高频集电极调幅电路01

1、高频电子线路课程设计 目 录前言11集电极调幅的工作原理2 1.1 集电极调幅的工作原理21.2 集电极电流脉冲的变化情况31.3集电极调幅波形图31.4集电极调幅的静态调制特性42集电极振幅调制器电路设计63集电极振幅调制器电路的仿真74 总结12 前言集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。调幅管处于丙类工作状态。要完成无线电通信，首先必须产生高频率的载波电流，然后设法将电报、电话等信号“加到”载波上去。将声音电流加在高频

2、电流上，这个过程称为调制。一个载波电流有三个参数可以改变，即振幅、频率和相位，本次设计要求采用调幅方式。集电极调幅，就是用调幅信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。集电极调幅的特点要求调制电压提供较大的驱动功率，m较大时，调幅波非线性失真。通过非线性器件实现频率变换，产生边带和谐波分量；选择性电路用来选出所需的频率分量并滤掉其他成分，如高次谐波等。常用的非线性器件有晶体二极管、场效应晶体管等。选择性电路大多用谐振回路或带通滤波器。按照电平的高低，调幅器可分为高电平调幅和低电平调幅。大功率广播或通信发射机多采用高电平调幅器。这种调幅器输出功率大，效率高。载波电话机和各种电子仪

3、器多采用低电平调幅器。它们对输出功率和效率要求不高，可以选用调幅特性较好的电路。本课设其理论意义十分广泛且重要，涉及方面广，而且对电路基础、模拟电子线路、通信电子线路中的一些基础知识要求较高，对以往学过的知识是一次全面的复习。同时也将理论知识应用到设计与实践中。 1集电极调幅的工作原理1.1 集电极调幅的工作原理集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。调幅管处于丙类工作状态。要完成无线电通信，首先必须产生高频率的载波电流，然后

4、设法将电报、电话等信号“加到”载波上去。将声音电流加在高频电流上，这个过程称为调制。一个载波电流有三个参数可以改变，即振幅、频率和相位。本次设计要求采用调幅方式。它的基本原理是，将要传送的调制信号（这里我们以话音信号为例）从低频率搬移到高频，使它能通过电离层反射进行传输，在远距离接收端我们用适当的解调装置再把原信号不失真的恢复出来，就达到了传输话音低频信号的目的。即载波的频率和相角不变，载波的振幅按照信号的变化规律而变化，高频振幅变化所形成的包络信号就是原信号的波形。通过载波传输声音信号，一是高频产生电磁波的要求，二则增添了许多频率段可供人们选择使用，便于滤波。集电极调幅的基本原理电路如图11

5、所示：图1-1 集电极调幅原理电路  为高频载波电压， 为调制信号电压 ，作为等效集电极电源电压。 要求放大器在变化范围内应工作在过压区，以使按规律变化，使集电极输出回路上产生振幅按调制信号变化的振幅调制电压。 效率高，功率大，但需大调制信号功率。1.2 集电极电流脉冲的变化情况调制信号电压加在集电极电路中，与集电极直流电压串联，因此，集电极有效电源电压公式中，为集电极固定电源电压； 为调幅指数。由式可见，集电极的有效电源电压随调制信号压变化而变化。由图1-2所示，图1-2 同集电极电压相对应的集电极电流脉冲的变化情形图中，由于与不变，故为常数，又不变，因此动态特性曲线的斜

6、率也不变。若电源电压无变化，则动态线的值不同，沿其平行移动。由图可以看出，在欠压区内，当由变至（临界）时，集电极电流脉冲的振幅与通角变化很小，因此分解出的、的变化也很小，因而回路上的输出电压的变化也很小。这就是说在欠压区内不能产生有效的调幅作用。1.3集电极调幅波形图当动态特性曲线进入过压区后等于、等，集电极电流脉冲的振幅下降，出现凹陷，甚至可能使脉冲分裂为两半。在这种情况下，分解出的随集电极电压的变化而变化，集电极回路两端的高频电压也随而变化。输出高频电压的振幅,不变，随而变化，而是受控制的，回路两端输出的高频电压也随变化，因而实现了集电极调幅。其波形如图1-3所示。 图1-3 集电极调幅波

7、形图1.4集电极调幅的静态调制特性当没有加入低频调制电压（即）时，逐步改变集电极直流电压的大小，同样可使电流脉冲发生变化，分解出的或也会发生变化。我们称集电极高频电流随变化的关系线为静态调制特性曲线。根据分析结果可作出静态调制特性曲线如图1-4所示。 图1-4 集电极调幅的静态调制特性静态调制特性曲线不能完全反映实际的调制过程，因为没有加入调制信号，输出电压中没有边频存在，只有载波频率，不是调幅波。通常调制信号角频率要比载波角频率低得多，因此对载波来说，调制信号的变化是很缓慢的，可以认为在载波电压交变的一周内，调制信号电压基本上不变。这样，静态调制特性曲线仍然能正确反映调制过程。我们可以利用它

8、来确定已调波包络的非线性失真的大小。由图1-4可知，为了减小非线性失真，当加上调制信号电压时，保证整个调制过程都工作在过压状态，所以工作Q应选在调制特性曲线直线段的中央，即处，为临界工作状态时的集电极直流电压。否则，工作点Q偏高或偏低，都会使已调波的包络产生失真。在本实验中会得到证实。 3集电极振幅调制器电路的仿真集电极振幅调制电路 过压、欠压状态波形图过压当Vcc=12V时，回路处于欠压状态输入载波波形输入调制信号波形欠压状态时输出调幅波形过压 当Vcc=1V时，回路处于过压状态过压状态时输出调幅波形MA的计算载波幅度Ucm=730mV，输出调幅波幅度（1+ma）Ucm=1.03V 即ma=

9、0.41包络检波器电路设计包络检波器电路检波波形图惰性失真 增大R1到10千欧 C1到10mF负峰切割失真减小R2到500欧检波效率的计算us=370mV uo=276.02mV 因此,检波效率 = uo/us=74.6% 4 总结真知来自于实践，每一件事情都需要亲自去做，才能从中真正体验到完整地、严谨地做完一件事是多么的不容易，这其中的好多事情都在预料之外，所谓看花容易绣花难就是这个道理吧。 刚刚开始着手做的时候，有点找不着头绪，不知道如何开始，百度了好多相关文件，浏览下载了很多，但总归不是自己的东西，自己的思路，只能越看越乱，最终回归到课本，仔细翻阅课本的基础知识，手绘了一份电路图，和宿舍的人共同商量，讨论，修改，并在软件上运行，好多次都失败了，示波器显示的都是一些杂乱波形，最糟糕的是有时因马虎忘了元件接地而运行不了，总之，其中犯了好多幼稚可笑的错误，但当调制信号波形呈现出来时，那种发自内心的喜悦真的是用语言无法比拟的，似乎只有笑声才能诠释。通过这次的课设，我渐渐开始了解自己的专业，也渐渐喜欢上它，也从这次课设中明白自己有太多的不足，无论是从专业知识还是从电脑操作都是有太多欠缺。我的课设题目是集电极调幅，按照最基本的电路连接，基本实现了集电极的调幅功能，由集电极工作在过压区实现集电极调幅，在发射极采用偏置