高频集电极调幅电路01

目录

前言 (1)

1集电极调幅的工作原理 (2)

1.1 集电极调幅的工作原理 (2)

1.2 集电极电流脉冲的变化情况 (3)

1.3集电极调幅波形图 (3)

1.4集电极调幅的静态调制特性 (4)

2集电极振幅调制器电路设计................................................................. 错误！未定义书签。3集电极振幅调制器电路的仿真.. (6)

4 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1—1所示：

图1-1 集电极调幅原理电路

cos C cm c U V t ω= 为高频载波电压，

cos cm c U V t ωΩ= 为调制信号电压 ，

()cc cc u V U t Ω=+作为等效集电极电源电压。

要求放大器在()t V cc 变化范围内应工作在过压区，以使()cm V t 按()t V cc 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o AM U U =。

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)(t v Ω加在集电极电路中，与集电极直流电压V cc 串联，因此，集电极

有效电源电压公式中()t m V t V V V V a CC CC CC C Ω+=+=+=ΩΩcos 1cos 0ωυ，CC V 为

集电极固定电源电压； CC a V V m Ω=为调幅指数。

由式可见，集电极的有效电源电压C V 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BB V 与b V 不变，故max B v 为常数，又P R 不变，因此动态特性曲线的斜率也

不变。若电源电压无变化，则动态线CC V 的值不同，沿其平行移动。由图可以看出，在欠

压区内，当CC V 由1CC V 变至2CC V （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2CC V 、2cm I 、1cm I 的变化也很小，因而回路上的输出电压v c 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CC V 等于3cc V 、4cc V 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1cm I 随集电极电压CC V 的

变化而变化，集电极回路两端的高频电压也随CC V 而变化。输出高频电压的振幅

1C cm P V I R =?,P R 不变，1cm I 随c u 而变化，而CC V 是受u Ω控制的，回路两端输出的高频电

压也随u Ω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u Ω（即0u Ω=）时，逐步改变集电极直流电压CC V 的大小，

同样可使c i 电流脉冲发生变化，分解出的CO I 或1cm I 也会发生变化。我们称集电极高频电

流1cm I 随CC V 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Ω要比载波角频率

o

ω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

1

2

CCO CC

V V

=处，

CCO

V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

①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②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+m a）Ucm=1.03V 即m a=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

u s=370mV u o=276.02mV 因此,检波效率 = u o/u s=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，在发射极采用偏置电路，省去了加入基极直流电压，但从总体上看没有太多创新，是本次课设的最大失败，希望在今后有更多地这样的锻炼机会，到实践中去磨练自己，好好提高自己的真本领，增强自己的硬件设施。

时间会检验我们的承诺，每一次的失败总会带来不一样的改变，有一句话说得好，我们总在不经意间长大，的确在一次次的历练中我们在一步步成长。