高頻電子線路第5章振幅調(diào)制電路.ppt

1、1,第五章振幅調(diào)制電路,本章知識點(diǎn)及結(jié)構(gòu),振幅調(diào)制電路,振幅調(diào)制信號分析（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率）,振幅調(diào)制原理、實(shí)現(xiàn)方法,振幅調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn),第五章 振幅調(diào)制電路,5.1 概述 5.1.1 調(diào)幅信號的分析（重點(diǎn)） 5.1.2 調(diào)幅波的功率 5.1.3 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號和單邊帶調(diào)幅信號 5.2 低電平振幅調(diào)制電路 5.3 高電平振幅調(diào)制電路 5.4 抑制載波單邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生,第一節(jié) 概 述,3. “調(diào)制”與“解調(diào)”的方式有哪些？,2. “調(diào)制”與“解調(diào)”的過程如何實(shí)現(xiàn)？,1. 什么是“調(diào)制”與“解調(diào)”？,回顧問題1,1.“調(diào)制”與“解調(diào)”：,調(diào)制（

2、modulation ) 解調(diào)（demodulation）,電信號通信中，實(shí)現(xiàn)低頻信號遠(yuǎn)距離 傳輸?shù)囊环N主要方法。,2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過程:,控制,調(diào)制,解調(diào),低頻信號,高頻信號 （載波）,載波的參數(shù)（如幅度、頻率、相位）,已調(diào)波,還原,低頻信號,裝載,卸載,2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過程：,用被傳送的低頻信號去控制高頻信號（載波）的參數(shù)（幅度、頻率、相位），實(shí)現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段。,是調(diào)制的反過程。即：把低頻信號從高頻段搬移下來，還原被傳送的低頻信號。,調(diào)制：,解調(diào)：,8,3.調(diào)制的方式:,控制,調(diào)制,低頻信號,高頻信號 （載波）,載波的參數(shù),已調(diào)波,幅度調(diào)制（簡稱“調(diào)幅”，AM）,頻

3、率調(diào)制（簡稱“調(diào)頻”，F(xiàn)M）,相位調(diào)制（簡稱“調(diào)相”，PM）,幅度,頻率,相位,角度調(diào)制,相角,9,3.解調(diào)的方式：,控制,調(diào)制,低頻信號,高頻信號 （載波）,載波的參數(shù),調(diào)幅波,幅度,頻率,相位,調(diào)頻波,調(diào)相波,檢波,低頻信號,解調(diào),鑒頻,鑒相,調(diào)幅波,調(diào)頻波,調(diào)相波,信號,載波信號（高頻信號）： （等幅）高頻正弦波振蕩信號,調(diào)制信號（低頻信號）： 需要傳輸?shù)碾娦盘?已調(diào)(波)信號（高頻信號）： 經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號,總結(jié)：,（原始信號）,調(diào)制：用調(diào)制信號控制載波信號的某個(gè)參數(shù)的過程 解調(diào)：從已調(diào)信號中分離出調(diào)制信號的過程。,調(diào)制與解調(diào)的類型： 調(diào)制信號 可以是低頻音頻或視頻等信號； 高頻載

4、波信號 可以是正弦波、方波、三角波或鋸齒波等信號。,調(diào)幅 檢波,調(diào)頻 鑒頻,調(diào)相 鑒相,1、調(diào)制器、解調(diào)器在無線電收發(fā)系統(tǒng)中的位置？,2、為什么要通過調(diào)制來發(fā)送信號？,回顧問題2,1、調(diào)制器在發(fā)射機(jī)中位置,1、解調(diào)器在接收機(jī)中的位置,2.為什么要通過調(diào)制來發(fā)送信號？,天線尺寸的限制 只有天線實(shí)際長度與電信號的波長可比擬時(shí)，電信號才能以電磁波形式有效輻射。 可實(shí)現(xiàn)的回路帶寬 低頻信號頻率變化范圍很大，很難做出參數(shù)在如此寬范圍內(nèi)變化的天線和調(diào)諧回路。 區(qū)別不同的音頻信號 有利于接收來自不同發(fā)射機(jī)的信號（因?yàn)椴煌l(fā)射機(jī)有不同的載波頻率）。,調(diào)幅信號的分析(重點(diǎn)),調(diào)幅有三種方式： 含載波的普通調(diào)幅（

5、AM）（重點(diǎn)） 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB/SC-AM） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅（SSB/SC-AM）,一）調(diào)幅波數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形特征如何？,二）調(diào)幅波的頻譜有什么特征？ 如何根據(jù)頻譜計(jì)算頻帶寬度？,三）如何計(jì)算調(diào)幅波的功率？,問題：,一 、普通調(diào)幅波的表達(dá)式、波形及其頻譜,1、AM波數(shù)學(xué)表達(dá)式,調(diào)制信號,載波信號的幅度,控制,載波信號,調(diào)幅波的幅度,已調(diào)信號 (調(diào)幅波),單頻調(diào)幅信號表達(dá)式：,調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）,調(diào)制信號,載波信號,AM波產(chǎn)生原理圖,從AM信號的表達(dá)式中，可以看出，要實(shí)現(xiàn)AM調(diào)幅，可用右圖的電路模型來實(shí)現(xiàn),調(diào)幅信號,一般，實(shí)際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一個(gè)連續(xù)頻

6、譜的限帶信號 。,則有,其中：,應(yīng)用例1：寫出調(diào)制信號為限帶信號的調(diào)幅波表達(dá)式,2、AM信號波形特征,波形特征： (1)調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律 與調(diào)制信號波形一致 (2)調(diào)幅波頻率（即變化快慢） 與載波頻率一致,波形特征： (3)調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度,一般ma值越大調(diào)幅越深：,不失真調(diào)制時(shí)有：,注意：,調(diào)制度ma的計(jì)算方法,避免過調(diào)幅現(xiàn)象,應(yīng)用例2： 已知調(diào)制信號波形如下圖a所示，載波信號波形如圖b所示，畫出ma=1時(shí)的普通調(diào)幅波的波形。,3、調(diào)幅波的頻譜,頻譜分析的方法：,將調(diào)幅（電壓）信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成 余弦（或正弦）項(xiàng)之和的形式，即,(2) 以每一余弦（或正弦）項(xiàng)的頻

7、率 或 為橫坐標(biāo)上的點(diǎn)，其幅度 為縱坐標(biāo)上 的點(diǎn)，畫出頻譜分布圖。,（1）單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜,結(jié)論：調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制信號搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。,調(diào)制信號頻譜、載波信號頻譜、已調(diào)波頻譜之間的關(guān)系。,（2）多頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜,同樣含有三部分頻率成份,畫出限帶信號的調(diào)幅波頻譜,4. 普通調(diào)幅波帶寬(B, Bandwidth),（1）調(diào)制信號為單一頻率（=2F）的正弦波，,則 B=2Fmax,即 已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度,（2）實(shí)際上，調(diào)制信號是包含若干頻率分量的 復(fù)雜波 (F =FminFmax) -多頻調(diào)制情況,則 B=2F,例1：,例2：,解：,畫圖方法：先

8、求出調(diào)幅波包絡(luò)線的最大值和最小值，由此畫出包絡(luò)線，然后畫出調(diào)幅波波形。,評注：包絡(luò)線形狀1分、包絡(luò)線起點(diǎn)1分、包絡(luò)線幅值1分，波形的密度1分，波形的起點(diǎn)1分。,例3：,分析：,解：,調(diào)幅波的功率,計(jì)算方法：(設(shè)調(diào)幅波電壓加于負(fù)載電阻R上）,將調(diào)幅（電壓）信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成余弦（或正弦）項(xiàng)之和的形式，即,2.,二 、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系,將普通調(diào)幅波u(t)加到電阻R兩端，電阻R上消耗的各頻率分量對應(yīng)的功率為：,(1) 載波功率：,(2) 每一邊頻功率：,(4) 調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率：,(3) 邊頻功率：,由于在普通調(diào)幅波信號中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率

9、卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。但AM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。如當(dāng)100%調(diào)制時(shí)(ma=1) ，雙邊帶功率為載波功率的 ，只占用了調(diào)幅波功率的 ，而當(dāng) ,(5)邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系：,(6) 效率：,普通調(diào)幅波的載波分量占有的功率較大，而含有信息的上下邊頻分量占有的功率較小，從能量觀點(diǎn)來看，普通調(diào)幅波進(jìn)行傳送，不含信息的載波功率過大，是種很大的浪費(fèi)。,(7)普通調(diào)幅波的特點(diǎn)：,例4：,解：,在普通調(diào)幅波信號中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。,抑

10、制載波的雙邊帶調(diào)幅波 （DSB/SC-AM）,三 、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號和單邊帶信號,抑制載波后,(一)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB),43,2，頻譜：,1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：,由表達(dá)式可知，頻譜只有,帶寬：B=2F,3，波形：,(1)其包絡(luò)隨調(diào)制信號變化，但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信號變化規(guī)律。,(2)雙邊帶調(diào)幅波在調(diào)制信號正半周，已調(diào)波與原載頻同相，在調(diào)制信號負(fù)半周，已調(diào)波與原載頻反相。也就是說雙邊帶信號的高頻相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)處要突變,DSB波的產(chǎn)生原理圖,DSB信號的產(chǎn)生原理圖,DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號的 絕對值,(2)DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負(fù)

11、半周時(shí)，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。,DSB波形特征,(3)高頻振蕩的相位在u(t)=0瞬間有180o突變。,結(jié)論1：,DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量,調(diào)制信號,載波,DSB波頻譜特征,結(jié)論2：,DSB波帶寬,即 已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度,BDSB=2Fmax,在頻域上，DSB 與普通調(diào)幅波AM，所占帶寬相同 。,結(jié)論3：,DSB波功率,比普通調(diào)幅波節(jié)省了發(fā)射功率，即不發(fā)射載波。,調(diào)制信號,載波,結(jié)論4：,全部功率為邊帶占有，功率利用率高于AM波。,在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，常采用單邊

12、帶（SSB）調(diào)制系統(tǒng),抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）,單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶(DSB)調(diào)幅信號中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。,學(xué)習(xí)方法比較法,對SSB/SC-AM的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、頻譜、 帶寬、功率進(jìn)行分析及計(jì)算,（二） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）,單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶(DSB)調(diào)幅信號中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。,根據(jù)：,（二） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）,與普通AM波、DSB/SC-AM相比， SSB/SC-AM不同的地方。,注意總結(jié)：,由,通過邊帶濾波器,提示一、數(shù)學(xué)表達(dá)式,上邊帶信號,下邊帶信號,可得,單邊帶調(diào)

13、幅波（SSB）,2，頻譜：,1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：,由表達(dá)式可知，頻譜只有,3，波形：,若調(diào)制信號為單一頻率，則單邊帶調(diào)幅波為等幅波。,4，特點(diǎn)：,(1)頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半,其頻帶利用率高.,(2)全部功率都含有信息，功率有效利用率高。,提示二總結(jié)： SSB/SC-AM波,1. 比普通調(diào)幅波、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，都要節(jié)省發(fā)射功率，即只發(fā)送一個(gè)邊帶的功率。,2. 在頻域上，所占帶寬僅為一個(gè)邊帶的寬度， 節(jié)約了頻帶。,3. 但在電路實(shí)現(xiàn)上，單邊帶的產(chǎn)生和接收，比普通調(diào)幅波和DSB/SC-AM要復(fù)雜。,調(diào)制信號,載波,已調(diào)波,調(diào)幅器,小結(jié)：,小結(jié)：三種調(diào)幅方式的比較,例5：,解：,1,從表達(dá)式

14、可看出，各電壓分別為,2,波形分別為：,3,頻譜圖分別為：,指出下列電壓是什么已調(diào)波？寫出已調(diào)波電壓的表達(dá)式，并指出它們在單位電阻上消耗的平均功率Pav及頻譜寬度BWAM,綜合例：,63,四 振幅調(diào)制電路的功能,功能：將輸入的調(diào)制信號和載波信號通過電路轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)幅信號輸出。,64,五 、振幅調(diào)制電路的分類及要求,(一)分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類,(二) 低電平調(diào)幅是在低功率電平級進(jìn)行振幅調(diào)制，輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是提高調(diào)制的線性，減小不需要的頻率分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。,(三) 高電平調(diào)幅是直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波。利用丙類高頻功放改變VCC或VBB來實(shí)現(xiàn)調(diào)

15、幅。其優(yōu)點(diǎn)是效率高。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。,高電平調(diào)幅電路 發(fā)射機(jī)的最后一級，丙類功放 低電平調(diào)幅電路 發(fā)射機(jī)功放的前級，線性功放,66,六 、振幅調(diào)制電路的基本組成原理,(二) 集成模擬乘法器能實(shí)現(xiàn)載波信號和調(diào)制信號的相乘，是用于調(diào)幅電路的理想非線性器件。,(一)振幅調(diào)制電路的輸入頻譜為 ，而輸出頻譜中必須有新的頻率分量 。因而調(diào)幅電路必須是非線性器件組成，其特性必須含有載波信號與調(diào)制信號相乘積項(xiàng)。,(三) 具有平方率特性的二極管或場效應(yīng)管，利用載波信號與調(diào)制信號相加 的乘積項(xiàng)中的 可產(chǎn)生 頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件。,(四)一般來說，振幅調(diào)制電路又輸入

16、回路、非線性器件和帶通濾波三部分組成。,特點(diǎn)：電路簡單，輸出功率小 常用在雙邊帶調(diào)制，低電平輸出系統(tǒng)（如信號發(fā)生器）。,第二節(jié) 低電平調(diào)幅電路,一般用模擬乘法器和具有平方率特性的二極管產(chǎn)生 。,具有平方率特性的二極管，利用載波信號與調(diào)制信號相加uc+u的乘積項(xiàng)中的ucu 可產(chǎn)生 c 頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件。,用具有平方率特性的二極管產(chǎn)生調(diào)幅信號,用模擬乘法器MC1596(MC1496)產(chǎn)生 。,第二節(jié)低電平調(diào)幅電路,一 、單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路,(二)調(diào)幅原理,原理圖見圖5-7(a),設(shè)u1(t)為小信號， u2(t)為大信號，則二極管D工作在u2(t)控制的開關(guān)狀態(tài)。,調(diào)

17、制信號,載波信號,二極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，等效電路見圖5-7(b),D的正極與大信號u2(t)的正端相連，說明D在u2(t)的正半周導(dǎo)通。故當(dāng)u2(t) 0時(shí),二極管導(dǎo)通,二極管等效為導(dǎo)通電阻rd ;當(dāng)u2(t) 0時(shí),二極管截止。即有：,可以看出，電流中包含以下頻譜成分：,即輸出電流中包含：,在輸出端接一個(gè)中心角頻率為c，帶寬為2的帶通濾波器，就可取出載頻、及上下邊頻從而實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅。,例1：,可見輸出電流的頻譜中包含：,若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為 的帶通濾波器，可取出 分量，可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)制。,1）電路和工作原理,如圖5（a）所示, 它是由兩個(gè)性能一致的二極管V1、V2及中

18、心抽頭變壓器Tr2、Tr3接成平衡電路的，其中Tr3為高頻變壓器，初、次匝數(shù)比為21；Tr2為低頻變壓器，初、次匝數(shù)比為12 。,二、二極管的平衡調(diào)幅電路,77,此電路由上下兩組單二極管調(diào)幅電路組成。其中LC并聯(lián)諧振回路起帶通濾波器的作用，中心頻率為 ，帶寬為 。,Tr3的一、二次繞組匝數(shù)比為2:1, 進(jìn)行阻抗等效變換有：,D1和D2的正極均與大信號uc(t)的正端相連，說明都是正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)均為為,圖5-9(b),則流過二極管D1的電流為,流過二極管D2的電流為,流過負(fù)載RL的電流為,若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ，通帶寬為 的帶通濾波器，可取出 分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即平衡調(diào)幅)。,輸

19、出電流中包含：,圖5-9(a),80,三 、二極管環(huán)形調(diào)幅電路,(一)電路(圖5-10(a),(二)開關(guān)函數(shù),單向開關(guān)函數(shù): K(t)、K(t-),雙向開關(guān)函數(shù): K(t)-K(t-),(三)調(diào)幅原理,輸出電流中包含：,與平衡調(diào)幅器相比，環(huán)形調(diào)幅器抵消了 分量。即干擾頻率減小,若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為 的帶通濾波器，可取出 分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即平衡調(diào)幅).,環(huán)形斬波調(diào)幅器的波形,其各個(gè)波形如下圖所示：,例題：,分析：本題目是要區(qū)分開關(guān)函數(shù)是 還是 ，同時(shí)要掌握在選頂電流方向的參考方向后，輸出電流i與i1和i2的關(guān)系。,解：開關(guān)函數(shù)的確定方法是根據(jù)大信號uc(t)的正端與二極管

20、D1的正極相連，說明正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為 。相反, uc(t)的負(fù)端與二極管D2的正極相連，說明負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為,則流過二極管D1的電流為,流過二極管D2的電流為,流過負(fù)載RL的電流為,輸出電流中含有：,若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為 的帶通濾波器可實(shí)現(xiàn)普通波調(diào)幅。但不能實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。,單向開關(guān)函數(shù): K(t)、K(t-),雙向開關(guān)函數(shù): K(t)-K(t-),(一)模擬乘法器的傳輸特性,四、模擬乘法器調(diào)幅電路,(二)模擬乘法器的振幅調(diào)制原理,實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅,實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改變VAB可改變ma,基本電路結(jié)構(gòu),VT1，VT2，VT3，VT4為雙平衡的差分對，VT5，V

21、T6差分對分別作為VT1，VT2和VT3，VT4雙差分對的射極恒流源。,1、雙差分對管振幅調(diào)制電路,它由兩個(gè)單差分對管電路組合而成，是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。,（三）模擬乘法器調(diào)幅電路,其中UT=kT/q PN結(jié)熱電壓,工作原理分析,根據(jù)差分電路的工作原理：,又因，輸出電壓：,+ ux -,+ uy -,+ uo -,當(dāng)輸入為小信號并滿足：,而標(biāo)度因子,Gilbert乘法器單元電路，只 有當(dāng)輸入信號較小時(shí)，具有較理 想的相乘作用，ux，uy 均可取正、負(fù)兩極性，故為四象限乘法器電路，但因其線性范圍小，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。,2、具有射極負(fù)反饋電阻的Gilbert乘法

22、器,使用射極負(fù)反饋電路Ry， 可擴(kuò)展uy的線性范圍，Ry取 值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管T5 ,T6 的 發(fā)射極電阻，即有,靜態(tài)時(shí)，i5=i6=IoY ,當(dāng)加入 信號uy時(shí)，流過Ry的電流為：,+ ux -,+ uo -,有,+ uy -,如果ux2UT =52mV時(shí)，,+ uy -,調(diào)制信號從管腳1輸入，載波從管腳7輸入；Rw為載波分量調(diào)零電位器，它的作用是調(diào)節(jié)1和4的直流電位差為零，保證輸出為DSB調(diào)幅波。若1和4的直流電位差不為零，則有載波分量輸出，就成為普通調(diào)幅了。,3、模擬乘法器平衡調(diào)幅電路,下圖是用模擬乘法器MC1596構(gòu)成的DSB調(diào)幅電路,設(shè)輸入載波信號 ：,根據(jù)雙曲線正切函數(shù)的特性，大信號

23、條件下具有開關(guān)函數(shù)的形式,輸入調(diào)制信號：,因?yàn)?與3端滿足接入,則Um可擴(kuò)大到 1V 的線性范圍。,大信號,即,雙端輸出電流,、管腳直流電位差為零時(shí),、管腳直流電位差不為零時(shí),雙端輸出電流,1代表直流,RW是調(diào)節(jié)MC1596的4和1端的直流電位差為零，確保輸出為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。如果4和1端直流電位差不為零，則有載波分量輸出，相當(dāng)于是普通調(diào)幅波。,接于正電源電路的電阻R1和R2用來分壓，以便提供乘法器內(nèi)部V1V4管的基極偏壓,負(fù)電源通過圖示電阻的分壓供給提供乘法器內(nèi)部V5、V6管的基極偏壓,第三節(jié) 高電平調(diào)幅電路,特點(diǎn)：輸出功率大，可提高整機(jī)效率。 一般以調(diào)諧功率放大器為基礎(chǔ)。 即：輸出

24、電壓幅度受調(diào)制信號控制的調(diào)諧功率放大器調(diào)諧功放的調(diào)制特性,分為：集電極調(diào)幅 基極調(diào)幅,100,第三節(jié)高電平調(diào)幅電路,一 、集電極調(diào)幅電路,(一)電路,比較右邊兩圖可知：集電極調(diào)幅電路是在丙類高頻功率放大電路中增加調(diào)制信號而成。,分析時(shí),將此電路看成高頻功率放大電路，則有:,電路的特點(diǎn)是: 1、低頻調(diào)制信號加到集電極回路，B1、B2為高頻變壓器；B3為低頻變壓器。低頻調(diào)制信號u(t)與丙類放大器的直流電源相串聯(lián)，因此放大器的有效集電極電源電壓Vcc(t)等于兩個(gè)電壓之和，它隨調(diào)制信號變化而變化。圖中的電容Cb、C是高頻旁路電容，C的作用是避免高頻電流通過調(diào)制變壓器B3的次級線圈以及直流電源，因此

25、它對高頻相當(dāng)于短路，而對調(diào)制信號頻率應(yīng)相當(dāng)于開路,2、對于丙類高頻功率故大器，當(dāng)基極偏置Vbb、高頻激勵信號電壓振幅Ubm和集電極回路阻抗Rp不變，只改變集電極有效電源電壓時(shí)，集電極電流脈沖在欠壓區(qū)可認(rèn)為不變。而在過壓區(qū)，集電極電流脈沖幅度將隨集電極有效電源電壓的變化而變。因此，集電極調(diào)幅必須工作于過壓區(qū)。,(二)調(diào)幅原理,在丙類高頻功放電路中，集電極電流為ic脈沖，其基波分量Ic1m隨集電極電源電壓VCC的變化規(guī)律如圖3-13。可見Ic1m與VCC成線性關(guān)系。,可見u(t) 為普通調(diào)幅波的表達(dá)式,此電路可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅.,例3：,集電極調(diào)幅電路如圖5-15，已知載波信號ub(t)和調(diào)制

26、信號的 波形如下圖所示，畫出輸出電壓u(t)和iC的波形。,加上調(diào)制信號后,此電路為集電極調(diào)幅電路,在過壓工作狀態(tài)下，iC仍為周期性凹頂脈沖,但幅度要隨調(diào)制信號變化，見下圖:,(2)畫iC的波形：,此時(shí)圖5-15為高頻功率放大器,集電極直流電源為VcT,輸出電壓u(t) = Avuc (t) ,集電極電流ic為脈沖，其直流分量為IC0T、基波分量為IC1T,此時(shí)圖5-15為高電平集電極調(diào)幅電路。,集電極有效電源為：,輸出電壓u(t) 為調(diào)幅波：,集電極電流ic為脈沖，其直流分量和基波分量為：,(三)功率和效率：,調(diào)制最大狀態(tài),有效電源輸入功率,高頻輸出功率,集電極損耗功率,集電極效率,結(jié)論：

27、在調(diào)制信號波峰處，所有功率都是載波狀態(tài)的 倍，而集電極效率不變。,(1)直流有效電源 的平均總輸入功率:,此功率分為兩部分，一為VCT提供的功率：,一為 提供的功率：,調(diào)制一周的平均功率,(2)平均輸出功率為：,因?yàn)檩敵鲂盘杣(t)為普通調(diào)幅波，故輸出功率包括載波功率和邊頻功率兩部分。載波功率為：,邊頻功率為：,載波功率由直流電源VCT提供，邊頻功率由 提供,(4)集電極平均損耗功率：,(3)集電極平均效率：,可見集電極調(diào)幅電路在調(diào)制過程中效率不變。,載波輸出功率是由直流電源 提供，而邊頻輸出功率是由調(diào)制信號源 提供。,總輸入功率分別由直流電源 和調(diào)制信號源 提供。因而調(diào)制信號源應(yīng)是功率源。,

28、在調(diào)制一周內(nèi)的平均功率都是載波狀態(tài)對應(yīng)功率的 倍,調(diào)制過程中效率不變，可保持在高效率下工作。,集電極平均損耗功率是載波狀態(tài)損耗功率的 倍，選管子時(shí)，應(yīng)采用管子的允許損耗功率 。,總結(jié)集電極調(diào)幅的特點(diǎn)：,必須工作于過壓區(qū)。,集電極調(diào)幅只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波。 優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)幅線性比基極調(diào)幅好。此外，由于集電極調(diào)幅 始終工作在臨界和弱過壓區(qū)，故效率比較高。 缺點(diǎn)是: 調(diào)制信號接在集電極回路中供給的功率比較大。 由于調(diào)制信號源需要提供輸入功率，故調(diào)制信號源一定要是功率源，大功率集電極調(diào)幅就需要大功率的調(diào)制信號源。,集電極調(diào)幅電路如圖，集電極直流電源VcT =24V，集電極電流直流分量Ic0 =20mA ，調(diào)

29、制變壓器次級的調(diào)制音頻電壓為 ，集電極平均效率為 ，回路載波輸出電壓 ，試求：,例4：,(1)調(diào)幅指數(shù)ma (2)輸出調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式 (3)直流電源VcT提供的直流平均輸入功率 (4)調(diào)制信號源 提供的平均輸入功率 (5)有效電源 提供的總平均輸入功率 (6)載波輸出功率、邊頻輸出功率和總平均輸出功率,解：,(1) 集電極調(diào)幅的調(diào)幅度ma,(2)由于調(diào)制信號為 ，載波為 ，則輸出普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,(3)直流電源VcT提供的直流平均輸入功率：,(4)調(diào)制信號源 提供的平均輸入功率,(5)有效電源 提供的總平均輸入功率,(6)載波輸出功率：,邊頻輸出功率,總平均輸出功率,116,二 、基極調(diào)幅電路,(一)電路,比較右兩圖可知：基極調(diào)幅電路是在丙類高頻功率放大電路中增加調(diào)制信號而成。,分析時(shí),將此電路看成高頻功率放大電路:,基極調(diào)幅電路的特點(diǎn)是調(diào)制信號加在基極回路。圖中C1、C3為高頻旁路電容；C2為低頻旁路電容；B1為高頻變壓器；B2為低頻變壓器；LC回路為帶通濾波器。應(yīng)保證回路調(diào)諧于C，通帶為2。 基極調(diào)幅的原理是利用丙類功率放大器在電源電壓Vcc、輸入信號振幅Ubm、諧振電