高频电子线路课程设计与仿真

高频电子线路课程设计（论文）

题目：集电极调幅

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任务及评语

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课程设

计（论

文）题目

集电极调幅

课程设计（论文）任务

要求：1．用EWB仿真，能够观察输入输出波形。

2．三极管工作在丙类状态

3．采用单调谐做为负载

4．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

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。对各种方案进行比较，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

及成绩成绩：指导教师签字：

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目录

第1章集电极调幅设计方案 (1)

1.1 调幅器 (1)

1.2 集电极调幅 (1)

1.3 集电极调幅的要求及技术指标 (1)

第2章集电极调幅的工作原理及分析 (2)

2.1集电极调幅的工作原理 (2)

2.2 集电极电流脉冲的变化情形 (3)

2.3 集电极调幅波形图 (3)

2.4 集电极调幅的静态调制特性 (4)

第3章集电极调幅设计仿真 (6)

3.1 设计电路 (6)

3.2 输入载波信号波形 (6)

3.3 输入调制信号波形 (7)

3.4 输出波形 (7)

第4章设计总结 (8)

器件附表 (8)

参考文献 (8)

第1章集电极调幅设计方案论证

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。

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

第2章 集电极调幅的工作原理及分析

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max 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。

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υ

Ω

控制的，回路两端输出的高频电压也随υ

Ω

变化，因而实现了集电极调

幅。其波形如图2—3所示。