉冲信号经调谐电容接直流地以后再经调谐电阻r30分别接入pin二极管d10和pin二极管d20的p极。其中调谐电容由调谐电容c10和调谐电容c20并联形成。
22.构成本实施例的主要功能器件包括偏置电阻r10、pin二极管d10、调谐电阻r30、pin二极管d20、偏置电阻r20、调谐电容c10、调谐电容c20。
23.各器件的作用如下：
24.偏置电阻r10：为pin二极管d10提供偏置电流的，调整偏置电阻r10即可改变pin二极管d10的导通电流。
25.偏置电阻r20：为pin二极管d20提供偏置电流的，调整偏置电阻r20即可改变pin二极管2的导通电流。
26.谐振电阻r30：起到隔离射频(高频载波)信号，连通直流(低频脉冲)信号的作用，同时与调谐电容形成rc延时电路。
27.调谐电容c10和调谐电容c20并联形成调谐电容：调整脉冲信号的上升、下降边沿斜率，配合谐振电阻30，形成rc延时电路，从而将脉冲信号改变成高斯脉冲波形。
28.图4所示是一种具体的模拟高斯波形的脉冲调制电路，本实施例的基本工作原理为：脉冲信号(被调制信号)首先经过由运算放大器u1a和电阻r1组成的放大电路放大以后，经过电阻r1和二极管d1并联组成的电路后，再经过调谐电容c1、调谐电容c2、电阻3后，形成高斯脉冲的低频信号，加载到串联pin二极管d2、d3，以及串联二极管d4、d5上，形成一定阻抗的射频通道；载波cw信号通过由串联pin二极管d2、d3组成的pin二极管d10、由串联二极管d4、d5组成的pin二极管d20，在脉冲信号的偏置下，载波cw信号按高斯波形的形状去通断，最后形成调制信号后输出。
29.本实施例中具体原理为：
30.pin二极管特性是可以根据加载的偏置电压形成射频上的衰减电阻，衰减电阻的变化规律与偏置电压呈线性关系，所以，当偏置电压按高斯波形一样变化时，衰减电阻的变化也就成了高斯波形状的射频衰减网络，所以，当射频信号载波cw通过这个衰减网络是，信号按高斯波形特性去被规律的衰减，最终形成了高斯脉冲调制波形。
31.本实施例中，通过pin二极管去调制载波cw，最终形成高斯脉冲调制信号；通过调整电容参数，改变脉冲信号的边沿特性，从而实现方波脉冲信号转换成高斯波形的脉冲信号。
32.本实施例中，这里面的二极管为pin二极管，pin二极管直流的伏安特性跟普通二极管时一样的，但在高频微波频段与普通二极管有本质的区别，由于pin二极管的2极i层的总电荷时由偏置电流产生，所以，其对微波信号只是呈现出一个线性电阻，阻值大小与直流偏置电流大小相关，所以pin二极管对于高频微波频段的信号不起整流作用，在本实施例中，脉冲信号是一个低频信号，因此，可以视作直流偏置信号，而载波信号是一个频率非常高的微波信号，所以，此时pin二极管的作用是作为一个可调衰减器用作调制低频(直流)信号用。
33.本实施例的模拟高斯波形的脉冲调制电路与常规高斯脉冲调制技术相比具有如下特点：
34.1、用pin二极管代替三极管或者放大器，且利用了pin二极管的偏置电压与射频衰减的反比关系；
35.2、本实施例中射频通道只能是负增益，而应用三极管或放大器技术，增益可以是正增益，也可以是负增益；
36.3、用调谐电容去改变低频脉冲信号的边缘，使得脉冲波形形变成高斯脉冲波形。