西安電子科技大學(xué)射頻大作業(yè)

1、差分對放大器調(diào)幅PSpice實驗仿真一、 題目要求參考教材射頻電路基礎(chǔ)139頁的差分對放大器調(diào)幅的原理，選擇元器件、調(diào)制信號和載波參數(shù)，完成PSpice電路設(shè)計、建模和仿真，實現(xiàn)振幅調(diào)制信號的輸出和分析。具體任務(wù)：1).選擇合適的調(diào)制信號和載波的振幅、頻率，通過理論計算分析，正確選擇晶體管、電阻、電容和電感，搭建單端輸出的差分對放大器，實現(xiàn)差模輸入和恒定電流源下的工作，根據(jù)輸入電壓電流和輸出電壓波形計算放大器的基本參數(shù)，包括電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻。2).用載波作為差模輸入電壓，調(diào)制信號作為電流源控制電壓，調(diào)整二者振幅，實現(xiàn)基本無失真的線性時變電路調(diào)幅，觀察記錄電路參數(shù)、調(diào)整過程，以及調(diào)制信

2、號、載波和已調(diào)波的波形和頻譜。3).改變載波振幅，分別使差動放大器工作在線性區(qū)、開關(guān)狀態(tài)和非線性區(qū)，觀察記錄電路參數(shù)、已調(diào)波的波形和頻譜。4).參考例5.3.1，修改電路為雙端輸出，對比研究平衡對消技術(shù)在該電路中的應(yīng)用和效果。二、 原理（一）差分對放大器調(diào)幅原理差分放大器在電路調(diào)制中有著廣泛的應(yīng)用。如下圖2所示的單端輸出的差分對放大器調(diào)幅原理電路中，uc為差模輸入電壓， 在交流通路中加在晶體管V1和V2的基極之間; u控制電流源的電流，即晶體管V3的集電極電流iC3。圖2圖3(b)所示的轉(zhuǎn)移特性給出了V1和V2的集電極電流。ic1和ic2與uc和ic3之間的關(guān)系。根據(jù)差分對放大器的電流方程，有

3、：其中， UT為熱電壓。 對電流源進行分析可得到：則有以下分三種情況討論I0(t)和g(t)中的雙曲正切函數(shù)(1) 當Ucm<UT時， 差動放大器工作在線性區(qū)， 雙曲正切函數(shù)近似為其自變量:(2) 當Ucm>4UT時， 差動放大器工作在開關(guān)狀態(tài)， 雙曲正切函數(shù)的取值為1或1, 即其中， k2(ct)稱為雙向開關(guān)函數(shù)，其傅立葉級數(shù)展開式為(3) 當Ucm的取值介于情況(1)和情況(2)之間時， 差動放大器工作在非線性區(qū)， 雙曲正切函數(shù)可以展開成傅立葉級數(shù)：傅立葉系數(shù)b2n 1(Ucm /UT)，n = 1，2，3，的取值見附錄B，其中，x = Ucm /UT。（二）差分對放大器平衡對

4、消技術(shù)原理差分對放大器平衡對消技術(shù)原理圖如下圖3（a）（b）。圖3為了獲得更好得獲得調(diào)幅信號，我們也可以采用雙端輸出的差分電路實現(xiàn)平衡對消，如圖3(a)晶體管V1和V2的集電極電流分別為： 其中晶體管V3提供電流源電流：，V3電流將在LC并聯(lián)諧振回路產(chǎn)生輸出電壓，而V1和V3中的集電極電流中的在LC回路中；流向相反，產(chǎn)生的電壓反相相消，實現(xiàn)平衡對消，去除了再頻分量。當時輸出電流為：對其進行濾波就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號。二、仿真過程任務(wù)一： 差分對調(diào)幅電路 輸入振幅0.1v的圖Ui=0.1V,Uo=8.52V. 可以算出放大倍數(shù)為：Uo/Ui=8.52V/0.1V=85.2倍. 計算差模輸入電阻Ii=180.43uA,Ui=0.1V, 則差模輸入電阻為R=Ui/Ii=0.1V/180.43uA=554.2. 頻譜圖從圖上觀測可知為6.4MHz。任務(wù)二：出現(xiàn)失真情況下，設(shè)定Ui=0.01V進一步調(diào)整Ui=0.3V當無失真時，即Ui