基极调幅电路设计解析
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。
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。
调幅电路设计
摘要目前,随着电子信息技术的快速发展,为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接收效率碌在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。
但语言、音乐图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号财发射机将工作于同一频率范围。
这样接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。
克服以上的困难必须利用高频振荡将低频信号“附加”在高频振荡人这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小同时每个电台都工作于不同的载波颠串接收机可以调谐选择不同脉电台这就解除了上述的种种困难。
所谓将信号“附加”在高频振荡上就是利用信号来控制高频振荡的其一参数使这个参数随信号而变化。
达就是调制绪论中已指出调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类。
连续波调制是用信号来控制载波的振荡频率或相比因而分为调幅调频和调相三种方法。
所谓调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的偏压,以实现条幅。
其基本原理是,低频调制信号电压与直流偏压相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随着调制信号波形而变化。
使三极管工作在欠压状态下,集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。
因此,集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。
关键词:偏压;条幅;信号;调幅电路设计目录1、方案选择 (1)1.1 调幅电路的应用意义 (1)1.2 调幅电路设计的论证 (1)2、工作原理与参数计算 (1)2.1设计电路 (2)2.2基本电路框图 (2)3、电路调试与排故 (2)4、结论 (4)参考文献 (4)主要元器件参数 (5)1、方案选择1.1 调幅电路的应用意义传输信息是人类生活的重要内容之一。
传输信息的手段很多。
利用无线电技术进行信息传输在这些手段中占有极重要的地位。
无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥测等,都是利用无线电技术传输各种不同信息的方式。
在以上这些信息传递的过程中,都要用到调制。
所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号“附加”在高频振荡上,再由天线发射出去。
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)
基极调幅和峰值包络检波的调整和测试
基极调幅与峰值包络检波的调整与测试一、实验目的1、加深理解高电平调幅电路的工作原理及调幅波的特点2、加深理解峰值包络检波电路的工作原理及产生建波失真的原因3、学习调幅系数、检波电路检波效率的测量方法二、预习要求1、复习调幅波的基本概念,高电平调幅、峰值包络检波电路的工作原理2、预习实验指导书,分析实验电路,明确实验电路,明确实验内容及方法三、实验原理实验电路如图1所示,图(a)为基极调幅电路,图(b)为峰值包络检波电路。
(b)图一 基极调幅与峰值包络检波实验电路(一)基极调幅电路的调整图(a )电路中,三极管处于丙类工作状态:u C 是频率为f C 的高频载波信号,U Ω是频率为F 的低频调制信号,它通过耦合电容C B2加到三极管的基极回路。
有图可见,加在三极管发射结上的电压U BE 为u BE ≈uc+u Ω=U cm cos ωt+U Ωm cos Ωt 式中略去了R E 上的压降。
U BE 随调制信号U Ω变化而变化,致使放大器的集电极电流脉冲ic 的最大值也随调制信号而变,只要在U Ω变化范围内放大器始终工作于欠压状态,集电极回路调谐在载频上,那么变压器TTF2—2的次级就可以输出调幅波电压U 0。
调幅系数ma 是调幅波的常用参数,它反映已调波收调制信号控制后振幅变化的程度,其大小可由下式求得minmax min max m m m m aU U U U m+-=U mmax 和U mmin 分别为调幅波u0最大峰值和最小峰值,如图2所示。
图2 基极调幅工作原理在进行调幅波测量之前,先对调幅电路进行调整,使其工作在最佳状态,调幅是真最小,输出幅度尽量大,其调整步骤如下:(1)仅接入载波信号u C ,而不加调制信号U Ω,用示波器观察u A 的波形,在过压状态下对放大器进行调谐,然后减小u C 的幅值,使放大器退出过压而工作在欠压状态,此时uo 为等副载波(2)接入低频调制信号U Ω,用示波器观察u o 的波形,可能是调幅波,也可能是失真的调幅波,需对u c 、U Ω的大小进行适当调整,以获得不失真的调幅波若u c 、u Ω过大,可能出现u BEmax =U cm +U Ωm 过大,放大器进入过压状态;若u c 过小而u Ω过大,有可能出现U BEmin =U cm +U Ωm 小于死区电压,放大器进入截止区,这两种情况都会使调幅波产生严重失真。
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。
基极调幅电路
4.3.3 采用滤波法的单边带发射机
图4.3.11(a)所示方框图为采用滤波法构成单边 带发射机。若设调制信号的频谱分量自100Hz到3000 Hz, 则相应各点的频谱如图4.3.11(b)所示。
4.3.3
图4.3.11 采用滤波法的单边带发射机方框图及其各点信号的频谱图 4.3.3
若将图4.3.5中的信号交换位置,如图4.2.4所示, 则流过负载的电流如式(4.2.17)所示,此时电路将实 现普通调幅(AM)功能。
4.3.1
图4.3.5二极 管平衡调制器的 工作波形如图 4.3.6所示。
图4.3.6 二极管平衡调制 器的工作波形
2、二极管环形调制器
为了进一步减少组合频率分量,提高调制效率,
(动画基极调制)
c (t) Vcmo(1 M a cos t) cosct
显然,为了实现不失真的调制,电路应工作在欠压状态。
需要说明的是:高电平调幅电路可以产生且只 能产生普通调幅波。
图4.3.10 基极调幅工作波形(基极调制动画)
4.3.2
3、电路实例:
图4.4.6 集电极调幅电路实例 图4.4.7 基极调幅电路实例
的单向开关函数,将其傅立叶级数展开式代入式
(4.3.3)可得
iL
RD
2 2RL
Vm
cos t(1 2
2
cos ct
2
3
cos 3ct
)
(4.3.4)
iL中包含的频谱分量为 和 (2n 1)c (n 0,1, 2, 3 )
若输出滤波器的中心频率为 fc,带宽为 2F,则输出电压为
4.3.1
o (t)
2Vm RD cosct
基极振幅调制器的设计与实现
高频电子线路课程设计题目基极振幅调制器的设计与实现系(部)班级姓名学号指导教师2013 年7 月8 日至7 月12 日共 1 周高频电子线路课程设计任务书课程设计成绩评定表目录前言 (1)1 基极振幅调制器设计原理 (2)1.1 设计原理 (2)1.2 基极振幅调制的优缺点 (2)2 基极振幅调制器电路设计 (3)2.1 电路参数的选择 (3)2.2 电路的连接 (3)3 基极振幅调制器电路的仿真 (4)3.1 Multisim仿真软件的介绍 (4)3.1.1 Multisim软件介绍 (4)3.1.2 Multisim的基本界面操作 (5)3.2 基极调幅电路的仿真 (8)3.2.1 基极调幅电路输入的调制信号波形 (8)3.2.2 基极调幅电路输入的高频载波信号波形 (9)3.2.3 基极调幅输出波形 (10)4 基极振幅调制器电路实现与分析 (12)4.1 基极调幅的特性曲线 (12)4.2 基极调幅在临界、过压和欠压三种工作状态下的分析 (12)4.2.1 基极调幅工作在临界工作状态下的分析 (12)4.2.2 基极调幅工作在欠压工作状态下的分析 (13)4.2.3 基极调幅工作在过压工作状态下的分析 (14)5 总结 (16)6 参考文献 (17)前言目前,随着电子信息技术的快速发展,为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接收效率碌在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。
但语言、音乐图像信号等的频率变化围如果直接发射音频信号财发射机将工作于同一频率围。
这样接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。
克服以上的困难必须利用高频振荡将低频信号“附加”在高频振荡人这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小同时每个电台都工作于不同的载波颠串接收机可以调谐选择不同脉电台这就解除了上述的种种困难。
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于高频信号之中,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。
集电极调幅电路设计与仿真
集电极调幅电路设计与仿真1. 介绍在通信领域中,调幅(Amplitude Modulation,AM)是一种常见的调制方式。
调幅允许在一个载波信号上通过改变幅度来传输信息。
为了实现调幅,需要设计和搭建集电极调幅电路。
2. 集电极调幅电路原理集电极调幅电路是一种用于调幅的电路。
其基本原理是通过控制集电极电流来改变输出信号的振幅。
3. 集电极调幅电路设计步骤3.1 电路图设计首先,我们需要根据调幅电路的要求设计电路图。
电路图中应包含调制信号发生器、放大器和电源等关键组件。
3.2 选择元器件根据电路图,我们需要选择适合的元器件。
具体的元器件包括晶体二极管、电容、电阻以及放大器等。
3.3 封装布局设计选好元器件后,需要进行封装布局设计。
合理的封装布局可以提高电路的稳定性和可靠性。
3.4 连接电路在完成电路图、元器件选择和封装布局设计后,需要将元器件按照电路图进行连接。
确保连接的准确性和稳定性。
3.5 模拟仿真根据已连接的电路,进行模拟仿真。
模拟仿真可以验证电路设计的正确性和稳定性,发现潜在问题并进行修复。
4. 集电极调幅电路的性能参数集电极调幅电路的性能参数是评估电路性能的关键指标。
以下是一些常见的性能参数:4.1 幅度调制度幅度调制度反映了调幅信号的最大幅度与基准载波信号幅度之比。
4.2 调制度非线性度调制度非线性度衡量了调制度随调制信号变化的线性度。
4.3 频率响应频率响应是衡量电路在不同频率下的输入输出关系的指标。
4.4 失真度失真度是衡量信号在传输过程中所产生的变形程度的指标。
5. 集电极调幅电路的优化方法为了提高集电极调幅电路的性能,可以采取以下优化方法:5.1 元器件选型优化选择性能更好的元器件,如低失真二极管和高品质电容等,可以提高电路的稳定性和线性度。
5.2 电路布局优化进行合理的电路布局设计,例如降低干扰、减少回线长度等,可以提高电路的抗干扰能力和信号传输质量。
5.3 反馈控制优化通过引入反馈控制机制,可以提高电路的稳定性和可靠性。
集电极调幅电路
集电极调幅电路集电极调幅电路(Collector Modulation Circuit)是一种具有重要应用价值的调制电路,用于将低频信号调制到高频信号中。
集电极调幅电路由基极电阻、电位器、LC震荡电路、集电极电容器、励磁电容器、负载电阻等部分组成。
其工作原理是通过改变基极电阻的大小,使变化的直流偏置电压传递到集电极上,从而形成调制。
整个集电极调幅电路可以分为两个部分:高频部分和低频部分。
高频部分包括谐振电路和激励电路,而低频部分包括调制电路和滤波电路。
其中,谐振电路是产生高频信号的关键部分,通过将电容器和电感器组成LC电路,使载波振荡产生,并且保证载波频率的稳定。
激励电路则是为了激励谐振电路振荡,一般采用谐振电路共振的方式来激励。
调制电路用于将低频信号与高频信号进行混合,通过改变基极电阻的大小,将低频信号的变化传递到集电极电容上,从而进行调制。
滤波电路则是为了将混合后的信号进行滤波,去掉非理想调制产生的杂波和高频分量等。
集电极调幅电路的优点是其简单、实用性强、稳定性好、灵敏度高和输出功率大。
在广播、通讯、音频设备和医疗设备等领域都有广泛的应用。
例如,在广播领域中,集电极调幅电路被用于将音频信号调制到天线的射频信号中,实现广播节目的传播。
在通讯领域中,集电极调幅电路可以将低频信号调制到高频载波中,然后通过天线进行传输。
在医疗领域中,集电极调幅电路可以用于心电图和脑电图等生物信号的采集和分析。
集电极调幅电路的缺点是其调制指数(Modulation Index)难以控制,当调制指数过大时,会产生失真和畸变。
此外,由于该电路的谐振频率受到环境和元器件等因素的影响,对谐振频率的抑制和抗干扰能力较弱。
总之,集电极调幅电路具有广泛的应用,并且在高频调制中具有明显的优势。
鉴于其优点和缺点,设计集电极调幅电路时,应当注重电路的稳定性和灵敏度,采用适当的抑制和滤波方法,以避免失真和干扰。
高频电子线路 课程设计:基极振幅调制器的设计及实现
目录前言 (1)1基极振幅调制器的原理与设计 (2)2基极振幅调制器电路的仿真 (4)2.1 Multisim仿真软件的介绍 (4)2.1.1 Muitisim软件简介 (4)2.1.1 Multisim的基本界面操作 (5)2.1.2 应用Multisim软件的注意事项 (8)2.2 基极调幅的仿真 (9)3基极振幅调制器电路实现与分析 (12)3.1 基极调幅的特性曲线 (12)3.2 基极调幅在欠压、过压和临界三种工作状态下的分析 (12)3.2.1 基极调幅在欠压工作状态下的分析 (12)3.2.2 基极调幅在过压工作状态下的分析 (13)3.2.3 基极调幅在临界工作状态下的分析 (14)总结 (16)参考文献 (17)前言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波的形成早期VHF 频段的移动通信电台大都采用调幅方式,由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真,目前已很少采用。
调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制,对移动信道有较好的适应性。
高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化,这就是调幅波。
由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。
所以调幅信号的传输并不十分可靠。
在传输的过程中也很容易被窃听,不安全。
所以现在这种技术已经比较少被采用。
但在简单设备的通信中还有采用。
比如收音机中的AM波段就是调幅波,大家可以和FM波段的调频波相比较,可以看到它的音质和FM波段的调频波相比会比较差,原因就是它更容易被干扰。
1基极振幅调制器的原理与设计所谓基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极(栅极)偏压,以实现调幅。
它的基本电路如图1-1,由此可知为了获得有效的调幅,基极调幅电路必须总是工作欠压状抵,可以证明基极调幅的平均集电极效率不高这是它的主要缺点。
基极调幅电路 -回复
基极调幅电路-回复
基极调幅电路是一种常见的调幅调制电路,用于将一个低频信号调制到一个高频载波信号上。
该电路由一个调制器和一个解调器组成。
在基极调幅电路中,调制器的输入信号作用在一个NPN型晶体管的基极上。
晶体管的发射极通过一个电容与地相连,而集电极通过一个电感与高频信号源相连。
当基极输入信号变化时,晶体管的输入电流也相应变化,从而改变了晶体管的输出电流。
这样,晶体管的集电极电压也就随之变化,产生一个与输入信号一致但幅度较大的高频调制信号。
在解调器中,接收到经过传输和噪声干扰的基极调幅信号,通过一个电容耦合至NPN型晶体管的基极。
晶体管的发射极通过一个电容与地相连,集电极通过一个电感与扬声器或者耳机相连。
当经过调制的信号输入到晶体管的基极时,晶体管的输入电流也随之变化,从而使晶体管的发射极电压变化。
经过解调,扬声器或者耳机中将产生与原始输入信号一致的低频音频信号。
基极调幅电路的特点是简单、稳定。
由于使用了晶体管作为调制和解调器的关键元件,因此基极调幅电路的工作频率范围较窄,一般为几千赫兹到几兆赫兹。
该电路适用于小功率、短距离的调幅调制传输。
基极调幅电路设计
基极调幅电路设计一.设计原理基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现调幅。
晶体管是一种非线性器件,只要让其工作在非线性(甲乙类,乙类或丙类)状态下,即可用它构成调幅电路。
一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上,利用晶体管的发射结进行频率变换,并通过选频放大,从而达到调幅的目的。
它的基本电路如下图1-1,由图可知,低频调制信号电压U Ωcos Ωt 与直流偏压V BB 相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随调制信号波形而变化。
由于在欠压状态下,集电极电流的基波分量I cm1随基极电压成正比。
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。
调幅过程是非线性变换的过程,将产生多种频率分量,所以调幅电路应LC 带滤波器,用来滤除不需要的频率分量。
为了获得有效的调幅,基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。
图1-1 基极振幅调制器的原理电路二.实验电路:根据图1-1的原理电路图,设定输入高频载波的幅度bm U 为10V ,频率为15MHZ 。
输入调制信号的幅度U 为2V ,频率为600KHZ 。
因为LC 满足谐振条件,所以可设电容和电感分别为L=11.26nF ,C=10nH 。
经过调试,两个直流电源分别为BB U =0.1V 和CC U =35V 。
则电路图如下图所示:Q12N5656V135 V V20.1 VC311.26nFL110nHV310 Vrms 15MHz 0° V42 Vrms 600kHz 0°45128图2-1 基极振幅调制器原理电路图三.实验步骤:1. 基极调幅的特性曲线极振幅调制器电路由NI Multisim 软件模拟仿真实现,基极振幅调制特性分析如下图所示:2.基极调幅在临界、欠压和过压三种工作状态下的分析1)基极调幅工作在临界工作状态下的分析在Uc介于欠压和过压状态之间的某一值时,动态特性曲线上端正好位于电流下降线上,此状态称临界状态。
集电极调幅电路是利用调制信号去改变高频功率放大器的集电极电压
集电极调幅电路是利用调制信号去改变高频功率放大器的集电极电压。
当高频功率放大器工作于丙类状态时,当基极直流电压的负偏置bb V -,基极输入交流电压的幅度bm V 不变,谐振回路的谐振阻抗p R 都保持不变时,只改变集电极电压的幅度,此时集电极回路中输出的高频电流的直流分量,基波分量和谐振回路两端的输出电压与集电极电压的关系如下图所示:图1 丙类功率放大器的集电极调制特性低频调制信号()V t Ω与丙类功率放大器的集电极直流电压cc V 相串联,因此放大器的有效集电极电压为两个电压之和,当调制信号变化时,集电极有效电压以Q 点(没有加入调制信号,静态时集电极的直流电压)为中心,随调制信号电压幅度上下变化。
从 图1中可以看出,当丙类功率放大器工作在过压状态时,集电极高频电流中的输入基波分量1cm I 与集电极的有效电压呈正比,因此集电极的输出电压也以Q 点(没有加入调制信号,静态时集电极的输出电压)为中心,随调制信号电压幅度上下变化。
所以集电极输出高频电压振幅随调制信号电压幅度变化而变化,在集电极负载L R 上得到调幅波输出。
图中的电容c C 为高频旁路电容,对于高频信号其阻抗很低,相当于短路。
从而避免高频信号流经低频信号源()V t Ω与直流电源电压。
而对于低频信号其阻抗非常高,相当与开路,避免低频调制信号对地旁路。
从丙类功率放大器的集电极调制特中可以看出,。
当高频功率放大器工作于丙类状态时,当基极直流电压的负偏置bb V -,基极输入交流电压的幅度bm V 不变,谐振回路的谐振阻抗p R都保持不变时,图2 集电极调幅电路基极输入交流电压的幅度bm V 不变,谐振回路的谐振阻抗p R 都保持不变时,在欠压区集电极电流中的基波分量1cm I 基本保持不变,而在过压区集电极电流中的基波分量1cm I 与集电极的有效电压几乎成线性比例关系。
因此集电极调幅时,必须选择丙类功率放大器工作于过压区。
假设输入调制信号为:()cos()V t V t ΩΩ=Ω,输入基极激励信号为:00()cos()bm V t V t ω=输出调幅波为()cos()am a V t Vcc k V t Ω=+Ω,调幅指数a a cck V m V Ω=,一般情况下取a k 为1。
基极调幅电路设计 2讲解
《高频电子线路》任务书课题名称基极调幅电路的设计指导教师(职称)冯锁(讲师)执行时间2012~ 2013 学年第一学期第16周学生姓名学号承担任务设计目的1.配养较为扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力。
2.加深对电路器件的选型及电路形式的选择的了解。
3.提高高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力。
设计要求1.原理分析及电路图设计2.用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试(1)基极振幅调制器功放工作状态的观察分析;(2)基极振幅调制器功放的放大倍数:Au=15;(3)高频载波频率15MHz;(4)调制系数m为0.8。
目前,随着电子信息技术的快速发展,为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接收效率碌在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。
但语言、音乐图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号财发射机将工作于同一频率范围。
这样接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。
克服以上的困难必须利用高频振荡将低频信号“附加”在高频振荡人这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小同时每个电台都工作于不同的载波颠串接收机可以调谐选择不同脉电台这就解除了上述的种种困难。
所谓将信号“附加”在高频振荡上就是利用信号来控制高频振荡的其一参数使这个参数随信号而变化。
达就是调制绪论中已指出调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类。
连续波调制是用信号来控制载波的振荡频率或相比因而分为调幅调频和调相三种方法。
所谓基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现条幅。
其基本原理是,低频调制信号电压与直流偏压相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随着调制信号波形而变化。
使三极管工作在欠压状态下,集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。
因此,集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。
关键词:低频信号;基极调幅;载波第一章基极调幅电路设计方案论证 (1)1.1基极调幅电路的应用意义 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计方案论证 (1)1.4总体设计方案框图及分析 (1)第二章基极调幅电路电路设计 (3)2.1电路原理设计 (3)2.2设计电路并画出电路图 (3)2.3电路的仿真 (4)2.4电路的参数计算 (5)第三章设计总结 (6)参考文献 (7)第一章基极调幅电路设计方案论证1.1基极调幅电路的应用意义传输信息是人类生活的重要内容之一。
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。
8基极调幅
基极调幅一、 实验目的1、 加深理解高电平调幅电路的工作原理及调幅波的特点二、 实验原理基极调幅就是用调制信号去改变高频功率放大器的集电极直流电源电压,以实现调幅。
实验电路如图5所示,载波信号经过高频变压器T1加到三极管V 的基极上,低频调制信号经过一个变压器T2与高频载波串联,Cb 为高频旁路电容,由于集电极电流含有各种谐波分量,通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来。
在幅度较大的调制电压U t Ω()激励下的三极管处于丙类状态工作,其集电极电流为余弦形状的脉冲序列,因为U t Ω()是变化的偏压,集电极电流i c(t)的振幅和导通角均随U t Ω()改变,因此,i c(t)中的基波分量的振幅Ic1m(t)将随U t Ω()而改变,这样就实现了振幅调制。
由于集电极调谐回路谐振于ωc ,而且具有2Ω的带宽,调谐回路选取出来基波电压波形便是AM 调幅波。
由于多种原因,基极调幅会出现一定的失真,失真现象有两种:一种是波谷变平,一种是波腹变平。
波谷变平是由于过调或激励电压过小,造成管子在波谷处截止所致,因此,减少反偏电压的大小或加大激励电压的值都可以改善过调,但加大激励以不引起波腹失真为原则。
基极调制电路的优点是要求调制信号的功率小,因而低频放大器比较简单,其缺点是工作在欠压状态,集电极效率较低,不能充分利用直流电源的能量。
仿真电路如下:三、实验结果频谱分析如下由图可见,调幅波幅度随调制信号(基带信号)的幅度变化而变化。
并且,其频谱中含有3个频率成分,移动指针可以看出,它们分别为57KHz、60KHz和63KHz。
模型中载波频率为60KHz,调制信号频率 取值为3KHz,因此,调幅波的三个频率成分为63KHz、60KHz 和57KHz,可见测试结果和理论分析是一致的。
四、实验总结通过这次实验我对基极调幅电路理解的更加透彻了,掌握了用晶体三极管进行基极调幅的原理和方法,对已调波与调制信号及载波信号的关系有了新的认识。
集电极调幅电路课程设计
集电极调幅电路课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录前言.................................................... 错误!未定义书签。
1集电极振幅调制器的工作原理及分析.......................... 错误!未定义书签。
集电极振幅调幅器的工作原理 ............................... 错误!未定义书签。
集电极电路脉冲的变化情况................................. 错误!未定义书签。
集电极调幅波形图......................................... 错误!未定义书签。
集电极调幅的静态调制特性 ................................. 错误!未定义书签。
2集电极调幅设计与仿真...................................... 错误!未定义书签。
集电极振幅调制设计电路 ................................... 错误!未定义书签。
集电极振幅调制仿真电路 ................................... 错误!未定义书签。
调制信号波形和集电极调幅输出波形的比较和分析 . (6)3集电极电路分析 (7)调幅波的数学表示式推导 (7)集电极调幅电路的工作状态分析 (7)4软件MULTISIM 14介绍 (8)仿真软件概述 (8)界面预览 (8)元器件库的说明 (8)注意事项及可能遇到的问题 (9)5电路的改进 (9)此电路的优缺点 (9)改进方案 (10)6设计总结................................................. 错误!未定义书签。
1参考文献.. (11)前言调制器与解调器是通信设备中的重要部件。
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辽宁工业大学高频电子线路课程设计(论文)题目:基极调幅电路设计院(系):电子与信息工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:曹玉东教师职称:副教授起止时间:2013.06.28—2013.07.07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课程设计题目基极调幅电路设计课程设计(论文)任务设计内容: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采用单调谐作为负载采用三极管作为放大器指导教师评语及成绩平时成绩(20%):论文成绩(40%):答辩成绩(40%):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信号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高频信号,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,也就是把高频信号解读出来就可以得到调制信号了。
调幅波的形成早期移动通信电台大都采用调幅方式,由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅而失真,目前已经很少采用。
调频制在抗干扰和衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真,目前已很少采用。
调频制在抗干扰和抗摔落性能方面优于调幅制,对移动信道有较好的适应性。
高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化,这就是调幅波。
由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。
所以现在这种技术已经比较少被采用。
但在简单设备的通信中还有采用。
比如收音机中的AM波段就是调幅波。
所谓基极调幅,就是用调制信号电压来改变高功率放大器的基极偏压,以实现调幅。
其基本原理是,低频调制信号电压与直流偏压相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随着调制信号波形而变化。
使三极管工作在欠压状态下,集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。
因此,集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。
关键词:基极调幅;载波信号;调制信号;欠压状态目录第1章绪论 (1)1.1基极调幅电路的应用意义 (1)1.2本文研究内容 (2)第2章基极调幅电路硬件设计 (3)2.1总体设计方案 (3)2.2整体电路图及分析 (3)2.3晶体管工作特性曲线分析 (4)第3章电路仿真与参数计算 (7)3.1电路图仿真结果与分析 (7)3.2有关参数计算与分析 (8)第4章课程设计总结 (10)参考文献 (11)附录: (13)第1章绪论1.1基极调幅电路的应用意义为了将低频信号有效地辐射出去,为了使发射与接收效率碌在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。
但语言、音乐;图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号,财发射机将工作于同一频率范围。
这样,接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。
克服以上的困难,必须利用高频振荡,将低频信号“附加”在高频振荡人这样,就使天线的辐射效率提高尺寸缩小;同时,每个电台都工作于不同的载波颠串,接收机可以调谐选择不同脉电台,这就解除了上述的种种困难。
所谓将信号“附加”在高频振荡上,就是利用信号来控制高频振荡的其一参数,使这个参数随信号而变化。
达就是调制,绪论中已指出,调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类。
连续波调制是用信号来控制载波的振荡频率或相比因而分为调幅.调频和调相三种方法。
所谓基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现调幅。
它的基本电路如图1.1所示:图1.1基极调幅的基本电路由图可知,低频调制信号电压i V 与直流偏压bb V 相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随调制信号波形而变化。
在欠压状态下,集电极电流的基波分量1cm I 随基极电压成正比变化。
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变化,于是得到调幅波输出。
由此可知,为了获得有效的调幅,基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。
1.2 本文研究内容本设计要求: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 采用单调谐作为负载采用三极管作为放大器本设计采用三极管做为放大器,利用基极反相偏置电压使三极管工作在丙类状态下。
将低频调制信号电压与直流偏压相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随着调制信号波形而变化。
使三极管工作在欠压状态下,集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。
再将调制后的信号经过耦合回路输出。
这样就实现了基极调幅的作用。
第2章 基极调幅电路硬件设计2.1 总体设计方案图2.1 整体设计方案框图在基极,调制信号加到载波信号上,将载波信号进行调制,然后经过放大器放大,再输出到调谐负载上进行调谐,最后经过发射天线发射出去。
这样就得到了调幅波输出。
2.2 整体电路图及分析在输入端,载波信号为0.5V 正弦信号,频率为1MHz ,调制信号为0.5V 正弦信号,频率为15KHz ,电容与电阻并联分别用来选择直流和交流的导通。
电容用来隔离直流成分。
对于交流成分使其不至于衰减。
右端耦合电路用来选择调制后的信号,从而发射出去,图中用示波器来测试输入的调制信号与输出的调幅波信号。
由于需要时晶体管工作在丙类状态下,所以在基极偏置电压加上0.6V 的直流电压使晶体管工作在临街导通状态。
整体电路图如图2.2所示:载波 信号放大器调制 信号调谐 负载发射天线图2.2 整体电路图2.3晶体管工作特性曲线分析放大器可以按照电流通角的不同,分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角等于180o;丙类放大器电流的流通角则小于180o乙类和丙类都适用于大功率工作。
丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。
如图2.3所示,QA 、QB、QC分别为甲类、乙类、丙类工作时的静态工作点。
这正是基极调幅电路与谐振功率放大器的区别点。
这样,当加上等幅的高频载波后,由于基极偏压的变化,在集电极回路中将出现幅度随um而变化的一系列高频电流脉冲,如图所示。
这种高频电流包含着许多新的频率成份,又由于集电极电路中的LC回路谐振在ω0上,所以只有ω,和ω±Ω三个频率成份在回路上有较大的压降,而其他成份都将滤去,因此,在回路两端便得到调幅电压au,如图2.4所示。
图2.3 静态工作点电流特性曲线图2.4 基极调幅电流电压波形设在调制电压变化范围内,1c m I 、co I 、bb V 的关系式线形的,则有如下公式:()t m V t U V V a bT m bT bb Ω+=Ω+=Ωcos 1cos ()t m I I a T co Ω+=cos 1ω()t m I I a cT m c Ω+=cos 11其中 bT m a V U m /Ω=如图2.4所示,得到调幅后的调制信号,将调幅信号加到载波上形成了包络。
这里包含了许多频率成分又由于集电极电路中的LC 回路的谐振在0ω上,所以只有0ω和Ω±0ω三个频率成分在回路上有较大的压降,而其它成分都将滤去,因此,在回路两端便得到调幅电压a u 。
第3章电路仿真与参数计算3.1电路图仿真结果与分析电路仿真分为两个部分,第一部分是载波信号和调制信号的波形,具体波形如图3.1所示:图3.1载波信号与调制信号的波形图如图所示,图中上部黑色正弦波为频率为1MHz的正弦波。
该波是高频载波,为了将调制信号从低频搬移到高频,从而发射出去。
因此需要高频信号作为载波信号。
下部分红色波形为频率15KHz的调制信号,该信号为需要发射出去的有用信息,如音频信号等。
由于频率比较低,容易发生衰减无法进行远距离传输,并且对天线的要求非常高,不适合远距离传输。
因此需要将该信号附加到高频信号上发送出去,然后解调出来得到有用信号。
第二部分为调幅波信号和调制信号,如图3.2所示:图3.2 调幅波信号与调制信号的波形图上图黑色波形为调幅波信号,下图红色波形为调制信号波形。
调幅波的波形附加到了载波上形成了包络,这样就可以通过调谐回路选频后从天线上发射出去,然后在接收端解调出来。
这样就实现了信号的远距离传输。
3.2 有关参数计算与分析根据要求设计给的参数有:V V cc 12=,KHz f 15= 如上仿真波形可知V V 620m ≈max , mV V 5000≈ 由公式m a =(V max −V 0)V 0⁄ 得24.0=a m由电路可知,负载等效电阻为0.025Ω由公式载波功率:P0T=V 0 2 2R得出载波输出功率为5W。
于是得到调幅波输出总功率为:()()2 00 05.01aTTmPPPP+=+=Ω±ω得调幅波输出功率为=P 5.144W第4章课程设计总结本次课程设计所设计的基极调幅电路原理比较简单,实用性也较强,对于要求不太高的地方使用较为广泛,比如广播电台。
本设计主要就是将低频信号附加在高频信号上发射出去,从而达到信息传输的目的。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。
认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。
在高频课程设计的过程中,我遇到了诸多的问题,例如:查阅资料的方法错误、设计思路的不正确、电路图连接错误、调试软件不熟练等等。
通过仔细分析、独立思考、同学讨论以及老师的点拨,很多问题都迎刃而解。
通过这些问题的出现,问题的解决,更加锻炼了我的细心、耐心和毅力,为以后的生活奠定了基础。
参考文献[1] 张肃文主著《高频电子线路》高等教育出版社 2012.12[2] 康华光主编《电子技术基础》高等教育出版社 2011.11[3] 市川裕一编著《高频电路设计与制作》科学出版社2012.1[4] 黑田彻编著《晶体管电路设计与制作》科学出版社 2011.3[5] 铃木雅臣编著《高低频电路设计与制作》科学出版社 2012.3[6] 稻叶保编著《模拟技术应用技巧101例》科学出版社2013.1[7] 阎石主编《数字电子技术基础》高等教育出版社2012.3[8] 高吉祥编著《电子技术基础实验与课程设计》电子工业出版社 2002.6[9] 张玉璞编著《电子技术课程设计》北京理工大学出版社 2010.2[10] 鲁宝春主编《数字电子技术基础学习指导》北京东北大学出版社 2012.2附录:元件明细表器件名称个数型号交流信号源 2 0.5V晶体管 1 2N2218电阻 1 24K电阻 1 10K电阻 1 2K电容 1 0.01uF电容 1 10uF电容 1 5uF电容 1 100pF直流电压 1 0.6V直流电压 1 12V电感 1 250uH。