调幅发射机

调幅发射机

高频部分

振荡回路：振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能由振荡电路产生。振荡电路物理模型（即理想振荡电路）的满足条件

①整个电路的电阻R=0（包括线圈、导线），从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。

②电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。

③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。

原理：振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。

放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。

充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。

放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。

在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。

缓冲放大器电路

缓冲放大器是电阻抗转换，从一个电路到另一个电路。一个缓冲区的主要目的是为了防止后续的前面电路的负荷。例如，一个传感器可有能力产生一个电压或电流对应于一个特定的物理量它的意义，但它可能没有驱动电路，它是连接到电源。在这种情况下，可用于缓冲区。一个传感器和后继电路之间的连接时的缓冲区容易驱动电路的电流或电压根据传感器output.Buffers是归类为电压缓冲器和当前缓冲区。理想的电压缓冲器和当前缓冲区的符号分别在图1和图2所示。

理想的电压缓冲符号理想的电流缓冲符号

电压缓冲器

电路，传输电路与电路具有低输入阻抗高输出阻抗的电压是调用一个电压缓冲器。这两个电路之间的连接电压的缓冲加载第一个防止低输入阻抗电路（第二个）。无限的输入阻抗，输出阻抗为零，绝对的线性，高速等，是一个理想的电压缓冲的功能。

如果电压没有任何变化幅度从第一个电路转移到第二个电路，这种电路被称为单位增益电压缓冲器或电压跟随器。输出电压跟踪或跟随输入电压。电压跟随器的电压增益是团结（AV = 1）。即使是没有电压增益，将有足够量的电流增益。因此，电压跟随两个电路之间的连接时，它会传送的电压没有任何变化幅度从第一个到第二个，第二电路驱动，而不加载第一个电路。

使用运放，BJT或MOSFET的电压缓冲可实现。电压跟随器使用晶体管（BJT），如图3所示。也被称为射极跟随器的电压跟随器使用BJT的。+ VCC是晶体管的集电极电压，Vin是输入电压，Vout是输出电压和再是晶体管发射极电阻。

使用运算放大器实现的电压跟随器，如图2所示。这是通过应用全系列负反馈的运算放大器，即输出引脚连接到反相输入引脚。这里的运放配置在非反相模式（参见图2）。因此，增益方程马路= 1 +（Rf/R1）。

由于输出和反相输入端短路，RF = 0。

由于没有R1到地面，它可以被视为一个开放的电路，所以R1 =∞因此（Rf/R1）=（0 /∞）= 0。

因此，电压增益AV = 1 +（Rf/R1）= 1 +0 = 1。

使用晶体管的电压跟随器

使用运放的电压跟随器

当前的缓冲区

当前缓冲区是用来传送电流从低输入阻抗电路具有高输入阻抗电路的电路。当前的缓冲电路在两个电路之间的连接，防止第二个电路，从加载的第一个电路。一个理想的电流缓冲功能是无限的输入阻抗，输出阻抗为零，高线性度和响应速度快。一个单位增益（B = 1时）当前缓冲区被称为单位增益当前缓冲区或当前的追随者。这里的输出电流跟踪或以下的输入电流。使用晶体管（BJT或MOSFET），可以实现电流的缓冲区。

电流放大器电路

电流放大器电路是由一个固定的因素放大电路输入电流馈送到后续电路。电流电压缓冲放大器是有点类似，但不同的是，一个理想的电压缓冲将尝试提供任何电流通过负载所需，同时保持相同的输入和输出电压，电流放大器提供与当前的后续阶段输入电流是固定的倍数。电流放大器，可实现使用transistors.The使用晶体管的电流放大器电路原理如下图所示。在这个电路中使用两个晶体管。β1和β2晶体管Q1和Q2分别为当期损益。IIN是输入电流，输出电流是输出电流和输出电流的计算公式是输出电流，VCC是晶体管T2的集电极电压=β1β2IIN。

倍频器

倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路，常用的是二倍频和三倍频器。在手持移动电话中倍频器的主要作用是为了提升载波信号的频率，使之工作于对应的信道；同时经倍频处理后，调频信号的频偏也可成倍提高，即提高了调频调制的灵敏度，这样可降低对调制信号的放大要求。采作倍频器的另一个好处是：可以使载波主振荡器与高频放大器隔离，减小高频寄生耦合，有得于减少高频自激现象的产生，提高整机工作稳定性。

放大器

使用高频功率放大器的目的

放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。

高频功率信号放大器使用中需要解决的问题

①高效率输出②高功率输出

谐振功率放大器与小信号谐振放大器

相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负载均为谐振回路。

不同之处：为激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同；晶体管动态范围不同。

谐振功率放大器的动态特性

高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。如果VCC、VBB、vb 3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻Rp 决定。此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。

各级电压对工作状态的影响

欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种工作状态。

过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状态。

临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。

高频功放和其它放大器一样，其输入和输出端的管外电路均由直流馈线电路和匹配网络两部分组成。谐振功放的实际电路包括有馈电电路、输入输出端的匹配电路。无是直流电路还是高频电路，都应符论合下述三条原则：（1）对直流电源不能被短路，直流电路必须有通路，以保证将能加到集电极；

（2）负载电压基波不能被短路，且电流也必须有通路，以保证回路输出有高频功率；

（3）高频电流不能通过直流电源（但直流可通过线圈回路），以免产生寄生偶合与高频损耗。

要满足上述原则，可在电路中接入一些辅助元件，以构成谐振功率放大器的实际电路。

低频部分

低频电压放大级

低频电压放大器是指工作频率在20 赫～20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。

（1 ）共发射极放大电路

图1 （a ）是共发射极放大电路。C1 是输入电容，C2 是输出电容，三极管VT 就是起放大作用的器件，RB 是基极偏置电阻,RC 是集电极负载电阻。1 、3 端是输入，2 、3 端是输出。3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 （ b ），动态时交流通路见图 1 （ c ）。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。

（2 ）分压式偏置共发射极放大电路

图2 比图1 多用3 个元件。基极电压是由RB1 和RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中增加电阻RE 和电容CE ，CE 称交流旁路电容，对交流是短路的；RE 则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极真正的输入电压是

RB2 上电压和RE 上电压的差值，所以是负反馈。由于采取了上面两个措施，使电路工作稳定性能提高，是应用最广的放大电路。

（3 ）射极输出器

图 3 （ a ）是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 （ b ）是它的交流通路图，可以看到它是共集电极放大电路。

这个图中，晶体管真正的输入是V i 和V o 的差值，所以这是一个交流负反馈很深的电路。由于很深的负反馈，这个电路的特点是：电压放大倍数小于 1 而接近 1 ，输出电压和输入电压同相，输入阻抗高输出阻抗低，失真小，频带宽，工作稳定。它经常被用作放大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用。

（4 ）低频放大器的耦合

一个放大器通常有好几级，级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种：①RC 耦合，见图 4 （ a ）。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。②变压器耦合，见图4 （b ）。优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高，但变压器制作比较麻烦。

③直接耦合，见图 4 （ c ）。优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵

制，稳定性差，设计制作较麻烦。

调制器

一、概述

调制器是调制式直流放大电路中的一个重要环节。由下图的方框可见：欲放大的直流信号ui经过调制器后，变为交流信号UA；再经过交流放大器放大后，最后由解调器转换成直流输出信号UO；振荡器产生开关信号UC；用于控制调制器的取样动作。由于信号的放大任务主要由交流放大器完成，而交流放大器的零点漂移小到可以忽略不计，调制器与解调器的零漂也可以做得很小，所以，调制式直流放大器可用来放大微弱的直流信号，

调制器通常有三种形式：机械调制器（机械斩波器）、晶体管调制器、场效应管调制器。按电路形式可分为并联调制器和串、并联调制器两种，后者比前者性能优越，但结构复杂。

二、调制器原理

下图为调制器的原理图，因为开关K负载并联，故称为并联制器

工作过程如下：若在0-T/2时间内K断开，则A点取得电平UmA；若在（T/2）-T时间内K 接通，则A点接地；以后随差开关K周期地通断动作，在A点将得到一脉动的直流电压UA （如下图），UA可以分解为直流分量UAO和交流分量UA-O，经过隔直电容C后，UAO 降落在电容器上，而交流分UA-被送到负载RL上去，即UO=UA-O

三、并联调制器

1、晶体管调制制器

晶体管调制器是以晶体三极管作开关器，其电路和波形如下图所示，晶体管BG的基极接入控制电压Ua（方波），当Ua为负半波时，BG载止，则Ui对C充电，充电电流从上而下流过RL,所以UO为正；反之，当Ua为正半波时，BG饱和，则C经BG及RL放电，放电电流从下而上流过RL，故UO为负。随着UO交替地变化，输出端UO就得到了交替的方波电压，其数值正比于输入电压，它的频率与Ua相同。

2、场效应管调制器

场效应管调制器是以场效应管作为开关器，其电路及波形如下图所示，由图可见，当BG的栅极加上负向脉电压Ua，就能定期地控制场效应管的开通与夹断，从而把输入直流电压Ui 变为交流输出电压UO，工作过程与晶体管调制器相同。

四、串并联调制器

下图（a)为串并联调制器及其波形图。BG1与负载RL串联，BG2与RL并联，两只场效应管BG1、BG2分别为受电压Ua1与Ua2控制；而Ua1与Ua2对地点来说，相位相反，若在0-（T/2）时间内Ua1为正，则Ua2为负，使BG1导通和BG2截止，此时Uw=Ui若在（T/2）/T时间内Ua1为负，则Ua2为正，使BG1截止和BG2导通，此时，UW=0。经过耦合电容C2后，滤UW中的直流分量，在负截RL两端得到了交流的调制方波，

在下图（b）中是双直流输入信号（Ui和Uf）的串、并联调制器及其波形图，它可同时完成调制与比较两项任务，输出电压UO正比于两输入信叼的幅值差，工作原理与上述相同