集電極調(diào)幅電路設(shè)計(jì)

1、沈航北方科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱通信電子線路課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 任建元專業(yè) 電子信息工程班級(jí)B941202學(xué)號(hào)B指導(dǎo)教師 高磊成績(jī)2012年1月摘要高頻電路是通信系統(tǒng)，特別是無(wú)線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是無(wú)線通信設(shè)備的重要 組成部分，其研究對(duì)象是通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備的高頻“功能”電路 功能的基本組成和原理?！案哳l”是指討論的功能電路的工作頻率范圍在幾百千 赫茲至幾百兆赫茲的髙頻頻段，電路可以用LCR分立元件和有源器件組成，有源 器件的級(jí)間電容不能忽略，研制電路時(shí)必須考慮分布電容對(duì)電路的影響。'功能” 是指基本電路能夠完成的信號(hào)傳輸和信號(hào)變換處理的具體工作任務(wù)。對(duì)于同一功 能電路，

2、可以用不同的器件和不同的電路形式構(gòu)成，但功能電路的功能和輸入信 號(hào)，輸出信號(hào)的頻譜關(guān)系是不會(huì)改變的。高頻電子線路是在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐 中發(fā)展起來(lái)的，也只有通過(guò)實(shí)踐才能得到深入的了解，本次課程設(shè)計(jì)正好提供一 個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)踐中積累豐富的經(jīng)驗(yàn)關(guān)鍵詞：髙頻電路;1、方案論證與選擇42、電路工作原理53、電路調(diào)試與排故84、結(jié)論10參考文獻(xiàn)11元器件參數(shù)111、方案論證與選擇1. 1調(diào)幅器使受調(diào)波的幅度隨調(diào)制信號(hào)而變化的電路稱為調(diào)幅器。調(diào)幅器輸出信 號(hào)幅度與調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)值的關(guān)系曲線叫做調(diào)幅特性。理想的調(diào)幅特性應(yīng)是直 線，否則便會(huì)產(chǎn)生失真。調(diào)幅器主要由非線性器件和選擇性電路構(gòu)成。非

3、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(lái)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(chǎng)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。按照電平的髙 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 儀器多采用低電平調(diào)幅器。它們對(duì)輸出功率和效率要求不髙，可以選用調(diào)幅 特性較好的電路。集電極調(diào)幅所謂的集電極調(diào)幅，就是用調(diào)幅信號(hào)來(lái)改變髙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):（1）因過(guò)壓工作，rj高（與刃無(wú)關(guān)）用于大功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)

4、。（2）要求“提供較大的驅(qū)動(dòng)功率。（3）加較大時(shí)，調(diào)幅波非線性失真集電極調(diào)幅的要求及技術(shù)指標(biāo)要求：1.用EWB仿真，能夠觀察輸入輸出波形。2. 針對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析，并計(jì)算輸出功率。3. 三極管工作在丙類狀態(tài)4. 采用單調(diào)諧做為負(fù)載5. 采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號(hào)頻率15000HZ,電壓500mV左右輸入直流電源電壓12V采用單調(diào)諧做為負(fù)載采用三極管作為放大器2、電路工作原理集電極調(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(guò)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(hào)控制的諧振功

5、率放大器，屬高電平調(diào)幅。 調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。集電極調(diào)幅的基本原理電路如圖2-1所示：B3調(diào)幅波輸出調(diào)制信號(hào)圖2-1集電極調(diào)幅原理電路圖中，設(shè)基極激勵(lì)信號(hào)電壓(即載波電壓)為：則加在基射極間的瞬時(shí)電壓為切=-匕£ + %cosq/集電極電流脈沖的變化情形調(diào)制信號(hào)電壓u加在集電極電路中，與集電極直流電壓Vg串聯(lián)，因此, 集電極有效電源電壓為匕.=Vcc + t>n = Vcc + Vn cos<y(/ = %(1 + ma cosQr)式 中，Vg為集電極固定電源電壓；mn=Vn/Vcc為調(diào)幅指數(shù)。(由式可見(jiàn)，集電極的有效電源電壓VC隨調(diào)制信號(hào)壓變化而變化。由圖22所示

6、,ls圖2-2同集電極電壓相對(duì)應(yīng)的集電極電流脈沖的變化情形圖中，由于-Vbh與Ub不變，故心m狄為常數(shù)，又乩不變，因此動(dòng)態(tài)特性曲線 的斜率也不變。若電源電壓變化，則動(dòng)態(tài)線隨Vcc值的不同，沿叭平行移動(dòng)。由圖可以看出，在欠壓區(qū)內(nèi)，當(dāng)V。由V®變至Vg （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I®的變化也很小，因而回路上 的輸出電壓叭的變化也很小。這就是說(shuō)在欠壓區(qū)內(nèi)不能產(chǎn)生有效的調(diào)幅作 用。集電極調(diào)幅波形圖當(dāng)動(dòng)態(tài)特性曲線進(jìn)入過(guò)壓區(qū)后，V"等于Vg、Vg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&

7、#174;隨集電極電壓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=IcmlR” Rp不變，I®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U。變化，因而實(shí)現(xiàn)了集電極 調(diào)幅。其波形如圖2-3所示。圖2-3集電極調(diào)幅波形圖集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性當(dāng)沒(méi)有加入低頻調(diào)制電壓u。（即u產(chǎn)0）時(shí)，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，分解出的咯或I®也會(huì)發(fā)生變 化。我們稱集電極高頻電流Im （或Ira）隨VCC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24所示。圖2-4

8、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(guò)程，因?yàn)闆](méi)有加入調(diào)制信 號(hào)，輸出電壓中沒(méi)有邊頻存在，只有載波頻率，不是調(diào)幅波。通常調(diào)制信號(hào) 角頻率Q要比載波角頻率3。低得多，因此對(duì)載波來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)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(hào)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(guò)程。我們可以利用它來(lái)確定 已調(diào)波包絡(luò)的非線性失真的大小。由圖2-4可知，為了減小非線性失真， 當(dāng)加上調(diào)制信號(hào)電壓時(shí)，保證整個(gè)調(diào)制過(guò)程都工作在過(guò)壓狀態(tài)，所以工作點(diǎn) Q應(yīng)選在調(diào)制特性曲線直線段的中央，即VCcq=1/2Vcco處，Vg為臨界工作狀態(tài) 時(shí)的集電極直流電壓。

9、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、電路調(diào)試與排故整體電路測(cè)試單元電路測(cè)試輸入載波信號(hào)波形5M Hz OscilloscopeX匕Li：上TZ.T1I i 4 GAZ輸入調(diào)制信號(hào)波形IK Hz< |mId輸出波形2V4、結(jié)論我感覺(jué)這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了不少知識(shí)，把自己所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn) 用了實(shí)際的課程設(shè)計(jì)中，感覺(jué)收獲很多。雖然有些地方不是很懂，也不能很 好的運(yùn)用，但通過(guò)去圖書(shū)館查資料和經(jīng)過(guò)同學(xué)的幫助，終于把完成了。也對(duì) 相關(guān)集電極這方面的了解加深了。參考文獻(xiàn)1于洪珍.通信電子電路清華大學(xué)嗎出版社，2002, 7主要元器件參數(shù)豹對(duì)照?qǐng)?bào)告(從文件:id耳翌參考標(biāo)識(shí)描述系列封裝頁(yè)面10GROUNDPOWER.SOURCES2V2AC_POWERPOWER_SOURCES113VIAC.POWERPOWER.SOURCES114R12kQRESISTOR115R22kQ