集电极调幅电路设计说明
幅度调制和解调电路的设计
题目：幅度调制和解调电路的设计调制信号：S1＝V))πcos(3+4(102载波信号：S2＝V))πcos(⨯6+1010204(设计要求：明确设计任务要求合理选择设计方案，分析原理依据并进行参数计算和Multisim仿真。
解：本次设计采用普通调幅，使用丙类功放的集电极进行调制，解调时采用包络检波法。
电路图如下：（一）集电极调幅的工作原理集电极调幅就是用调制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。
它的基本电路如图10-1所示。
由图可知，低频调制信号tV ΩΩcos 与直流电源V CC 相串联，因此放大器的有效集电极电源电压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。
因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化。
于是得到调幅波输出。
图10-2（a ）为I c1m 、I CO 随V CC 而变化的曲线。
由于CO CC D I V P =，2121021m c P m c I R I P ∝=，0P P P D C -=，因而可以从已知的I CO ,I c1m 得出P D 、P 0、P C 随V CC 变化的曲线，如图10-2(b)所示。
由图可以看出，在欠压区，V CC 对I c1m 与P 0的影响很小。
但集电极调幅作用时通过改变V CC 来改变I c1m 与P 0才能实现的。
因此，在欠压区不能获得有效的调幅作用，必须工作在过压区，才能产生有效的调幅作用。
OVccOVcc（a）（b）图10－2 Vcc对工作状态的影响集电极调幅的集电极效率高，晶体管获得充分的应用，这是它的主要优点。
其缺点是已调波的边频带功率P （ω±Ω）由调制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。
1. 电路电路图如图10-3所示Q 3和T 6、C 13组成甲类功放，高频信号从J 3输入；Q 4、T 4、C 15组成丙类高频功放，由R 16、R 17提供基极负偏压，调整R 16可改变，丙类功放的电压增益，R 18~R 21为丙放的负载。
集电极调幅实验报告
集电极调幅实验报告篇一：高频电子线路实验报告集电极调幅与大信号检波太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控1001班学号姓名指导教师实验三集电极调幅与大信号检波一、实验目的1、进一步加深对集电极调幅和二极管大信号检波工作原理的理解；2、掌握动态调幅特性的测试方法；3、掌握利用示波器测量调幅系数ma的方法；4、观察检波器电路参数对输出信号失真的影响。
二、实验仪器1、20MHz双踪模拟示波器一台2、BT-3频率特性测试仪（选项）一台三、实验原理与线路1、原理(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。
集电极调幅的基本原理电路如图1所示：图5-1 集电极调幅原理电路图中，设基极激励信号电压（即载波电压）为：?0?V0cos?0t则加在基射极间的瞬时电压为?B??VBE?V0cos?0t调制信号电压υΩ加在集电极电路中，与集电极直流电压VCC串联，因此，集电极有效电源电压为 VC?VCCVCC?V?cos?0t?VCC?1?macos?t? 式中，VCC 为集电极固定电源电压，ma?V?CC 为调幅指数由式可见，集电极的有效电源电压VC随调制信号压变化而变化。
由图2所示， ic0Vc4 Vc3Vc2 Vc1 Vc 0欠压临界Ωt 过压图5-2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-VBB与υb不变，故为常数，又RP不变，因此动态特性曲线的斜率也不变。
若电源电压变化，则动态线随VCC值的不同，沿υc平行移动。
由图可以看出，在欠压区内，当VCC由VCC1变至VCC2（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Icm1的变化也很小，因而回路上的输出电压υc的变化也很小。
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。
实验三 集电极调幅与大信号检波
课程名称：高频电子线路实验项目：集电极调幅与大信号检波实验地点：多学科楼四层专业班级：信息1学号：2010学生姓名：指导教师：2013年1月5日一、实验目的1、进一步加深对集电极调幅和二极管大信号检波工作原理的理解；2、掌握动态调幅特性的测试方法；3、掌握利用示波器测量调幅系数m a的方法；4、观察检波器电路参数对输出信号失真的影响。
二、实验原理与线路1、原理(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。
集电极调幅的基本原理电路如图5—1所示：图5－1 集电极调幅原理电路图中，设基极激励信号电压（即载波电压）为：t V 000cos ωυ=则加在基射极间的瞬时电压为t V V BE B 00cos ωυ+-=调制信号电压υΩ 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为()t m V t V V V V a CC CC CC C Ω+=+=+=ΩΩcos 1cos 0ωυ式中，V CC 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VC 随调制信号压变化而变化。
由图5—2所示，图中，由于-V BB 与υb 不变，故m ax B v 为常数，又R P 不变，因此动态特性曲线的斜率也不变。
若电源电压变化，则动态线随V CC 值的不同，沿υc 平行移动。
由图可以看出，在欠压区内，当V CC 由V CC1变至V CC2（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I cm1的变化也很小，因而回路上的输出电压υc 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。
当动态特性曲线进入过压区后，V CC等于V CC3、V CC4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。
高频电子线路课程设计集电极调幅电路
目录一．背景介绍 (1)二．选题概述 (2)1集电极振幅调幅器的工作原理 (2)2集电极电路脉冲的变化情况 (2)3集电极调幅波形图 (3)4集电极调幅的静态调制特性 (4)三．设计要求与任务 (5)四．设计思路 (5)1调幅波的数学表示式推导 (5)2集电极调幅电路的工作状态分析 (5)五．设计采用硬件及软件环境概述 (6)1仿真软件MULTISIM14概述 (6)1.1仿真软件概述 (6)1.2界面预览 (6)1.3元器件库的说明 (7)1.4注意事项及可能遇到的问题 (7)2元器件说明 (7)六．设计过程及设计电路 (8)1集电极振幅调制设计电路 (8)2集电极振幅调制仿真电路 (9)3调制信号波形和集电极调幅输出波形的比较和分析 (9)4电路的改进 (10)4.1此电路的优缺点 (10)4.2改进方案 (10)七．结果 (12)八．设计心得 (12)参考文献 (12)二．选题概述1集电极振幅调幅器的工作原理集电极调幅是利用低频调制信号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，属于高电平调幅。
晶体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，然后设法将低频信号“挂”到高频载波上去。
本次设计要求采用调幅方式，即改变载波信号到振幅。
它的基本原理是，将要传送的调制信号从低频率搬移到高频，实现频谱搬移。
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，主要是为了达到发射电磁波的要求。
已调信Q1号载波信号调制信号2-1集电极调幅工作原理图2集电极电路脉冲的变化情况线性调幅时，由集电极有效电源UCC 所提供的集电极电流的直流分量IC0和集电极电流的基波分量IC1与UCC成正比。
调制信号电压加在集电极电路中，与集电极直流电压V CC串联，因此，集电极有效电源电压为UCC=V CC+uΩ。
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）
6.3调幅电路
§调幅电路依照调幅电路的输出功率，调幅电路可分为： ①高电平调幅将调制和功放合二为一，调制后的信号无需放大可直接发射。
这种调制是在高频功率放大器中进行的。
高电平调幅要紧用于产生AM 信号。
原理框图②低电平调幅调制在低电平级进行，取得调幅波后再通太高频放大和功率放大。
先调制，再放大。
多用于DSB 和SSB 信号的产生。
§高电平调幅电路用调制信号去操纵高频功率放大器输出电压的幅值，从而实现高电平调制。
依照调制信号操纵的电极不同，调制方式可分为：集电极调制（Collector AM ）：用)(t u 操纵集电极电源电压)(t u C 实现AM 。
基极调制（Base AM ）：用)(t u 操纵基极电源电压)(t u B ，实现AM 。
高电平调幅器普遍采纳高效率的丙类谐振功率放大器，需要说明的是：高电平调幅电路能够产生且只能产生一般调幅波。
谐振功率放大器电路一、 集电极调幅电路 1 电路图 集电极调幅电路（a ）实际调幅电路 （b ）原理电路 讲义P128 图 原理图 电路分析：(i)等幅载波通过变压器1T 输入到放大器的晶体管T V 的基极。
(ii)调制信号)(t u Ω经由低频变压器2T 加到集电极回路。
调制信号与集电极电源0CC V 串联：即0()()CC CC V t V u t Ω=+。
集电极有效电源电压()CC V t 随调制信号线性转变。
(iii)c b C C ,为高频旁路电容，对)(t u Ω呈现高阻，断路。
b R 为基极自给偏压电阻，基极余弦脉冲的平均直流分量bo i 由下而上流过b R 产生负值电压加在晶体管be 结上（讲义P62）使放大器工作于丙类工作状态。
集电极调幅电路与丙类谐振功率放大电路的区别就在于： 其集电极有效电压不是恒定的，而是随调制信号转变的。
(iv)依照讲义P58 图（b ）可知：为了实现不失真的调制，功放必需工作在过压区，使之成为集电极电源受调制信号操纵的丙类谐振功放，其集电极输出电压幅值随集电极有效电压()CC V t 线性转变。
集电极调幅实验实验报告
一、实验目的1. 理解集电极调幅的基本原理和过程；2. 掌握集电极调幅电路的组成和特性；3. 学习使用示波器等仪器进行信号测量和分析；4. 通过实验验证集电极调幅电路的工作性能。
二、实验原理集电极调幅是一种高频调制方式，其基本原理是利用低频调制信号去控制晶体管的集电极电压，从而改变集电极高频电流的基波分量，实现信号的调制。
在集电极调幅电路中，晶体管处于丙类工作状态，其集电极电流的基波分量随调制信号的规律变化，从而实现调幅。
三、实验仪器与设备1. 晶体管实验板；2. 晶体管（如2SC1815）；3. 信号发生器；4. 示波器；5. 交流电源；6. 负载电阻；7. 连接线。
四、实验步骤1. 搭建集电极调幅实验电路，如图所示。
2. 将晶体管固定在实验板上，确保管脚正确连接。
3. 将信号发生器输出端连接到晶体管的基极，输入端连接到示波器，用于观察输入信号波形。
4. 将示波器的地线连接到实验板的地线。
5. 打开交流电源，调节信号发生器的输出电压，使其在晶体管的截止和饱和之间变化。
6. 观察示波器上的输入信号波形，分析输入信号的变化对集电极调幅电路的影响。
7. 改变信号发生器的输出频率，观察不同频率下集电极调幅电路的性能。
8. 改变负载电阻的阻值，观察负载电阻对集电极调幅电路的影响。
9. 记录实验数据，包括输入信号波形、输出信号波形、调制系数等。
五、实验结果与分析1. 输入信号波形：在实验过程中，观察到输入信号波形为正弦波，频率与信号发生器输出频率一致。
2. 输出信号波形：在实验过程中，观察到输出信号波形为调幅波，其幅度随输入信号的变化而变化。
3. 调制系数：通过计算输入信号与输出信号的峰值比，得出调制系数M。
4. 频率影响：改变信号发生器的输出频率，观察到在不同频率下，集电极调幅电路的性能基本稳定。
5. 负载电阻影响：改变负载电阻的阻值，观察到负载电阻对集电极调幅电路的影响较小。
六、实验结论1. 集电极调幅电路能够将输入的低频调制信号调制到高频信号上，实现信号的调制。
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航北方科技学院
课程设计说明书
课程名称通信电子线路课程设计
学生姓名任建元
专业电子信息工程
班级 B941202
学号 B94120222
指导教师高磊
成绩
2012年 1月
摘要
高频电路是通信系统，特别是无线通信系统的基础，是无线通信设备的重要组成部分，其研究对象是通信系统中的发送设备和接受设备的高频“功能”电路功能的基本组成和原理。
“高频”是指讨论的功能电路的工作频率围在几百千赫兹至几百兆赫兹的高频频段，电路可以用LCR分立元件和有源器件组成，有源器件的级间电容不能忽略，研制电路时必须考虑分布电容对电路的影响。
“功能”是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。
对于同一功能电路，可以用不同的器件和不同的电路形式构成，但功能电路的功能和输入信号，输出信号的频谱关系是不会改变的。
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起来的，也只有通过实践才能得到深入的了解，本次课程设计正好提供一个实验平台，坚持理论联系实际，在实践中积累丰富的经验
关键词：高频电路；
目录
1、方案论证与选择 (4)
2、电路工作原理 (5)
3、电路调试与排故 (8)
4、结论 (10)
参考文献 (11)
元器件参数 (11)
1、方案论证与选择
1．1 调幅器
使受调波的幅度随调制信号而变化的电路称为调幅器。
调幅器输出信号幅度与调制信号瞬时值的关系曲线叫做调幅特性。
理想的调幅特性应是直线，否则便会产生失真。
调幅器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。
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。
1.2 集电极调幅
所谓的集电极调幅，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：
（1）因过压工作，η高(与m无关)
用于大功率调幅发射机。
（2）要求vΩ提供较大的驱动功率。
（3）m较大时，调幅波非线性失真
1.3集电极调幅的要求及技术指标
要求：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
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
2、电路工作原理
2.1 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。
集电极调幅的基本原理电路如图2—1所示：
图2－1 集电极调幅原理电路
图中，设基极激励信号电压（即载波电压）为：t V 000cos ωυ= 则加在基射极间的瞬时电压为t V V BE B 00cos ωυ+-= 2.2 集电极电流脉冲的变化情形
调制信号电压υΩ 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为()t m V t V V V V a CC CC CC C Ω+=+=+=ΩΩcos 1cos 0ωυ 式中，V CC 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VC 随调制信号压变化而变化。
由图2—2所示，
图2－2 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-V BB 与υb 不变，故m ax B v 为常数，又R P 不变，因此动态特性曲线的斜率也不变。
若电源电压变化，则动态线随V CC 值的不同，沿υc 平行移动。
由图可以看出，在欠压区，当V CC 由V CC1变至V CC2（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I cm1的变化也很小，因而回路上的输出电压υc 的变化也很小。
这就是说在欠压区不能产生有效的调幅作用。
2.3集电极调幅波形图
当动态特性曲线进入过压区后，V CC 等于V CC3、V CC4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I cm1随集电极电压V CC 的变化而变化，集电极回路两端的高频电压也随V CC
而变化。
输出高频电压的振幅V c =I cm1·R p ，R p 不变，I cm1随V c 而变化，而V CC 是受υΩ控制的，回路两端输出的高频电压也随υΩ变化，因而实现了集电极
调幅。
其波形如图2—3所示。
图2-3 集电极调幅波形图
2.4集电极调幅的静态调制特性
当没有加入低频调制电压υΩ（即υΩ=0）时，逐步改变集电极直流电压VCC 的大小，同样可使ic 电流脉冲发生变化，分解出的I CO 或I cm1也会发生变化。
我们称集电极高频电流I cm1（或
I CO ）随VCC 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2—4所示。
图2－4 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ω
o
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，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2—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，所以工作点Q
应选在调制特性曲线直线段的中央，即V
CCQ =1/2V
CCO
处，V
CCO
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、电路调试与排故
3.1整体电路测试
设计电路3.2单元电路测试
输入载波信号波形5M Hz
输入调制信号波形1K Hz
输出波形2V
4、结论
我感觉这次课程设计让我学到了不少知识，把自己所学的理论知识运用了实际的课程设计中，感觉收获很多。
虽然有些地方不是很懂，也不能很好的运用，但通过去图书馆查资料和经过同学的帮助，终于把完成了。
也对相关集电极这方面的了解加深了。
参考文献
[1] 于洪珍.通信电子电路.清华大学吗，2002，7
. . . 主要元器件参数
.. ..。