通信电子线路课程设计集电极调幅电路的设计与仿真

一、课程设计内容

1.课程设计目的：

通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。

2.课题题目

1)集电极调幅电路的设计与仿真

2)二极管峰值包络检波电路的设计与仿真

3)晶体三极管混频电路的设计与仿真

4)变容二极管调频电路的设计与仿真

二、课程设计要求：

设计课题题目：每位同学根据自己学号除以4所得的余数加一选择相应题号的课题。换题者不记成绩。

要求：掌握集电极调幅电路、晶体二极管峰值包络检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。

①培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

②通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。

③了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

④培养严谨的工作作风和科学态度。

三、课程设计进度安排

四、课程设计说明书与图纸要求

课程设计说明书包括内容：

1.设计任务及主要技术指标和要求。

2.选定方案的论证及整机电路的工作原理。

3.单元电路的设计计算，元器件选择，电路图。

4.整机电路仿真结果（包括偏置点分析、DC扫描、瞬态分析和AC扫描）。

5.列出元件﹑器件明细表。

6.对设计成果作出评价，说明本设计特点和存在的问题，提出改进意见；

目录

一、课程设计目的和要求 0

目的 0

要求 0

二、设计方案和基本原理 0

设计方案 0

基本原理 (1)

三、设计电路 (1)

四、电路仿真 (1)

五、元器件明细表 (1)

六、总结 (2)

集电极调幅电路的设计与仿真

一、课程设计目的和要求

目的：

通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。

要求：

掌握集电极调幅电路、晶体二极管峰值包络检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。

①培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

②通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。

③了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

④培养严谨的工作作风和科学态度。

二、设计方案和基本原理

设计方案：

vΩcosΩt经低频变压器加在集电极上，并与直流电源电压Vct相串调制信号vΩ

=

馈；高频载波v0(t)=v0cosω0t经高频变压器加在基极回路中。因为Ω《ω0，可将Vc(t)=Vct+VΩ(t)作为放大器的等效低频供电电源。在调制过程中，V(t)随调制信号v Ω(t)而变化。如果要求集电极输出回路产生振幅按调制信号vΩ(t)规律变化的调幅电压，则应该要求集电极电流的基波分量Ic1m、集电极输出电压Vc(t)变化。由第4章对谐振功放的讨论可知，应使放大器在Vc(t)的变化范围内工作在过压区。此时，输出信号的谐振值就随电源供电电压Vc(t)线性变化；如果输出回路调谐在载波角频率w0上，则输出信号为Vc(t)=Vc(t)cosw0t=[Vct+VΩcosΩt]cosω0t，实现了高电平调幅。

图1 集电极调幅电路原理图

基本原理：

高电频调幅电路需要兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。其工作原理是用调制信号控制高频功率放大器的输出功率实现调幅。因此，可以用效率较高、输出功率大的高频谐振功率放大器为基础构成高电平调幅电路。最常用的方法是对功放的供电电压进行调制，功放工作在乙类或者丙类，其输出电路对载频调谐，宽带为调制信号带宽的2倍。

集电极调幅的工作原理是利用某一电极的直流电压从而控制集电极高频电流振幅，通过中心频率谐振在载波频率上，宽带为2Ωmax的谐振回路即可得到已调幅信号，它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。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。

图2 集电极调幅各平均功率

图3 集电极被调丙类放大器中各部分的电流与电压波形

三、设计电路

图4 电路设计图

根据公式f=1/2√LC以及C1=2n,L1=3uH可知，V4频率为2MEG，电路图以原理图为基础，V3为10V；V4的VOFF为-2V，VAMPL为3V，FREQ为2MEG；V5的VOFF为0，VAMPL 为6V，FREQ为20KHz。

四、电路仿真

图5 偏置点分析

图6 DC扫描

图7 瞬时分析

五、元器件明细表