集電極調幅電路設計說明

1、航北方科技學院課程設計說明書課程名稱通信電子線路課程設計學生姓名任建元專業(yè)電子信息工程班級B941202學號B94120222指導教師高磊成績2012年 1 月摘要高頻電路是通信系統(tǒng)， 特別是無線通信系統(tǒng)的基礎， 是無線通信設備的重要組成部分，其研究對象是通信系統(tǒng)中的發(fā)送設備和接受設備的高頻“功能” 電路功能的基本組成和原理。 “高頻”是指討論的功能電路的工作頻率圍在幾百千赫茲至幾百兆赫茲的高頻頻段， 電路可以用 LCR分立元件和有源器件組成， 有源器件的級間電容不能忽略，研制電路時必須考慮分布電容對電路的影響?！肮δ堋笔侵富倦娐纺軌蛲瓿傻男盘杺鬏敽托盘栕儞Q處理的具體工作任務。對于同一功能電

2、路，可以用不同的器件和不同的電路形式構成，但功能電路的功能和輸入信號，輸出信號的頻譜關系是不會改變的。高頻電子線路是在科學技術和生產實踐中發(fā)展起來的， 也只有通過實踐才能得到深入的了解，本次課程設計正好提供一個實驗平臺，堅持理論聯(lián)系實際，在實踐中積累豐富的經驗關鍵詞：高頻電路；目錄1、方案論證與選擇42、電路工作原理53、電路調試與排故84、結 論 .10參考文獻 .11元器件參數(shù) .111、方案論證與選擇11 調幅器使受調波的幅度隨調制信號而變化的電路稱為調幅器。調幅器輸出信號幅度與調制信號瞬時值的關系曲線叫做調幅特性。理想的調幅特性應是直線，否則便會產生失真。調幅器主要由非線性器件和選擇性

3、電路構成。非線性器件實現(xiàn)頻率變換， 產生邊帶和諧波分量； 選擇性電路用來選出所需的頻率分量并濾掉其他成分，如高次諧波等。常用的非線性器件有晶體二極管、場效應晶體管等。 選擇性電路大多用諧振回路或帶通濾波器。按照電平的高低，調幅器可分為高電平調幅和低電平調幅。大功率廣播或通信發(fā)射機多采用高電平調幅器。這種調幅器輸出功率大，效率高。載波機和各種電子儀器多采用低電平調幅器。 它們對輸出功率和效率要求不高，可以選用調幅特性較好的電路。1.2集電極調幅所謂的集電極調幅，就是用調幅信號來改變高頻功率放大器的集電極直流電源電壓，以實現(xiàn)調幅。集電極調幅的特點：（1）因過壓工作， 高 ( 與 m無關 )用于大功

4、率調幅發(fā)射機。（2）要求 v 提供較大的驅動功率。（3）m較大時，調幅波非線性失真1.3 集電極調幅的要求及技術指標要求： 1用 EWB 仿真，能夠觀察輸入輸出波形。2針對所設計的電路進行分析，并計算輸出功率。3三極管工作在丙類狀態(tài)4采用單調諧做為負載5采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號頻率15000HZ，電壓 500mV 左右輸入直流電源電壓12V采用單調諧做為負載采用三極管作為放大器2、電路工作原理2.1集電極調幅的工作原理集電極調幅是利用低頻調制電壓去控制晶體管的集電極電壓， 通過集電極電壓的變化，使集電極高頻電流的基波分量隨調制電壓的規(guī)律變化， 從而實現(xiàn)調幅。 實際上，它是一個集電極電

5、源受調制信號控制的諧振功率放大器，屬高電平調幅。調幅管處于丙類工作狀態(tài)。集電極調幅的基本原理電路如圖21 所示：圖 21集電極調幅原理電路圖中，設基極激勵信號電壓（即載波電壓）為：0 V0 cos 0t則加在基射極間的瞬時電壓為 BVBE V0 cos0t2.2集電極電流脈沖的變化情形調制信號電壓加在集電極電路中， 與集電極直流電壓VCC串聯(lián)，因此，集電極有效電源電壓為VCVCCVCCV cos0tVCC1macost式中， VCC為集電極固定電源電壓；maVVCC為調幅指數(shù)。由式可見，集電極的有效電源電壓VC隨調制信號壓變化而變化。由圖22 所示，圖 22同集電極電壓相對應的集電極電流脈沖的

6、變化情形圖中，由于 -VBB 與 b 不變，故 vB max 為常數(shù)，又 RP 不變，因此動態(tài)特性曲線的斜率也不變。若電源電壓變化， 則動態(tài)線隨 VCC值的不同，沿 c 平行移動。由圖可以看出，在欠壓區(qū)，當 VCC由 VCC1變至 VCC2（臨界）時，集電極電流脈沖的振幅與通角變化很小，因此分解出的 I cm1的變化也很小，因而回路上的輸出電壓 c 的變化也很小。這就是說在欠壓區(qū)不能產生有效的調幅作用。2.3 集電極調幅波形圖當動態(tài)特性曲線進入過壓區(qū)后，VCC等于 VCC3、VCC4等，集電極電流脈沖的振幅下降，出現(xiàn)凹陷，甚至可能使脈沖分裂為兩半。在這種情況下，分解出的 I cm1隨集電極電壓

7、VCC的變化而變化，集電極回路兩端的高頻電壓也隨VCC而變化。輸出高頻電壓的振幅Vc=I cm1· Rp，Rp 不變， I cm1 隨 Vc 而變化，而VCC是受 控制的，回路兩端輸出的高頻電壓也隨 變化，因而實現(xiàn)了集電極調幅。其波形如圖23 所示。v(t)0tv0 (t)0tv (t)0t圖 2-3 集電極調幅波形圖2.4 集電極調幅的靜態(tài)調制特性當沒有加入低頻調制電壓（即 =0）時，逐步改變集電極直流電壓VCC的大小，同樣可使 ic 電流脈沖發(fā)生變化， 分解出的 I CO或 I cm1也會發(fā)生變化。我們稱集電極高頻電流I cm1（或I CO）隨 VCC變化的關系線為靜態(tài)調制特性曲

8、線。根據(jù)分析結果可作出靜態(tài)調制特性曲線如圖2 4 所示。圖 24 集電極調幅的靜態(tài)調制特性靜態(tài)調制特性曲線不能完全反映實際的調制過程， 因為沒有加入調制信號，輸出電壓中沒有邊頻存在，只有載波頻率，不是調幅波。通常調制信號角頻率要比載波角頻率o 低得多，因此對載波來說，調制信號的變化是很緩慢的，可以認為在載波電壓交變的一周，調制信號電壓基本上不變。這樣，靜態(tài)調制特性曲線仍然能正確反映調制過程。我們可以利用它來確定已調波包絡的非線性失真的大小。由圖24 可知，為了減小非線性失真，當加上調制信號電壓時，保證整個調制過程都工作在過壓狀態(tài)，所以工作點Q應選在調制特性曲線直線段的中央，即 VCCQ=1/2VCCO處，VCCO為臨界工作狀態(tài)時的集電極直流電壓。否則，工作點Q偏高或偏低，都會使已調波的包絡產生失真。在本實驗中會得到證實。3、電路調試與排故3.1 整體電路測試設計電路3.2 單元電路測試輸入載波信號波形5M Hz輸入調制信號波形1K Hz輸出波形 2V4、結 論我感覺這次課程設計讓我學到了不少知識