《通信電子電路》全套PPT課件

《通信電子電路》全套PPT課件,通信電子電路,通信,電子電路,全套,PPT,課件 第第5章章 振幅調(diào)制與解調(diào)振幅調(diào)制與解調(diào)5.1 概述概述5.2 調(diào)幅信號的分析調(diào)幅信號的分析5.3 調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析5.4 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路5.5 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路5.6 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路返回總目錄返回總目錄一、一、本章內(nèi)容本章內(nèi)容（一）本章重點（一）本章重點 .調(diào)幅波的性質(zhì)，調(diào)幅波產(chǎn)生的理論分析；冪調(diào)幅波的性質(zhì)，調(diào)幅波產(chǎn)生的理論分析；冪 級數(shù)分析法；級數(shù)分析法；.普通調(diào)幅波產(chǎn)生電路；普通調(diào)幅波產(chǎn)生電路；.大信號基極、集電極調(diào)幅工作原理及設(shè)計、大信號基極、集電極調(diào)幅工作原理及設(shè)計、調(diào)整要點；調(diào)整要點；.大信號峰值包絡(luò)檢波；大信號峰值包絡(luò)檢波；.抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路。抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路。（二）本章難點（二）本章難點 .大信號基極、集電極調(diào)幅工作原理及設(shè)計、大信號基極、集電極調(diào)幅工作原理及設(shè)計、調(diào)整要點；調(diào)整要點；.抑制載波雙邊帶調(diào)幅。抑制載波雙邊帶調(diào)幅。二、本章重點和難點二、本章重點和難點三、符號三、符號 高頻高頻 低頻低頻四、三角函數(shù)復(fù)習(xí)四、三角函數(shù)復(fù)習(xí)五、數(shù)學(xué)分析方法五、數(shù)學(xué)分析方法 1）冪級數(shù)分析法（小信號）冪級數(shù)分析法（小信號）2）折線近似分析法（大信號）折線近似分析法（大信號）5.1 5.1 概述概述一、調(diào)幅一、調(diào)幅1 1.含意含意-振幅調(diào)制就是振幅調(diào)制就是用低頻調(diào)制用低頻調(diào)制信號去控制高頻載波信號的振幅，信號去控制高頻載波信號的振幅，使載波的振幅隨調(diào)制信號成正比地使載波的振幅隨調(diào)制信號成正比地變化變化。2.2.波形圖波形圖 只有天線實際長度與電信號的波長相比擬只有天線實際長度與電信號的波長相比擬時，這時電信號才能以電磁波形式有效地輻射。時，這時電信號才能以電磁波形式有效地輻射。若信號頻率為若信號頻率為1kHz，其相應(yīng)波長其相應(yīng)波長300km，若若采用波采用波1/4波長的天線，就需要波長的天線，就需要75km，制造這樣制造這樣的天線是很困難的。的天線是很困難的。這就要求原始電信號必須有足夠高的頻率。這就要求原始電信號必須有足夠高的頻率。3.為什么要調(diào)制？為什么要調(diào)制？對于有線通信雖然可以傳輸語音之類的低頻對于有線通信雖然可以傳輸語音之類的低頻信號。但一條信道只傳輸一路信號太不經(jīng)濟，利信號。但一條信道只傳輸一路信號太不經(jīng)濟，利用率太低。用率太低。所以所以有線通信也需要將各路語音信號搬移到有線通信也需要將各路語音信號搬移到不同的頻段，以實現(xiàn)多路信號一線傳輸而又不互不同的頻段，以實現(xiàn)多路信號一線傳輸而又不互相干擾。相干擾。采用調(diào)幅采用調(diào)幅 1）由于頻率高，可以無線傳輸；）由于頻率高，可以無線傳輸；2）可以實現(xiàn)多路信號一線傳輸而又不互相）可以實現(xiàn)多路信號一線傳輸而又不互相干擾。干擾。1）檢波檢波-調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)幅波的解調(diào)2）檢波的波形圖檢波的波形圖二、檢波二、檢波檢波器與輸入、輸出波形檢波器與輸入、輸出波形5.2 5.2 調(diào)幅信號的分析調(diào)幅信號的分析一、普通調(diào)幅波一、普通調(diào)幅波（表達式、波形、頻譜、功率）（表達式、波形、頻譜、功率）圖圖5-1 5-1 調(diào)幅波的波形調(diào)幅波的波形 1 1調(diào)幅波的表達式調(diào)幅波的表達式、波形、波形調(diào)制信號：調(diào)制信號：載波信號：載波信號：調(diào)幅波的振幅為調(diào)幅波的振幅為調(diào)幅波為調(diào)幅波為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度表示載波振幅受調(diào)制信號控制的程度表示載波振幅受調(diào)制信號控制的程度調(diào)幅波幅度變化調(diào)幅波幅度變化，若若ma 1幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過調(diào)幅幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過調(diào)幅.2.調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的頻譜 單音頻調(diào)制信號單音頻調(diào)制信號 由由三個高頻分量三個高頻分量組成：組成：角頻率為角頻率為 的載波的載波 稱為上邊頻分量；稱為上邊頻分量；稱為下邊頻分量。稱為下邊頻分量。載波頻率分量的振幅仍為載波頻率分量的振幅仍為Ucm,而兩個邊頻而兩個邊頻分量的振幅為分量的振幅為 1/2 maUcm 因因ma的最大值只能等于的最大值只能等于1，故邊頻振幅的，故邊頻振幅的最大值不能超過最大值不能超過1/2Ucm。1）三個高頻分量的振幅）三個高頻分量的振幅2）頻譜圖）頻譜圖 調(diào)幅波的每調(diào)幅波的每一個正弦分量用一個正弦分量用一個線段表示，一個線段表示，線段的長度代表線段的長度代表其幅度，線段在其幅度，線段在橫軸上的位置代橫軸上的位置代表其頻率。表其頻率。調(diào)幅的過程就是調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制在頻譜上將低頻調(diào)制信號搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。信號搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。圖圖5-25-2普通普通調(diào)幅波的頻譜圖調(diào)幅波的頻譜圖 在單頻調(diào)制時，其在單頻調(diào)制時，其調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號頻譜的兩倍，調(diào)制信號頻譜的兩倍，即即 B=2F。3）頻帶寬度）頻帶寬度 多頻調(diào)制多頻調(diào)制時，調(diào)幅波方程為：時，調(diào)幅波方程為：相應(yīng)地，其調(diào)幅波含有一個載頻分量及一系相應(yīng)地，其調(diào)幅波含有一個載頻分量及一系列的高低邊頻分量等。列的高低邊頻分量等。總的頻帶寬度為最總的頻帶寬度為最高調(diào)制頻率的兩倍高調(diào)制頻率的兩倍，即，即B=2Fmax。圖圖5-3 5-3 多頻調(diào)制調(diào)幅波的頻譜圖多頻調(diào)制調(diào)幅波的頻譜圖n結(jié)論：結(jié)論：調(diào)制后調(diào)制信號的頻譜被線性地搬移調(diào)制后調(diào)制信號的頻譜被線性地搬移到載頻的兩邊，成為調(diào)幅波的上、下邊到載頻的兩邊，成為調(diào)幅波的上、下邊帶。帶。調(diào)幅的過程實質(zhì)上是一種頻譜搬移的調(diào)幅的過程實質(zhì)上是一種頻譜搬移的過程過程。3 3調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率 載波分量功率：載波分量功率：上邊頻分量功率：上邊頻分量功率：下邊頻分量功率：下邊頻分量功率：因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號的一個周期內(nèi)給出的因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號的一個周期內(nèi)給出的平均功率平均功率為為 邊頻功率隨邊頻功率隨 ma 的增大而增加；的增大而增加；當(dāng)當(dāng) ma=1時，邊頻功率為最大，即時，邊頻功率為最大，即P=3/2Pc，這時這時上、下邊頻功率之和只有載波功率的一半，上、下邊頻功率之和只有載波功率的一半，這也就是說，用這種調(diào)制方式，這也就是說，用這種調(diào)制方式，發(fā)送端發(fā)送發(fā)送端發(fā)送的功率被不攜帶信息的載波占去了很大的比的功率被不攜帶信息的載波占去了很大的比例，例，顯然，這是顯然，這是很不經(jīng)濟的很不經(jīng)濟的。但由于這種。但由于這種調(diào)調(diào)制設(shè)備簡單制設(shè)備簡單，特別是解調(diào)更簡單，便于接特別是解調(diào)更簡單，便于接收，所以它仍在某些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。收，所以它仍在某些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。二、抑制載波雙邊帶調(diào)幅二、抑制載波雙邊帶調(diào)幅 DSB/SC-AM1.DSB/SC-AM 調(diào)幅波頻譜與波形圖調(diào)幅波頻譜與波形圖圖圖5-5 5-5 DSB/SC-AM的頻譜圖的頻譜圖圖圖5-5 5-5 DSB/SC-AM的波形圖的波形圖2.DSB/SC-AM 的特點的特點 1 1）DSB/SC-AM 信號的幅值仍隨調(diào)制信號信號的幅值仍隨調(diào)制信號而變化，但與普通調(diào)幅波不同，而變化，但與普通調(diào)幅波不同，DSB/SC-AM 的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的形狀，仍保持調(diào)幅的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的形狀，仍保持調(diào)幅波頻譜搬移的特征。波頻譜搬移的特征。2 2）在調(diào)制信號的正負半周，載波的相位反）在調(diào)制信號的正負半周，載波的相位反相，即高頻振蕩的相位在相，即高頻振蕩的相位在 f(t)=0=0 瞬間瞬間有有1801800 0 的突變。的突變。3 3）信號仍集中在載頻）信號仍集中在載頻 附近，所占頻帶附近，所占頻帶為為 BDSB=2Fmax 雙邊帶調(diào)幅波的包絡(luò)已不再反映調(diào)雙邊帶調(diào)幅波的包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。制信號的變化規(guī)律。由于調(diào)制抑制了載波，輸出功率是由于調(diào)制抑制了載波，輸出功率是有用信號，有用信號，它比普通調(diào)幅經(jīng)濟。它比普通調(diào)幅經(jīng)濟。但在頻但在頻帶利用率上沒有什么改進。帶利用率上沒有什么改進。為進一步節(jié)為進一步節(jié)省發(fā)送功率，減小頻帶寬度，提高頻帶省發(fā)送功率，減小頻帶寬度，提高頻帶利用率，下面介紹單邊傳輸方式利用率，下面介紹單邊傳輸方式。由由通過邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：通過邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：下邊帶信號下邊帶信號 上邊帶信號上邊帶信號 三、抑制載波單邊帶調(diào)幅三、抑制載波單邊帶調(diào)幅SSB/SC-AM單邊帶調(diào)幅的數(shù)學(xué)模型單邊帶調(diào)幅的數(shù)學(xué)模型圖圖5-6 5-6 實現(xiàn)實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)模型單邊帶調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)模型5.3 調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析 該節(jié)相關(guān)內(nèi)容插在該節(jié)相關(guān)內(nèi)容插在5.55.5及及5.65.6節(jié)中，例如：節(jié)中，例如：n5.55.5中，中，小信號平方律檢波小信號平方律檢波用用冪級數(shù)冪級數(shù)分析法；分析法；n5.65.6中，中，大信號調(diào)幅的數(shù)學(xué)分析大信號調(diào)幅的數(shù)學(xué)分析用用開關(guān)函數(shù)近似分開關(guān)函數(shù)近似分析法。析法。5.4 5.4 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路一、引言一、引言 疊加波疊加波=調(diào)幅波？調(diào)幅波？必須通過非線性器件必須通過非線性器件 提出兩個思考題。提出兩個思考題。1）若在電阻）若在電阻R兩端加入一個正弦波信號，此時在示兩端加入一個正弦波信號，此時在示波器觀察波器觀察R兩端的波形應(yīng)該是一個什么波形？兩端的波形應(yīng)該是一個什么波形？2 2）若在電阻）若在電阻R R兩端加入一個調(diào)制信號和一個載波電壓，兩端加入一個調(diào)制信號和一個載波電壓，此時在示波器觀察兩端的波形是什么波形呢？此時在示波器觀察兩端的波形是什么波形呢？看到的是一個疊加波?？吹降氖且粋€疊加波。疊加波疊加波調(diào)幅波調(diào)幅波，要得，要得到調(diào)幅波，到調(diào)幅波，、必須通過非線性器件。必須通過非線性器件。1.1.疊加波疊加波=調(diào)幅波？調(diào)幅波？，必須通過非線性器件。必須通過非線性器件。2.2.調(diào)幅的方法調(diào)幅的方法1 1）二、三極管）二、三極管2 2）大、小信號）大、小信號3 3）高、低電平）高、低電平4 4）從哪個極加入（從哪個極加入（基極、集電極、發(fā)射極調(diào)幅基極、集電極、發(fā)射極調(diào)幅）3.3.實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖4.4.數(shù)學(xué)分析法數(shù)學(xué)分析法n大信號大信號折線近似法折線近似法n小信號小信號冪級數(shù)分析法冪級數(shù)分析法 按功率電平的高低分為：按功率電平的高低分為：高電平和低電平調(diào)幅電路高電平和低電平調(diào)幅電路 n高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路（用于發(fā)射機的最后一級）（用于發(fā)射機的最后一級）n低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路（用于發(fā)射機的前級）（用于發(fā)射機的前級）(1)(1)低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路 特點：電路簡單，輸出功率小特點：電路簡單，輸出功率小 一般用一般用模擬相乘器模擬相乘器產(chǎn)生產(chǎn)生 。(2)(2)高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路 特點：輸出功率大，可提高整機效率。特點：輸出功率大，可提高整機效率。一般以一般以調(diào)諧功率放大器調(diào)諧功率放大器為基礎(chǔ)。為基礎(chǔ)。即為輸出電壓幅即為輸出電壓幅 度受調(diào)制信號控制的調(diào)諧功率放大器。度受調(diào)制信號控制的調(diào)諧功率放大器。分為：分為：基極調(diào)幅基極調(diào)幅 集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅 1.1.電路電路圖圖5-9 5-9 基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路 二、大信號基極調(diào)幅電路二、大信號基極調(diào)幅電路n在調(diào)制過程中，基極電壓隨調(diào)制信號的變化而在調(diào)制過程中，基極電壓隨調(diào)制信號的變化而變化，變化，(調(diào)制信號調(diào)制信號相當(dāng)于一個緩慢變化的偏壓相當(dāng)于一個緩慢變化的偏壓)n使放大器的集電極脈沖電流的最大使放大器的集電極脈沖電流的最大值值icmax 和導(dǎo)通角和導(dǎo)通角 也按調(diào)制信號的大小而變化。也按調(diào)制信號的大小而變化。思路思路2.基本工作原理基本工作原理n偏壓往正向偏壓往正向 時，時，icmax 和和 增大；增大；使使 n偏壓往反向偏壓往反向 時，時，icmax 和和 減少，減少，使使 故故輸出電壓幅值正好反映調(diào)制信號的波形。輸出電壓幅值正好反映調(diào)制信號的波形。基極調(diào)幅波形圖基極調(diào)幅波形圖圖圖5-115-11 基極調(diào)幅調(diào)制特性測試和調(diào)制特性曲線基極調(diào)幅調(diào)制特性測試和調(diào)制特性曲線 線性段很小，只在線性段很小，只在ma很小時可得到較好的線很小時可得到較好的線性調(diào)制。性調(diào)制。1 1）關(guān)于放大器的工作狀態(tài)。）關(guān)于放大器的工作狀態(tài)。2 2）放大器的最佳集電極負載電阻）放大器的最佳集電極負載電阻3 3）晶體管的選擇）晶體管的選擇4 4）對激勵的要求對激勵的要求5 5）對調(diào)幅放大器的要求對調(diào)幅放大器的要求6 6）基極調(diào)幅波的失真波形）基極調(diào)幅波的失真波形3.設(shè)計要求設(shè)計要求 1 1）關(guān)于放大器的工作狀態(tài)）關(guān)于放大器的工作狀態(tài) 放大器應(yīng)工作于欠壓狀態(tài)放大器應(yīng)工作于欠壓狀態(tài) 為保證放大器工作在欠壓狀態(tài)，為保證放大器工作在欠壓狀態(tài)，設(shè)計時設(shè)計時應(yīng)使應(yīng)使放大器最大工作點放大器最大工作點（調(diào)幅波幅值最大處叫最大工（調(diào)幅波幅值最大處叫最大工作點或調(diào)幅波波峰；反之，調(diào)幅波幅值最小處叫作點或調(diào)幅波波峰；反之，調(diào)幅波幅值最小處叫最小工作點或調(diào)幅波波谷）剛剛最小工作點或調(diào)幅波波谷）剛剛處于臨界狀態(tài)處于臨界狀態(tài)。設(shè)調(diào)幅系數(shù)設(shè)調(diào)幅系數(shù) ma=1 1，則則最大工作點，電壓幅值為最大工作點，電壓幅值為 (Ucm)max=Ec-Uces載波狀態(tài)電壓幅值為載波狀態(tài)電壓幅值為 (Ucm)c=1/2(=1/2(Ucm)max=1/2(=1/2(Ec-Uces)2 2）放大器的最佳集電極負載電阻放大器的最佳集電極負載電阻3 3）晶體管的選擇）晶體管的選擇 放大器的工作情況在調(diào)制過程中是變化的，放大器的工作情況在調(diào)制過程中是變化的，應(yīng)應(yīng)根據(jù)最不利情況選選擇晶體管。根據(jù)最不利情況選選擇晶體管。電流脈沖和槽路電壓都是在最大工作點處最電流脈沖和槽路電壓都是在最大工作點處最大，大，故故 (1)(1)(PC)c 載波狀態(tài)下的管耗。載波狀態(tài)下的管耗。(2)(2)在載波狀態(tài)下，放大器工作于欠壓狀態(tài)，其電在載波狀態(tài)下，放大器工作于欠壓狀態(tài)，其電壓利用系數(shù)和集電極效率低，管耗很大，所以壓利用系數(shù)和集電極效率低，管耗很大，所以管管子的功率容量應(yīng)按載波狀態(tài)選取。子的功率容量應(yīng)按載波狀態(tài)選取。(3)分析分析由由可得可得而而 因為因為所以所以 一般激勵電壓幅度是不變的，但由干基流一般激勵電壓幅度是不變的，但由干基流脈沖大小是隨調(diào)制信號改變的，所以所需功率脈沖大小是隨調(diào)制信號改變的，所以所需功率也在變。激勵電壓可按調(diào)諧功率放大器的方法也在變。激勵電壓可按調(diào)諧功率放大器的方法進行初步估算。但在調(diào)整時，應(yīng)以達到在載波進行初步估算。但在調(diào)整時，應(yīng)以達到在載波狀態(tài)下的槽路電壓為準(zhǔn)。狀態(tài)下的槽路電壓為準(zhǔn)。關(guān)于激勵功率。因為最大工作點處的基流關(guān)于激勵功率。因為最大工作點處的基流脈沖最大，所以應(yīng)根據(jù)該處的基流幅脈沖最大，所以應(yīng)根據(jù)該處的基流幅值值(Ib1m)max確定激勵功率確定激勵功率，即即4 4）對激勵的要求對激勵的要求 主要是確定調(diào)制電壓和調(diào)制功率的大主要是確定調(diào)制電壓和調(diào)制功率的大小，以及變壓器的等效負載電阻，以滿足小，以及變壓器的等效負載電阻，以滿足匹配之需要。匹配之需要。調(diào)制電壓調(diào)制電壓 大，則調(diào)制度加深，但大，則調(diào)制度加深，但過大則出現(xiàn)過調(diào)失真。過大則出現(xiàn)過調(diào)失真。在正常情況下，為在正常情況下，為不造成過調(diào)，讓不造成過調(diào)，讓 與與 大小配合好。大小配合好。5）對調(diào)幅放大器的要求）對調(diào)幅放大器的要求（1 1）電壓：）電壓：（2 2）電流：）電流：在在ma 1 的情況下，調(diào)制電流的幅值近似等的情況下，調(diào)制電流的幅值近似等于載波狀態(tài)的直流分量，即于載波狀態(tài)的直流分量，即（3 3）調(diào)制功率：調(diào)制功率：（4 4）等效負載電阻）等效負載電阻：由上述可見由上述可見:基極調(diào)幅電路的基極調(diào)幅電路的優(yōu)點是優(yōu)點是（1 1）所需調(diào)制信號功率很?。ㄓ捎诨鶚O調(diào)幅電）所需調(diào)制信號功率很?。ㄓ捎诨鶚O調(diào)幅電路基極電流小，消耗功率也小）路基極電流小，消耗功率也?。?（2 2）調(diào)制信號的放大電路比較簡單。）調(diào)制信號的放大電路比較簡單。缺點是缺點是因其工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率因其工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率低。低。失真現(xiàn)象有兩種：失真現(xiàn)象有兩種：一種是一種是波谷變平波谷變平;一一種是種是波腹變平。波腹變平。6）基極調(diào)幅波的失真波形）基極調(diào)幅波的失真波形 由于過調(diào)或激勵電壓由于過調(diào)或激勵電壓過小，造成管子在波谷處過小，造成管子在波谷處截止所致。截止所致。因此，減少反因此，減少反偏壓的大小或加大激勵電偏壓的大小或加大激勵電壓的值都可改善過調(diào)，但壓的值都可改善過調(diào)，但加大激勵以不引起波腹失加大激勵以不引起波腹失真為原則。真為原則。產(chǎn)生波谷變平的原因產(chǎn)生波谷變平的原因產(chǎn)生波腹變平的原因產(chǎn)生波腹變平的原因（1 1）放大器工作在過壓狀態(tài)。放大器工作在過壓狀態(tài)。(造造成過壓原因成過壓原因激勵過強或阻抗激勵過強或阻抗匹配不當(dāng)。匹配不當(dāng)。)（2 2）激勵功率激勵功率不夠不夠或激勵信號源或激勵信號源內(nèi)阻過大，造成波腹處的基流脈內(nèi)阻過大，造成波腹處的基流脈沖增長不上去。沖增長不上去。（3 3）管子在大電流下輸出特性不）管子在大電流下輸出特性不好，造成波腹處集電極電流脈沖好，造成波腹處集電極電流脈沖增長不上去。增長不上去。此外，假如調(diào)諧電路失諧，此外，假如調(diào)諧電路失諧，也可造成調(diào)幅波包絡(luò)失真。也可造成調(diào)幅波包絡(luò)失真。三、集電極調(diào)幅三、集電極調(diào)幅圖圖5-14 5-14 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路 1 1）高頻載波信號高頻載波信號 仍從基極加入，仍從基極加入，而調(diào)制信號而調(diào)制信號 加在集電極。調(diào)制信號與加在集電極。調(diào)制信號與Ec串接在一起，故可將二者合在一起看作一串接在一起，故可將二者合在一起看作一個緩慢變化的綜合電源個緩慢變化的綜合電源Ecc 。所以，集電極調(diào)制電路就是一個具有所以，集電極調(diào)制電路就是一個具有緩慢變化電源的調(diào)諧放大器。緩慢變化電源的調(diào)諧放大器。2 2）R1C1 是基極自給偏壓環(huán)節(jié)。是基極自給偏壓環(huán)節(jié)。1.1.電路特點電路特點2.2.基本工作原理基本工作原理圖圖5-15 5-15 集電極調(diào)制波形集電極調(diào)制波形 集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅uce、ic 、ib 、Eb 的波形如圖示。的波形如圖示。1 1）圖圖5-155-15（a a）表示綜合電源電壓表示綜合電源電壓Ecc及集及集電極電極uce的波形。的波形。Ecc和諧振回路電壓幅值和諧振回路電壓幅值Ucm 都隨調(diào)制信號都隨調(diào)制信號而變化，而變化，Ucm的包絡(luò)線反映了調(diào)制信號的波形的包絡(luò)線反映了調(diào)制信號的波形變化。變化。2 2）圖圖5-155-15 （b b）表示脈沖的波形。表示脈沖的波形。由于工作在過壓狀態(tài)，由于工作在過壓狀態(tài)，ic 脈沖波形下凹。脈沖波形下凹。Ecc 愈小，過壓愈深，脈沖下凹愈甚；愈小，過壓愈深，脈沖下凹愈甚；Ecc 愈大，過壓程度下降。脈沖下凹輕。愈大，過壓程度下降。脈沖下凹輕。3 3）圖）圖5-155-15 （c c）表示表示 ib 脈沖的波形脈沖的波形。它的幅值變化規(guī)律剛好與它的幅值變化規(guī)律剛好與 ic 相反，相反，過壓愈深，過壓愈深，輸入特性曲線左輸入特性曲線左移愈多，移愈多，ib 脈沖愈大脈沖愈大 4 4）圖）圖5-155-15 （d d）繪出了繪出了Eb 的波形。它與的波形。它與Ib0 的波形是一致的。的波形是一致的。集電極調(diào)幅的調(diào)制特性雖比基極調(diào)幅好，但集電極調(diào)幅的調(diào)制特性雖比基極調(diào)幅好，但也并不理想，也并不理想，即在即在Ecc 較低時，晶體管進入嚴(yán)重過較低時，晶體管進入嚴(yán)重過壓狀態(tài)，壓狀態(tài)，Ic1m 隨隨Ecc 的下降很快。的下降很快。而當(dāng)而當(dāng)Ecc很大時，晶體管進入欠壓狀態(tài)，很大時，晶體管進入欠壓狀態(tài)，Ic1m 隨隨 Ecc的增大變化緩慢，從而的增大變化緩慢，從而使調(diào)幅產(chǎn)生失真。使調(diào)幅產(chǎn)生失真。為了進一步改善調(diào)制特性，可在電路中引入補償為了進一步改善調(diào)制特性，可在電路中引入補償措施，補償?shù)脑瓌t是措施，補償?shù)脑瓌t是在調(diào)制過程中，隨著綜合電源電在調(diào)制過程中，隨著綜合電源電壓變化，輸入激勵電壓也作相應(yīng)的變化。壓變化，輸入激勵電壓也作相應(yīng)的變化。例如例如:綜合電源電壓降低時，激勵電壓幅度也隨綜合電源電壓降低時，激勵電壓幅度也隨之減小，調(diào)幅器不進入強過壓區(qū)，之減小，調(diào)幅器不進入強過壓區(qū)，而當(dāng)電源電壓提高而當(dāng)電源電壓提高時，激勵電壓也隨之增大，調(diào)幅器也不進入欠壓區(qū)，時，激勵電壓也隨之增大，調(diào)幅器也不進入欠壓區(qū)，始終保持在弱始終保持在弱過壓過壓臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)。這樣不但改善了調(diào)這樣不但改善了調(diào)制特性，而且還保持較高的效率。制特性，而且還保持較高的效率。實現(xiàn)的方法有以下實現(xiàn)的方法有以下幾種：幾種：如何改善調(diào)制特性？如何改善調(diào)制特性？n 方法方法1 1 采用基極自給偏壓采用基極自給偏壓 由圖（由圖（c c）知道，知道，Ib0 隨調(diào)制信號而變，它造隨調(diào)制信號而變，它造成的自給偏壓（成的自給偏壓（Ib0 R1 ）也相應(yīng)地變化。也相應(yīng)地變化。當(dāng)當(dāng)Ecc 降低時，過壓深度增大降低時，過壓深度增大,Ib0 增大，反增大，反偏壓也增大，相當(dāng)于激勵電壓變小，從而使過壓偏壓也增大，相當(dāng)于激勵電壓變小，從而使過壓深度減輕。深度減輕。當(dāng)當(dāng)Ecc 提高時，則情況相反，放大器也不會進提高時，則情況相反，放大器也不會進入欠壓區(qū)工作。因此，入欠壓區(qū)工作。因此，采用基極自給偏壓在一定采用基極自給偏壓在一定程度上改善了放大器的調(diào)制特性。程度上改善了放大器的調(diào)制特性。方法方法2采用雙重集電極調(diào)幅采用雙重集電極調(diào)幅圖圖5-17 雙重集電極調(diào)幅雙重集電極調(diào)幅 調(diào)制信號同時對兩級調(diào)幅器進行集電極調(diào)制，調(diào)調(diào)制信號同時對兩級調(diào)幅器進行集電極調(diào)制，調(diào)幅器（幅器（）的輸出作為調(diào)幅器（）的輸出作為調(diào)幅器（）的激勵號。）的激勵號。當(dāng)調(diào)幅器（當(dāng)調(diào)幅器（）受調(diào)制信號控制集電極電源電壓）受調(diào)制信號控制集電極電源電壓升高時，它的激勵信號也在增大升高時，它的激勵信號也在增大；反之，調(diào)幅器；反之，調(diào)幅器（）電源電壓降低，激勵也相應(yīng)減小，）電源電壓降低，激勵也相應(yīng)減小，達到了補償達到了補償?shù)哪康?，使調(diào)特性得到改善。的目的，使調(diào)特性得到改善。適當(dāng)控制激勵極的調(diào)制適當(dāng)控制激勵極的調(diào)制深度，可使總的調(diào)制特性接近線性。深度，可使總的調(diào)制特性接近線性。因為這種調(diào)制方式調(diào)制信號源同時控制兩個調(diào)幅因為這種調(diào)制方式調(diào)制信號源同時控制兩個調(diào)幅器，所以它必須能給出足夠的輸出功率。器，所以它必須能給出足夠的輸出功率。雙重集電極調(diào)幅工作原理雙重集電極調(diào)幅工作原理3.3.設(shè)計要點設(shè)計要點1)1)放大器的工作狀態(tài)。放大器的工作狀態(tài)。2)2)選管子選管子3 3）對激勵的要求）對激勵的要求4 4）對調(diào)制信號的要求）對調(diào)制信號的要求5 5）對輸出）對輸出 LC 回路的通頻帶和品質(zhì)因數(shù)回路的通頻帶和品質(zhì)因數(shù) Q 要求要求 最大工作點應(yīng)設(shè)計在臨界狀態(tài)，那么便可最大工作點應(yīng)設(shè)計在臨界狀態(tài)，那么便可保證其余時間都處于過壓狀態(tài)。保證其余時間都處于過壓狀態(tài)。1）放大器的工作狀態(tài)放大器的工作狀態(tài) （1 1）管子電流的）管子電流的I ICM 應(yīng)根據(jù)最大工作點電流脈沖應(yīng)根據(jù)最大工作點電流脈沖幅值來定，即幅值來定，即 式中式中(Icmax)max是最大工作點電流脈沖是最大工作點電流脈沖i ic c 最大值。最大值。（2 2）管子耐壓應(yīng)根據(jù)）管子耐壓應(yīng)根據(jù)最大集電極電壓最大集電極電壓來定。集電來定。集電極電壓是綜合電源電壓和高頻電壓之和。極電壓是綜合電源電壓和高頻電壓之和。n在最大工作點處，在最大工作點處，E Ecccc可接近可接近 2Ec，n集電極瞬時電壓最大值約為集電極瞬時電壓最大值約為4Ec，故，故BVceo 4Ec2）選管子選管子圖圖5-18 5-18 集電極瞬時電壓波形集電極瞬時電壓波形 （3 3）管子最大集電極容許損耗）管子最大集電極容許損耗 集電極平均耗損功率為集電極平均耗損功率為設(shè)設(shè)ma=1 時，時，3 3）對激勵的要求）對激勵的要求 在過壓狀態(tài)下，激勵是有余量的，余量在過壓狀態(tài)下，激勵是有余量的，余量最小瞬間是在最大工作點。最小瞬間是在最大工作點。為保證放大器工為保證放大器工作在過壓狀態(tài)，激勵的強度（電壓、功率）作在過壓狀態(tài)，激勵的強度（電壓、功率）應(yīng)滿足最大工作點（且應(yīng)滿足最大工作點（且ma=1)工作在臨界狀工作在臨界狀態(tài)。態(tài)。如激勵不足，在如激勵不足，在Ecc 較高的時間內(nèi)，放較高的時間內(nèi)，放大器將進入欠壓狀態(tài)，這時大器將進入欠壓狀態(tài)，這時uce幅值將不隨幅值將不隨Ecc變化，從而造成調(diào)幅波包絡(luò)線腹部變平。變化，從而造成調(diào)幅波包絡(luò)線腹部變平。4 4）對調(diào)制信號的要求）對調(diào)制信號的要求 （1 1）為了獲得）為了獲得 ma=1 的深度調(diào)制，調(diào)制電壓的深度調(diào)制，調(diào)制電壓 應(yīng)接近應(yīng)接近Ec 即即 再大，則產(chǎn)生過調(diào)失真。再大，則產(chǎn)生過調(diào)失真。原因：原因：工作在欠壓工作在欠壓過調(diào)失真的波形過調(diào)失真的波形 當(dāng)當(dāng) 為負，且其值為負，且其值大于大于Ec 時，綜合電源時，綜合電源電壓（電壓（Ec+）為負值，即其極性與正常工作時為負值，即其極性與正常工作時相反。此時，當(dāng)基極電位為正時，集電結(jié)（相反。此時，當(dāng)基極電位為正時，集電結(jié)（b-b-c c）處于正向狀態(tài)，處于正向狀態(tài)，原來的集電極實際上變成原來的集電極實際上變成了了“發(fā)射極發(fā)射極”，產(chǎn)生，產(chǎn)生“發(fā)射極發(fā)射極”電流（此電流電流（此電流與原來的集電極電流方向相反），與原來的集電極電流方向相反），然后通過槽然后通過槽路而造成過調(diào)情況下的電壓輸出。路而造成過調(diào)情況下的電壓輸出。（2 2）調(diào)制功率計算）調(diào)制功率計算 當(dāng)當(dāng) ma=1=1 時時，它是調(diào)制信號源供給的，當(dāng)它是調(diào)制信號源供給的，當(dāng) ma=1=1時，時，它等于直流電源供給功率的一半。非常明它等于直流電源供給功率的一半。非常明顯，顯，它比基極調(diào)幅需要的調(diào)制功率大得多，它比基極調(diào)幅需要的調(diào)制功率大得多，這是集電極調(diào)幅的缺點。這是集電極調(diào)幅的缺點。（3 3）調(diào)制變壓器的等效負載）調(diào)制變壓器的等效負載 5 5）對輸出）對輸出 LC 回路的通頻帶和品質(zhì)因數(shù)回路的通頻帶和品質(zhì)因數(shù)Q 要求要求 輸出回路的通頻帶輸出回路的通頻帶 不小于不小于 所以回路品質(zhì)因數(shù)必須滿足：所以回路品質(zhì)因數(shù)必須滿足：式中，式中，F(xiàn)max 是調(diào)制信號是調(diào)制信號 的最高頻率。的最高頻率。為了濾除其他因非線性應(yīng)用所產(chǎn)生的諧波，為了濾除其他因非線性應(yīng)用所產(chǎn)生的諧波，要求要求 Q 較高。較高。因此傳送信號的頻譜因此傳送信號的頻譜2Fmax 越寬，所越寬，所需載波頻率需載波頻率 fc 也越高。也越高。大信號基極調(diào)幅與集電極調(diào)幅比較大信號基極調(diào)幅與集電極調(diào)幅比較比較項目比較項目大信號基極調(diào)幅大信號基極調(diào)幅大信號集電極調(diào)幅大信號集電極調(diào)幅工作狀態(tài)工作狀態(tài)欠壓欠壓過壓過壓所需調(diào)制所需調(diào)制信號功率信號功率小小大大集電極效率集電極效率低低高高調(diào)制深度調(diào)制深度淺淺深深諧波含量諧波含量小小大大