高頻集電極調(diào)幅電路01

1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì) 目 錄前言11集電極調(diào)幅的工作原理2 1.1 集電極調(diào)幅的工作原理21.2 集電極電流脈沖的變化情況31.3集電極調(diào)幅波形圖31.4集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性42集電極振幅調(diào)制器電路設(shè)計(jì)63集電極振幅調(diào)制器電路的仿真74 總結(jié)12 前言集電極調(diào)幅是利用低頻調(diào)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(diào)制電壓的規(guī)律變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。實(shí)際上，它是一個(gè)集電極電源受調(diào)制信號控制的諧振功率放大器，屬高電平調(diào)幅。調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。要完成無線電通信，首先必須產(chǎn)生高頻率的載波電流，然后設(shè)法將電報(bào)、電話等信號“加到”載波上去。將聲音電流加在高頻

2、電流上，這個(gè)過程稱為調(diào)制。一個(gè)載波電流有三個(gè)參數(shù)可以改變，即振幅、頻率和相位，本次設(shè)計(jì)要求采用調(diào)幅方式。集電極調(diào)幅，就是用調(diào)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(shí)現(xiàn)調(diào)幅。集電極調(diào)幅的特點(diǎn)要求調(diào)制電壓提供較大的驅(qū)動(dòng)功率，m較大時(shí)，調(diào)幅波非線性失真。通過非線性器件實(shí)現(xiàn)頻率變換，產(chǎn)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(yīng)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(diào)幅器可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅。大功率廣播或通信發(fā)射機(jī)多采用高電平調(diào)幅器。這種調(diào)幅器輸出功率大，效率高。載波電話機(jī)和各種電子儀

3、器多采用低電平調(diào)幅器。它們對輸出功率和效率要求不高，可以選用調(diào)幅特性較好的電路。本課設(shè)其理論意義十分廣泛且重要，涉及方面廣，而且對電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、通信電子線路中的一些基礎(chǔ)知識要求較高，對以往學(xué)過的知識是一次全面的復(fù)習(xí)。同時(shí)也將理論知識應(yīng)用到設(shè)計(jì)與實(shí)踐中。 1集電極調(diào)幅的工作原理1.1 集電極調(diào)幅的工作原理集電極調(diào)幅是利用低頻調(diào)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(diào)制電壓的規(guī)律變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。實(shí)際上，它是一個(gè)集電極電源受調(diào)制信號控制的諧振功率放大器，屬高電平調(diào)幅。調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。要完成無線電通信，首先必須產(chǎn)生高頻率的載波電流，然后

4、設(shè)法將電報(bào)、電話等信號“加到”載波上去。將聲音電流加在高頻電流上，這個(gè)過程稱為調(diào)制。一個(gè)載波電流有三個(gè)參數(shù)可以改變，即振幅、頻率和相位。本次設(shè)計(jì)要求采用調(diào)幅方式。它的基本原理是，將要傳送的調(diào)制信號（這里我們以話音信號為例）從低頻率搬移到高頻，使它能通過電離層反射進(jìn)行傳輸，在遠(yuǎn)距離接收端我們用適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)裝置再把原信號不失真的恢復(fù)出來，就達(dá)到了傳輸話音低頻信號的目的。即載波的頻率和相角不變，載波的振幅按照信號的變化規(guī)律而變化，高頻振幅變化所形成的包絡(luò)信號就是原信號的波形。通過載波傳輸聲音信號，一是高頻產(chǎn)生電磁波的要求，二則增添了許多頻率段可供人們選擇使用，便于濾波。集電極調(diào)幅的基本原理電路如圖11

5、所示：圖1-1 集電極調(diào)幅原理電路  為高頻載波電壓， 為調(diào)制信號電壓 ，作為等效集電極電源電壓。 要求放大器在變化范圍內(nèi)應(yīng)工作在過壓區(qū)，以使按規(guī)律變化，使集電極輸出回路上產(chǎn)生振幅按調(diào)制信號變化的振幅調(diào)制電壓。 效率高，功率大，但需大調(diào)制信號功率。1.2 集電極電流脈沖的變化情況調(diào)制信號電壓加在集電極電路中，與集電極直流電壓串聯(lián)，因此，集電極有效電源電壓公式中，為集電極固定電源電壓； 為調(diào)幅指數(shù)。由式可見，集電極的有效電源電壓隨調(diào)制信號壓變化而變化。由圖1-2所示，圖1-2 同集電極電壓相對應(yīng)的集電極電流脈沖的變化情形圖中，由于與不變，故為常數(shù)，又不變，因此動(dòng)態(tài)特性曲線的斜

6、率也不變。若電源電壓無變化，則動(dòng)態(tài)線的值不同，沿其平行移動(dòng)。由圖可以看出，在欠壓區(qū)內(nèi)，當(dāng)由變至（臨界）時(shí)，集電極電流脈沖的振幅與通角變化很小，因此分解出的、的變化也很小，因而回路上的輸出電壓的變化也很小。這就是說在欠壓區(qū)內(nèi)不能產(chǎn)生有效的調(diào)幅作用。1.3集電極調(diào)幅波形圖當(dāng)動(dòng)態(tài)特性曲線進(jìn)入過壓區(qū)后等于、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，分解出的隨集電極電壓的變化而變化，集電極回路兩端的高頻電壓也隨而變化。輸出高頻電壓的振幅,不變，隨而變化，而是受控制的，回路兩端輸出的高頻電壓也隨變化，因而實(shí)現(xiàn)了集電極調(diào)幅。其波形如圖1-3所示。 圖1-3 集電極調(diào)幅波

7、形圖1.4集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性當(dāng)沒有加入低頻調(diào)制電壓（即）時(shí)，逐步改變集電極直流電壓的大小，同樣可使電流脈沖發(fā)生變化，分解出的或也會(huì)發(fā)生變化。我們稱集電極高頻電流隨變化的關(guān)系線為靜態(tài)調(diào)制特性曲線。根據(jù)分析結(jié)果可作出靜態(tài)調(diào)制特性曲線如圖1-4所示。 圖1-4 集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性靜態(tài)調(diào)制特性曲線不能完全反映實(shí)際的調(diào)制過程，因?yàn)闆]有加入調(diào)制信號，輸出電壓中沒有邊頻存在，只有載波頻率，不是調(diào)幅波。通常調(diào)制信號角頻率要比載波角頻率低得多，因此對載波來說，調(diào)制信號的變化是很緩慢的，可以認(rèn)為在載波電壓交變的一周內(nèi)，調(diào)制信號電壓基本上不變。這樣，靜態(tài)調(diào)制特性曲線仍然能正確反映調(diào)制過程。我們可以利用它

8、來確定已調(diào)波包絡(luò)的非線性失真的大小。由圖1-4可知，為了減小非線性失真，當(dāng)加上調(diào)制信號電壓時(shí)，保證整個(gè)調(diào)制過程都工作在過壓狀態(tài)，所以工作Q應(yīng)選在調(diào)制特性曲線直線段的中央，即處，為臨界工作狀態(tài)時(shí)的集電極直流電壓。否則，工作點(diǎn)Q偏高或偏低，都會(huì)使已調(diào)波的包絡(luò)產(chǎn)生失真。在本實(shí)驗(yàn)中會(huì)得到證實(shí)。 3集電極振幅調(diào)制器電路的仿真集電極振幅調(diào)制電路 過壓、欠壓狀態(tài)波形圖過壓當(dāng)Vcc=12V時(shí)，回路處于欠壓狀態(tài)輸入載波波形輸入調(diào)制信號波形欠壓狀態(tài)時(shí)輸出調(diào)幅波形過壓 當(dāng)Vcc=1V時(shí)，回路處于過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)時(shí)輸出調(diào)幅波形MA的計(jì)算載波幅度Ucm=730mV，輸出調(diào)幅波幅度（1+ma）Ucm=1.03V 即ma=

9、0.41包絡(luò)檢波器電路設(shè)計(jì)包絡(luò)檢波器電路檢波波形圖惰性失真 增大R1到10千歐 C1到10mF負(fù)峰切割失真減小R2到500歐檢波效率的計(jì)算us=370mV uo=276.02mV 因此,檢波效率 = uo/us=74.6% 4 總結(jié)真知來自于實(shí)踐，每一件事情都需要親自去做，才能從中真正體驗(yàn)到完整地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈鐾暌患率嵌嗝吹牟蝗菀?，這其中的好多事情都在預(yù)料之外，所謂看花容易繡花難就是這個(gè)道理吧。 剛剛開始著手做的時(shí)候，有點(diǎn)找不著頭緒，不知道如何開始，百度了好多相關(guān)文件，瀏覽下載了很多，但總歸不是自己的東西，自己的思路，只能越看越亂，最終回歸到課本，仔細(xì)翻閱課本的基礎(chǔ)知識，手繪了一份電路圖，和宿舍的人共同商量，討論，修改，并在軟件上運(yùn)行，好多次都失敗了，示波器顯示的都是一些雜亂波形，最糟糕的是有時(shí)因馬虎忘了元件接地而運(yùn)行不了，總之，其中犯了好多幼稚可笑的錯(cuò)誤，但當(dāng)調(diào)制信號波形呈現(xiàn)出來時(shí)，那種發(fā)自內(nèi)心的喜悅真的是用語言無法比擬的，似乎只有笑聲才能詮釋。通過這次的課設(shè)，我漸漸開始了解自己的專業(yè)，也漸漸喜歡上它，也從這次課設(shè)中明白自己有太多的不足，無論是從專業(yè)知識還是從電腦操作都是有太多欠缺。我的課設(shè)題目是集電極調(diào)幅，按照最基本的電路連接，基本實(shí)現(xiàn)了集電極的調(diào)幅功能，由集電極工作在過壓區(qū)實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅，在發(fā)射極采用偏置