高電平調(diào)幅電路(與“調(diào)幅”有關(guān)的共18張)課件

1、高電平調(diào)幅電路(與“調(diào)幅”有關(guān)的共18張)課件高電平調(diào)幅電路(與“調(diào)幅”有關(guān)的共18張)課件對于丙類高頻功率放大器，當基極偏置Vbb，激勵高頻信號電壓振幅Ubm和集電極有效回路阻抗Rp不變，只改變集電極有效電源電壓時，集電極電流脈沖在欠壓區(qū)可認為不變。而在過壓區(qū)，集電極電流脈沖幅度將隨集電極電源電壓VCC變化。因此集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。集電極調(diào)幅是高電平調(diào)幅，它只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波。要求電路輸出功率高效率高。 設基極激勵信號電壓為 則基極瞬時電壓為 第二頁，共18頁。對于丙類高頻功率放大器，當基極偏置Vbb，激勵高頻信號電壓振又設集電極調(diào)制信號電壓為 則集電極有效電源電壓為 上式中，調(diào)幅指

2、數(shù) 。 由此可見，要想得到100%的調(diào)幅，調(diào)制信號電壓的峰值應等于直流電壓vcT。第三頁，共18頁。第三頁，共18頁。2. 集電極調(diào)幅電路的電流與功率在線性調(diào)幅時，由集電極有效電源VCC 所提供的集電極電流的直流分量IC0 和集電極電流的基波分量IC1m 與 VCC成正比，如圖9-18所示。 圖 9-18 理想化靜態(tài)調(diào)幅特性第四頁，共18頁。2. 集電極調(diào)幅電路的電流與功率第四頁，共18頁。當 時，則 （9-34） （9-35）在載波狀態(tài)時， 。此時其對應的功率和效率為： 直流電源vcT 輸入功率 載波輸出功率 集電極損耗功率 集電極效率 第五頁，共18頁。當 因此集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。

3、圖9-17 集電極調(diào)幅電路因此集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。通常輸入電容與高頻諧振回路構(gòu)成諧振，所以可只考慮輸入電阻Rid的影響。集電極平均損耗功率等于載波點的損耗功率的在調(diào)制過程中，效率不變，這樣可保證集電極調(diào)幅電路處于高效率下工作。(可自行推導與驗證)（9-46）因為檢波器是非線性電路，Rid的定義與線性放大器是不相同的。總輸入功率分別由vcT和u(t) 所供給， vcT供給用以產(chǎn)生載波功率的直流功率P=T ， u(t)則供給用以產(chǎn)生邊帶功率的平均輸入功率P 。（9-43）圖9-17 集電極調(diào)幅電路（一）電壓傳輸系數(shù) Kd其對應的功率和效率為：其對應的功率和效率為：圖9-21 振幅檢波器組成

4、方框圖當處于調(diào)幅波峰（最大點）時，電流和電壓都達到最大值： 則對應的各項功率和效率為： 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 （常數(shù)）以上各式說明，在調(diào)制波峰處所有的功率都是載波狀態(tài)相應功率的 倍，集電極效率不變。 第六頁，共18頁。因此集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。當處于調(diào)幅波峰（最大點）時，在調(diào)制信號（音頻）一周內(nèi)的電流的平均值 (9-36)由此得出一個結(jié)論：在線形調(diào)幅時，集電極被調(diào)丙類放大器的平均直流電流不變。由集電極有效電源電壓VCC 供給被調(diào)放大器的總平均功率為 (9-37)式中，由集電極直流電源vcT 所供給的平均功率則為 (9-38)由調(diào)制信號源u(t) 所供給

5、的平均功率為 (9-39)第七頁，共18頁。在調(diào)制信號（音頻）一周內(nèi)的電流的平均值第七頁，共18頁。在調(diào)制一周內(nèi)平均輸出功率為 (9-40)在調(diào)制信號一周內(nèi)平均集電極損耗功率為 (9-41)在調(diào)制信號一周內(nèi)平均集電極效率為 (9-42) 綜上所述，可得出如下幾點結(jié)論：1.調(diào)制信號一周內(nèi)平均功率都是載波狀態(tài)對應功率的 倍。2.總輸入功率分別由vcT和u(t) 所供給， vcT供給用以產(chǎn)生載波功率的直流功率P=T ， u(t)則供給用以產(chǎn)生邊帶功率的平均輸入功率P 。第八頁，共18頁。在調(diào)制一周內(nèi)平均輸出功率為第八頁，共18頁。3.集電極平均損耗功率等于載波點的損耗功率的 倍。應根據(jù)這一平均損耗功

6、率來選擇晶體管，以使 。4.在調(diào)制過程中，效率不變，這樣可保證集電極調(diào)幅電路處于高效率下工作。5.因為調(diào)制信號源 u(t)需要提供輸入功率，故調(diào)制信號源u(t) 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，這是集電極調(diào)幅的主要缺點。第九頁，共18頁。第九頁，共18頁。9.3.2 基極調(diào)幅1.基極調(diào)幅電路圖9-19是基極調(diào)幅電路。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；LC回路諧振于載波頻率c，通頻帶為2Fmax 。圖 9-19 基極調(diào)幅電路第十頁，共18頁。9.3.2 基極調(diào)幅第十頁，共18頁?；鶚O調(diào)幅電路的基本原理是利用丙類功率放大器在電源電壓Vcc

7、，輸入信號振幅Ubm，諧振電阻Rp不變的條件下，在欠壓區(qū)改變Vbe，其輸出電流隨Vbe變化這一特點來實現(xiàn)調(diào)幅的。2. 基極調(diào)幅電路的電流與功率 (可自行推導與驗證)基極調(diào)幅電路的特點是：1必須工作在欠壓狀態(tài)下；2載波功率和邊頻功率都由直流電源Vcc提供；3調(diào)制過程中效率是變化的；4 ，即集電極平均損耗功率 小于載波狀態(tài)下的集電極損耗功率。第十一頁，共18頁?；鶚O調(diào)幅電路的基本原理是利用丙類功率放大器在電源電壓Vcc，9.4 調(diào)幅信號的解調(diào) 調(diào)幅信號的解調(diào)是從已調(diào)振幅調(diào)制信號中取出調(diào)制信號。通常將這種解調(diào)稱為檢波。完成這種解調(diào)作用的電路稱為振幅檢波器，簡稱檢波器。9.4.1 檢波電路的功能檢波電

8、路的功能是從調(diào)制信號中不失真地恢復出原調(diào)制信號。當輸入信號為高頻等幅波時，檢波器輸出為直流電壓，如圖9-20（a）所示。當輸入信號是正弦調(diào)制的調(diào)幅信號時，檢波器輸出電壓為正弦波，如圖9-20（b）所示，當輸入信號為脈沖調(diào)制調(diào)幅信號的時，檢波器輸出電壓為脈沖波，如圖9-20（c）所示。第十二頁，共18頁。9.4 調(diào)幅信號的解調(diào) 第十二頁，共18頁。圖9-20 檢波器輸入輸出波形從信號的頻譜來看，檢波電路的功能是將已調(diào)波的邊頻或邊帶信號頻譜般移到原調(diào)制信號的頻譜處。如圖9-20 (b)，輸入信號頻譜為c， c ，而通過檢波電路后輸出信號的頻率為。這樣的頻譜搬移過程正好與振幅調(diào)制的頻譜搬移過程相反。

9、第十三頁，共18頁。第十三頁，共18頁。9.4.2 檢波電路的分類根據(jù)輸入調(diào)制信號的不同特點，檢波電路可分為兩大類：包絡檢波和同步檢波。包絡檢波是指檢波器的輸出電壓直接反映輸入高頻調(diào)幅波包絡變化規(guī)律的一種檢波方式。根據(jù)調(diào)幅波的波形特點，顯然只適合于普通調(diào)幅波的解調(diào)。同步檢波主要應用于雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的檢波。因為雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的頻譜中缺少一個載波頻率分量，不能用包絡檢波器解調(diào)，必須用在檢波器輸入端加一個本地載波信號的同步檢波器實現(xiàn)解調(diào)。第十四頁，共18頁。9.4.2 檢波電路的分類第十四頁，共18頁。9.4.3 檢波電路的組成圖9-21 振幅檢波器組成方框圖調(diào)幅信號的頻譜由

10、載頻和邊頻分量組成，并不包含調(diào)制信號本身的頻率分量，但它包含有調(diào)制信號的信息。為了解調(diào)出原調(diào)制頻率，檢波器必須包含有非線性器件，以便調(diào)幅信號通過它產(chǎn)生新的頻率分量，其中包含有所需的 分量，然后由低通濾波器濾除不需要的高頻分量，取出所需的調(diào)制信號。所以檢波電路的組成如圖9-21所示，應由三部分組成，即高頻輸入回路，非線性器件和低通濾波器。第十五頁，共18頁。9.4.3 檢波電路的組成第十五頁，共18頁。9.4.4 檢波電路的主要技術(shù)指標（一）電壓傳輸系數(shù) Kd檢波電路的電壓傳輸系數(shù)是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。當輸入為高頻等幅波，即 時， Kd定義為輸出直流電壓與輸入高頻電壓振幅

11、Uim 的比值，即 （9-43）當輸入為高頻非等幅波，即 時， Kd定義為輸出的分量振幅Um與輸入高頻調(diào)幅波包絡變化的振幅maUim的比值，即 （9-44）第十六頁，共18頁。9.4.4 檢波電路的主要技術(shù)指標第十六頁，共18頁。（二）等效輸入電阻Rid檢波器往往與前級高頻放大器的輸出端連接，檢波器的等效輸入電阻將作為放大器的負載影響放大器的電壓增益和通頻帶。實際上，檢波器的輸入阻抗是復數(shù)，可看成由電阻和電容并聯(lián)組成。通常輸入電容與高頻諧振回路構(gòu)成諧振，所以可只考慮輸入電阻Rid的影響。因為檢波器是非線性電路，Rid的定義與線性放大器是不相同的。 Rid的定義為輸入等幅高頻電壓的振幅Uim與輸入高頻電流脈沖的基波分量振幅的比值，即 （9-45）希望Rid盡可能大些，以減少對前級回路的影響。第十七頁，共18頁。（二）等效輸入電阻Rid第十七頁，共18頁。（三）非線性失真系數(shù)Kf 非線性失真的大小，一般用非線