高频集电极调幅电路01
调幅原理
调幅原理用调制信号去控制高频载波的振幅、使载波的振幅按调制信号的规律变化，便可得到调幅波。
这一过程中，载波、调制波和已调波的波形如图Z0901（补图）所示。
由图可见，连接已调波幅值各点所形成的包络线，反映了调制波的特点。
显然，已调波已经不是纯粹的正弦波了，这表明已调波的获得是一个频率变换过程，只有通过非线性元件才能实现。
图Z0902是调幅的原理电路，它由非线性器件二极管和谐振频率为ω0的LC并联谐振回路组成。
uC 为载波电压，um为调制电压。
由于二极管的伏安特性可以近似地用一个n次多项式来表示，即：io =a0＋a1u＋a2u2＋a3u3+…，系数a0、a1、a2、a3等的大小和符号取决于二极管伏安特性的特点。
而该多项式的项数取决于信号u的大小和对分析结果所要求的精确度，信号愈大或者所要求的精确度愈高，所取的项数就应愈多。
通常，取前三项就足以反映出二极管的非线形特点，即：io = u＋a1u +a2u2 （式中iO即iD）GS0901 若：uC = Ucmcosω0tum = UmmcosΩt则作用于电路的总电压u（即ua）为：u = uC + um= Ucmcosω0t + UmmcosΩt代入式GS0901可得：io = a0＋a1（Ucmcosω0t+ UmmcosΩt）+a2（Ucmcosω0t+UmmcosΩt）2 GS0902将GS0902式展开，可得：显然，当ω0 >>Ω 时，只有ω0 及ω0±Ω这三种频率的信号才能在固有频率为ω0的LC并联谐振回路上产生较大的压降，于是LC回路两端的电压为：式中Z0表示谐振回路的谐振阻抗。
利用三角函数关系式不难将式GS0904变换为：式GS0905就是已调波的数学表达式它表明已调波的振幅为，是按调制波的特点而变化的，已调波的重复频率等于载波频率ω0，ma称为调幅系数，又叫调幅度。
由式GS0907可知，它与调制电压的幅度成正比，是一个反映调幅程度的量。
集电极调幅
辽宁工学院课程设计说明书（论文）辽宁工业大学高频电子线路课程设计（论文）题目：集电极调幅电路设计学院：电子与信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）教师职称：讲师起止时间：2012.06.29—2012.07.08课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信教研室学号学生姓名专业班级电子091班课程设计（论文）题目集电极调幅电路设计课程设计（论文）任务设计内容：1．用EWB仿真，能够观察输入输出波形。
2．针对所设计的电路进行分析，并计算输出功率。
3．三极管工作在丙类状态4．采用单调谐做为负载5．采用三极管作为放大器设计参数：输入信号频率15000HZ，电压500mV左右，输入直流电源电压12V采用单调谐做为负载，采用三极管作为放大器设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。
以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
指导教师评语及成绩平时成绩（20%）：答辩成绩（30%）：论文成绩（50%）：总成绩：指导教师签字：年月日摘要调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。
也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。
这时候在接收端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了。
调幅主要由非线性器件和选择性电路构成。
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。
集电极调幅电路
集电极调幅电路
集电极调幅电路是一种常见的电路，它可以将音频信号转换为调制信号，从而实现调幅的功能。
在这种电路中，集电极是一个重要的元件，它起到了放大和调制信号的作用。
集电极调幅电路的基本原理是利用晶体管的放大作用，将音频信号放大到一定的程度，然后将其与高频信号进行调制，最终输出调制信号。
在这个过程中，集电极起到了关键的作用，它不仅可以放大信号，还可以对信号进行调制。
集电极调幅电路的设计需要考虑多个因素，包括晶体管的参数、电容和电感的选择等。
其中，晶体管的参数是最为关键的，因为它直接影响到电路的放大和调制效果。
在选择晶体管时，需要考虑其放大系数、截止频率和噪声系数等因素，以确保电路的性能达到最佳。
电容和电感的选择也非常重要。
电容可以用来滤除杂波和噪声，从而提高信号的质量；而电感则可以用来调节电路的频率响应，从而实现更好的调制效果。
在选择电容和电感时，需要考虑其阻抗、容值和品质因数等因素，以确保电路的性能达到最佳。
集电极调幅电路是一种非常实用的电路，它可以将音频信号转换为调制信号，从而实现调幅的功能。
在设计这种电路时，需要考虑多个因素，包括晶体管的参数、电容和电感的选择等。
只有在这些因素都得到充分考虑的情况下，才能设计出性能优良的集电极调幅电
路。
最简单调幅电路原理图解
最简单调幅电路原理图解调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅;反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。
在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好;（2）集电极效率高;（3）要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f（ube）关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。
2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态;反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
高频电子线路5-2
Vbb = VbT (1 + ma cos Ωt ) Ic1m = Ic1T (1 + ma cos Ωt )
调制信号一个周期内： 调制信号一个周期内：
(1) 平均输入功率： 平均输入功率： 输入功率
Ic 0 = Ic 0T (1 + ma cos Ωt )
1 +π P= av = ∫ − π V c c I c 0 d ( Ω t ) = V cT I c 0T = P= T 2π (2) 调制一个周期内的平均输出功率： 调制一个周期内的平均输出功率： 输出功率
uΩ
乘法 器
uDSB
上边带滤波器
u SSBU
uSSBL
∴ 上边带信号
uc
下边带滤波器
∴ 下边带信号
1 uSSBU ( t ) = kU ΩU c cos(ω c + Ω )t 2 = U cos(ω c + Ω )t
DSB信号 信号 ω
max
上边频带信号
ωc-
ωc+
max
1 uSSBL ( t ) = kU ΩU c cos(ω c − Ω )t 2 = U cos(ω c − Ω )t
P=max = Vcc max Ic0max = VcT (1 + ma )Ic0T (1 + ma ) = P=T (1 + ma )2
1 2 1 2 Pmax = Ic1maxRp = Ic1T (1+ ma )2 Rp = P (1+ ma )2 oT (2) 高频输出功率： o 高频输出功率： 输出功率 2 2
下边频带信号
ωc+
ω
max
ω ωcmax
高电平调幅电路.
图9-20
检波器输入输出波形
从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或 边带信号频谱般移到原调制信号的频谱处。如图9-20 (b)，输入信号频谱为c， c ，而通过检波电路后输 出信号的频率为。这样的频谱搬移过程正好与振幅调 制的频谱搬移过程相反。
9.4.2 检波电路的分类 根据输入调制信号的不同特点，检波电路可分为 两大类：包络检波和同步检波。 包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高 频调幅波包络变化规律的一种检波方式。根据调 幅波的波形特点，显然只适合于普通调幅波的解 调。 同步检波主要应用于双边带调幅波和单边带调幅 波的检波。因为双边带调幅波和单边带调幅波的 频谱中缺少一个载波频率分量，不能用包络检波 器解调，必须用在检波器输入端加一个本地载波 信号的同步检波器实现解调。
3.集电极平均损耗功率等于载波点的损耗功率的 倍。应根据这一平均损耗功率来选择晶体 管，以使 。
4.在调制过程中，效率不变，这样可保证集电极调 幅电路处于高效率下工作。
5.因为调制信号源 u(t)需要提供输入功率，故调制 信号源u(t) 一定要是功率源。大功率集电极调幅 就需要大功率的调制信号源，这是集电极调幅的 主要缺点。
（三）非线性失真系数Kf 非线性失真的大小，一般用非线性失真系数Kf 表 示。当输入为单频调制的调幅波时， Kf定义为 （9-46） 式中 U ， U2 ， U3 …分别为输出电压中调制信 号基波和各次谐波分量的有效值。 （四）高频滤波系数F 高频滤波系数定义为，输入高频电压的振幅Uim 与 输出高频电压的振幅Uom 的比值，即 （9-47）
高频功放基极调幅工作原理
高频功放基极调幅工作原理
高频功放基极调幅工作原理：
基极调幅是一种调制技术，用于在高频功放器件中实现信号的调幅。
在高频功放中，调幅是通过在功放晶体管的基极上叠加调制信号来实现的。
工作原理如下：
1. 输入信号：调幅工作原理的第一步是提供一个调制信号。
这个信号可以是音频、视频或其他模拟信号，它会对应产生一个特定的调幅信号。
2. 调幅信号：调制信号经过一个调幅电路，产生一个对应的调幅信号。
调幅信号通常是原始信号的频率和幅度的变化。
3. 高频信号：高频信号是功放器件中产生的一个高频电流信号。
它通常通过一个高频信号源或振荡器产生，并且这个信号具有较高的频率。
4. 功放晶体管：接下来，调幅信号和高频信号被连接到功放晶体管的基极上。
在这个过程中，调幅信号会对高频信号进行调制，从而改变功放晶体管的电流。
5. 电流放大：功放晶体管会根据输入信号的强度和频率来调整电流放大系数。
放大的电流会传输到输出负载上，从而输出一个被调幅的信号。
通过这种基极调幅的工作原理，高频功放可以实现对输入信号进行调幅，从而在输出上产生与调制信号一致的调幅信号。
这种技术广泛应用于无线通信、音频放大器等领域。
最简单调幅电路原理图解
最简单调幅电路原理图解调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅;反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。
在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好;（2）集电极效率高;（3）要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f（ube）关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。
2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态;反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
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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。