高频论文

高频电子线路

课程论文

论文题目：高电平调幅电路分析

专业：08电子信息工程本科

小组成员: 杨珊珊（200800802045）

杨晓丽（200800802027）

张茜（200800802038）指导老师：**

完成时间：2010年12月20日

高电平调幅电路分析

【摘要】高电平调制电路与低电平调制相比，优点是不必采用效率较低的线性功率放大器，直接产生满足发射机输出功率要求的已调波，广泛采用高效率的丙类谐振功率放大器，多用于调幅发射机中，包括集电极调制电路和基极调制电路。集电极调制电路必须工作于过压状态，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。具有调制线性好，集电极效率高，效率不变的优点；但所需调制信号功率大。基极调制电路必须工作于欠压状态，用调制信号来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。其缺点是调制过程中效率是变化的，平均集电极效率不高；但所需调制功率很小，对整机的小型化有利。

【关键词】集电极调幅，基极调幅，功率，效率

引言

高电平调制是将功放和调制合二为一，调制后的信号不需要再放大就可以直接发送出去。现在许多广播发射机都采用这种调制，这种调制主要用于形成AM 信号，调制效率要高，线性范围大，失真小。这种调制是在高频功率放大器中进行的，通常分为基极调幅和集电极调幅。因此，为了更好的理解在高频电子线路中所学的知识和为以后的工作实践打好基础，我们借此课题详细地分析高电平调幅电路。

1.集电极调幅：

1.1：集电极调幅的基本电路图1.1,低频调制信号V

cosΩt与直流电源V cc相

Ω

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。

图1.1

对于丙类高频功率放大器，当基极偏置电压V

，激励高频信号电压振幅V bm和集

bb

不变，只改变集电极有效电源电压时，集电极电流脉冲在电极有效回路阻抗R

p

欠压区可认为不变。而在过压区，集电极电流脉冲幅度将随集电极电源电压V

CC 成正比变化。因此集电极调幅必须工作在过压区，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。

1.2:电路分析

1.2.1：设基极激励信号电压为：U

=V bm cos w0t

b

则基极瞬时电压为V B=V bm cos w0t−V BB

又设集电极调制信号电压为U c=VΩcosΩt

则集电极有效电源电压为V C=VΩcosΩt+V CC=V CC(1+m a cosΩt)

上式中，调幅指数m a=VΩ

V CC

⁄ , 由此可见，要想得到100%的调幅，调制

信号电压的峰值应等于直流电压V CC。

1.2.2: 集电极调幅电路的电流与功率:

在线性调幅时，由集电极有效电源V

CC 所提供的集电极电流的直流分量I

C0

和集

电极电流的基波分量I

C1m 与 V

C

成正比，如图1.2所示。

图 1.2 理想化静态调幅特性

当V C=VΩcosΩt+V CC=V CC(1+m a cosΩt)时，

则I co=I coT(1+m a cosΩt),I c1m=I c1T(1+m a cosΩt)

1.2.2.1 （1）在载波状态时，U c=0，此时V C=V CC，I co=I coT,I c1m=I c1T 其对应的功率和效率为：

直流电源V CC输入功率P==V CC×I coT 载波输出功率P0T=1

2

I c1T2R P

集电极损耗功率P CT=P=−P0T

放大器的集电极效率为ηC=P0T

P=

⁄

（2）当处于调幅波峰（最大点）时，电流和电压都达到最大值：V Cmax=V CC(1+ m a) ,

I comax=I coT(1+m a),I c1m max=I c1T(1+m a)

则对应的各项功率和效率为：

有效电源输入功率P=max=P=(1+m a)2

高频输出功率P0Tmax=P0T(1+m a)2

集电极损耗功率P=(1+m a)2−P0T(1+m a)2=P CT(1+m a)2

放大器的集电极效率ηCmax =P=max

P0Tmax

⁄ = ηC

以上各式说明，在调制波峰处所有的功率都是载波状态相应功率的(1+m a)2倍，集电极效率不变。

1.2.2.2 （1）在调制信号（音频）一周内的电流的平均值

由此得出一个结论：在线形调幅时，集电极被调丙类放大器的平均直流电流不变。（2）由集电极有效电源电压V

C

供给被调放大器的总平均功率为

P=av=

1

2π

∫V C

π

−π

I co d(Ωt)=P=(1+m a

2

2

)

式中，由集电极直流电源V CC所供给的平均功率则为P==V CC I coT （3）由调制信号源U c所供给的平均功率为

在调制一周内平均输出功率为

在调制信号一周内平均集电极损耗功率为 在调制信号一周内平均集电极效率为 综上所述，可得出如下几点结论：

1.调制信号一周内平均功率都是载波状态对应功率的 (1+m a 2

2) 倍。

2.总输入功率分别由V CC 和U c 所供给，V CC 供给用以产生载波功率的直流功率P =T ，U c 则供给用以产生边带功率的平均输入功率P 。

3.集电极平均损耗功率等于载波点的损耗功率的(1+m a 2

2) 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 c 需要提供输入功率，故调制信号源U c 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。

2. 基极调幅：

2.1：基极调幅的基本电路图2.1,低频调制信号V Ωcos Ωt 与直流偏压V BB 相串联，因此放大器的有效偏压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。

图2.1

U b =V bm cos ωC t 为高频载波电压 U Ω=V Ωm cos Ωt 为调制信号电压

V BB (t )=V BB +U Ω 作为等效基极偏置电压