通信電子電路于洪珍第五第～節(jié)

1、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(hào)的分析調(diào)幅信號(hào)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)容三、符號(hào)三、符號(hào) 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))cos(21)cos(21coscos22sincos2cos五、數(shù)學(xué)分析方法五、數(shù)學(xué)分析方法 1）冪級(jí)數(shù)分析法（小信號(hào)）冪級(jí)數(shù)分析法（小信號(hào)） 2）折線近似分析法（大信號(hào)）

2、折線近似分析法（大信號(hào)）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(hào)去控制高頻載波信號(hào)的振幅，信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)的振幅，使載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)成正比地使載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)成正比地變化變化。2 .2 .波形圖波形圖fc 只有天線實(shí)際長(zhǎng)度與電信號(hào)的波長(zhǎng)相比擬只有天線實(shí)際長(zhǎng)度與電信號(hào)的波長(zhǎng)相比擬時(shí)，這時(shí)電信號(hào)才能以電磁波形式有效地輻射。時(shí)，這時(shí)電信號(hào)才能以電磁波形式有效地輻射。 若信號(hào)頻率為若信號(hào)頻率為1kHz，其相應(yīng)波長(zhǎng)，其相應(yīng)波長(zhǎng)300km，若，若采用波采用波1/4波長(zhǎng)的天線，就需要波長(zhǎng)的天線，就需要75km，制造這樣，制

3、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(hào)必須有足夠高的頻率。這就要求原始電信號(hào)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(duì)于有線通信雖然可以傳輸語(yǔ)音之類的低頻對(duì)于有線通信雖然可以傳輸語(yǔ)音之類的低頻信號(hào)。但一條信道只傳輸一路信號(hào)太不經(jīng)濟(jì)，利信號(hào)。但一條信道只傳輸一路信號(hào)太不經(jīng)濟(jì)，利用率太低。用率太低。 所以所以有線通信也需要將各路語(yǔ)音信號(hào)搬移到有線通信也需要將各路語(yǔ)音信號(hào)搬移到不同的頻段，以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)一線傳輸而又不互不同的頻段，以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)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(wú)線傳輸；）由于頻率高，可以無(wú)線傳輸； 2）可以

4、實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)一線傳輸而又不互相）可以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)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(hào)的分析調(diào)幅信號(hào)的分析一、普通調(diào)幅波一、普通調(diào)幅波（表達(dá)式、波形、頻譜、功率）（表達(dá)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(dá)式調(diào)幅波的表達(dá)式 、波形、波形調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：載波信號(hào)：載波信號(hào)：調(diào)幅波的振幅為調(diào)幅波的振幅為mm( )coscos2utUtUFt ccmccmc( )coscos2u tUtUf tAMcmam

5、mcmacmcma( )cos(1cos)(1cos)UtUk UtUUktUUmt調(diào)幅波為調(diào)幅波為ttmUttUtucacmcAMAMcos)cos1 (cos)()(maacmUmkU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(hào)控制的程度表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的程度a,m 調(diào)幅波幅度變化調(diào)幅波幅度變化 ，1am 若若ma 1幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過(guò)調(diào)幅幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過(guò)調(diào)幅. . 2. 調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的頻譜 AMcmcacmcacmc11coscos()cos()22uUtm Utm Ut單音頻調(diào)制信號(hào)單音頻調(diào)制信號(hào) 由由三個(gè)高頻分量三個(gè)高頻分量組成：組成：

6、 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。ccc 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(gè)邊頻而兩個(gè)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(guò)最大值不能超過(guò)1/2Ucm 。1）三個(gè)高頻分量的振幅）三個(gè)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(gè)正弦分量用一個(gè)正弦分量用一個(gè)線段表示，一個(gè)線段表示，線段的長(zhǎng)度代表線段的長(zhǎng)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(guò)程就

7、是調(diào)幅的過(guò)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(hào)搬移到高頻載波分量?jī)蓚?cè)的過(guò)程。信號(hào)搬移到高頻載波分量?jī)蓚?cè)的過(guò)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(shí)，其在單頻調(diào)制時(shí)，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(hào)頻譜的兩倍，調(diào)制信號(hào)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(shí)，調(diào)幅波方程為：時(shí)，調(diào)幅波方程為： 相應(yīng)地，其調(diào)幅波含有一個(gè)載頻分量及一系相應(yīng)地，其調(diào)幅波含有一個(gè)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。ttmtmUuc2a

8、21a1cmcos)coscos1 (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(hào)的頻譜被線性地搬移調(diào)制后調(diào)制信號(hào)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(guò)程實(shí)質(zhì)上是一種頻譜搬移的調(diào)幅的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一種頻譜搬移的過(guò)程過(guò)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：L2cmc21RUP c2aL2cm2aL2cma141811)2(21PmRUmRUmPc2aL2cm2aL2cma241811)2(2

9、1PmRUmRUmP因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)給出的因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)給出的平均功率平均功率為為c2a21c)21 (PmPPPP 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(shí)，邊頻功率為最大，即時(shí)，邊頻功率為最大，即P = 3/2Pc，這時(shí)這時(shí)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(shuō)，用這種調(diào)制方式，這也就是說(shuō)，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(jì)的很不經(jīng)濟(jì)的。但由于這種。但由于這種

10、調(diào)調(diào)制設(shè)備簡(jiǎn)單制設(shè)備簡(jiǎn)單，特別是解調(diào)更簡(jiǎn)單，便于接特別是解調(diào)更簡(jiǎn)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。)cos()cos(21coscoscccmmccmmcDSBttUAUttUAUuAuu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(diǎn)的特點(diǎn) 1 1）DSB/SC-AM 信號(hào)的幅值仍隨調(diào)制信號(hào)信號(hào)的幅值仍隨調(diào)制信號(hào)而變化，但與普通調(diào)幅波不同，而

11、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(hào)的形狀，仍保持調(diào)幅的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)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(hào)的正負(fù)半周，載波的相位反）在調(diào)制信號(hào)的正負(fù)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(hào)仍集中在載頻）信號(hào)仍集中在載頻 附近，所占頻帶附近，所占頻帶為為 BDSB=2Fmaxc 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(hào)的變化規(guī)律。制信號(hào)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

12、抑制了載波，輸出功率是有用信號(hào)，有用信號(hào)，它比普通調(diào)幅經(jīng)濟(jì)。它比普通調(diào)幅經(jīng)濟(jì)。但在頻但在頻帶利用率上沒(méi)有什么改進(jìn)。帶利用率上沒(méi)有什么改進(jìn)。為進(jìn)一步節(jié)為進(jìn)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(guò)邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：通過(guò)邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào) 上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào) tUAUu)cos(21ccmmSSBLtUAUu)cos(21ccmmSSBHttUAUuAuuccmmcDSBcoscos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

13、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(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)模型單邊帶調(diào)幅信號(hào)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(hào)平方律檢波小信號(hào)平方律檢波用用冪級(jí)數(shù)冪級(jí)數(shù)分析法；分析法；n5.65.6中，中，大信號(hào)調(diào)幅的數(shù)學(xué)分析大信號(hào)調(diào)幅的數(shù)學(xué)分析用用開關(guān)函數(shù)近似開關(guān)函數(shù)近似分析法。分析法。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(guò)非線性器件必須通過(guò)非線性器件 提出兩個(gè)思

14、考題。提出兩個(gè)思考題。 1）若在電阻）若在電阻R兩端加入一個(gè)正弦波信號(hào)，此時(shí)在示兩端加入一個(gè)正弦波信號(hào)，此時(shí)在示波器觀察波器觀察R兩端的波形應(yīng)該是一個(gè)什么波形？?jī)啥说牟ㄐ螒?yīng)該是一個(gè)什么波形？uu ,c2 2）若在電阻）若在電阻R R兩端加入一個(gè)調(diào)制信號(hào)和一個(gè)載波電壓，兩端加入一個(gè)調(diào)制信號(hào)和一個(gè)載波電壓，此時(shí)在示波器觀察兩端的波形是什么波形呢？此時(shí)在示波器觀察兩端的波形是什么波形呢？看到的是一個(gè)疊加波?？吹降氖且粋€(gè)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(guò)非線性器件。必須通過(guò)非線性器件。 ucu1.1.疊加波疊加波= =調(diào)幅波？調(diào)幅波？ ， 必須通過(guò)非線性器件

15、。必須通過(guò)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(hào)）大、小信號(hào)3 3）高、低電平）高、低電平4 4） 從哪個(gè)極加入（從哪個(gè)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(shí)現(xiàn)調(diào)幅的方框圖實(shí)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(hào)大信號(hào)折線近似法折線近似法n小信號(hào)小信號(hào)冪級(jí)數(shù)分析法冪級(jí)數(shù)分析法uucu 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(jī)的最后一級(jí)）（用于發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)）n低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路（用于發(fā)射機(jī)的前

16、級(jí)）（用于發(fā)射機(jī)的前級(jí)）(1) (1) 低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路 特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，輸出功率小特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)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(diǎn)：輸出功率大，可提高整機(jī)效率。特點(diǎn)：輸出功率大，可提高整機(jī)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(hào)控制的調(diào)諧功率放大器。度受調(diào)制信號(hào)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(hào)基極調(diào)幅電路二、大信號(hào)基極調(diào)幅電路n

17、在調(diào)制過(guò)程中，基極電壓隨調(diào)制信號(hào)的變化而在調(diào)制過(guò)程中，基極電壓隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，變化，( (調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)相當(dāng)于一個(gè)緩慢變化的偏壓相當(dāng)于一個(gè)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(hào)的大小而變化。也按調(diào)制信號(hào)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(shí)，時(shí)，icmax 和和 增大；增大； 使使 n偏壓往反向偏壓往反向 時(shí)，時(shí)，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(hào)的波形。輸出電壓幅值正好反映調(diào)制信號(hào)的波形。cmax1c1mII)(cc1

18、mcmcmc1mRIUUIcmc1mUI 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(cè)試和調(diào)制特性曲線基極調(diào)幅調(diào)制特性測(cè)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(shí)可得到較好的線很小時(shí)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(fù)載電阻）放大器的最佳集電極負(fù)載電阻3 3）晶體管的選擇）晶體管的選擇4 4）對(duì)激勵(lì)的要求對(duì)激勵(lì)的要求5 5）對(duì)調(diào)幅放大器的要求對(duì)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(jì)要求設(shè)計(jì)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

19、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(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使應(yīng)使放大器最大工作點(diǎn)放大器最大工作點(diǎn)（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(diǎn)或調(diào)幅波波峰；反之，調(diào)幅波幅值最小處叫作點(diǎn)或調(diào)幅波波峰；反之，調(diào)幅波幅值最小處叫最小工作點(diǎn)或調(diào)幅波波谷）剛剛最小工作點(diǎn)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(diǎn)，電壓幅值為最大工作點(diǎn)，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 (U

20、cm) ) max =1/2( =1/2(Ec- -Uces) )2 2）放大器的最佳集電極負(fù)載電阻）放大器的最佳集電極負(fù)載電阻co2cesccp)()(81PUER3 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(guò)程中是變化的，放大器的工作情況在調(diào)制過(guò)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(diǎn)處最電流脈沖和槽路電壓都是在最大工作點(diǎn)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

21、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。maxmaxcCM)(IIcceo2EBVcCCM)(PP(3)分析分析S cS av()()PPCMCc()PPcocScCavoavSavC)()()()()()(PPPPPPoSCPPP由由可得可得)21 ()()(2acoavomPP而而 因?yàn)橐驗(yàn)樗运?一般激勵(lì)電壓幅度是不變的，但由干基流一般激勵(lì)電壓幅度是不變的，但由干基流脈沖大小是隨調(diào)制信號(hào)改變的，所以所需功率脈沖大小是隨調(diào)制信號(hào)改變的，所以所需功率也在變。激勵(lì)電壓可按調(diào)諧功率放大器的方法也

22、在變。激勵(lì)電壓可按調(diào)諧功率放大器的方法進(jìn)行初步估算。但在調(diào)整時(shí)，應(yīng)以達(dá)到在載波進(jìn)行初步估算。但在調(diào)整時(shí)，應(yīng)以達(dá)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(lì)功率。因?yàn)樽畲蠊ぷ鼽c(diǎn)處的基流關(guān)于激勵(lì)功率。因?yàn)樽畲蠊ぷ鼽c(diǎn)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(lì)功率確定激勵(lì)功率，即即maxb1mm)(21IUP 4 4）對(duì)激勵(lì)的要求對(duì)激勵(lì)的要求 主要是確定調(diào)制電壓和調(diào)制功率的主要是確定調(diào)制電壓和調(diào)制功率的大小，以及變壓器的等效負(fù)載電阻，以滿大小，以及變壓器的等效負(fù)載電阻，以滿足匹配之需要。足匹配之需要。 調(diào)制電壓調(diào)制電

23、壓 大，則調(diào)制度加深，大，則調(diào)制度加深，但過(guò)大則出現(xiàn)過(guò)調(diào)失真。但過(guò)大則出現(xiàn)過(guò)調(diào)失真。在正常情況下，在正常情況下，為不造成過(guò)調(diào)，讓為不造成過(guò)調(diào)，讓 與與 大小配合好。大小配合好。mUmUmU5）對(duì)調(diào)幅放大器的要求）對(duì)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(fù)載電阻：）等效負(fù)載電阻：cb0m)(IImm21IUP mmIUR jmmUUU 由上述可見(jiàn)由上述可見(jiàn): : 基極調(diào)幅電路的基極調(diào)幅電路的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)

24、是（1 1）所需調(diào)制信號(hào)功率很?。ㄓ捎诨鶚O調(diào)幅電）所需調(diào)制信號(hào)功率很?。ㄓ捎诨鶚O調(diào)幅電路基極電流小，消耗功率也?。┞坊鶚O電流小，消耗功率也?。? ;（2 2）調(diào)制信號(hào)的放大電路比較簡(jiǎn)單。）調(diào)制信號(hào)的放大電路比較簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)是缺點(diǎn)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(guò)調(diào)或激勵(lì)電壓由于過(guò)調(diào)或激勵(lì)電壓過(guò)小，造成管子在波谷處過(guò)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(lì)電偏壓的大

25、小或加大激勵(lì)電壓的值都可改善過(guò)調(diào)，但壓的值都可改善過(guò)調(diào)，但加大激勵(lì)以不引起波腹失加大激勵(lì)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(guò)壓狀態(tài)。放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)。( (造造成過(guò)壓原因成過(guò)壓原因激勵(lì)過(guò)強(qiáng)或阻抗激勵(lì)過(guò)強(qiáng)或阻抗匹配不當(dāng)。匹配不當(dāng)。) )（2 2）激勵(lì)功率激勵(lì)功率不夠不夠或激勵(lì)信號(hào)源或激勵(lì)信號(hào)源內(nèi)阻過(guò)大，造成波腹處的基流脈內(nèi)阻過(guò)大，造成波腹處的基流脈沖增長(zhǎng)不上去。沖增長(zhǎng)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(zhǎng)不上去

26、。增長(zhǎng)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(hào)高頻載波信號(hào) 仍從基極加入，仍從基極加入，而調(diào)制信號(hào)而調(diào)制信號(hào) 加在集電極。調(diào)制信號(hào)與加在集電極。調(diào)制信號(hào)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(gè)緩慢變化的綜合電源個(gè)緩慢變化的綜合電源Ecc 。 所以，集電極調(diào)制電路就是一個(gè)具有所以，集電極調(diào)制電路就是一個(gè)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

27、環(huán)節(jié)。是基極自給偏壓環(huán)節(jié)。uucccuEE1.1.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 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及及集電極集電極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(hào)都隨調(diào)制信號(hào)而變化，而變化，Ucm的包絡(luò)線反映了調(diào)制信號(hào)的波形的包絡(luò)線反映了調(diào)制信號(hào)的波形變化。變化。 2 2）圖圖5-15 5-15 （b b）表示脈沖的波形。）表示脈沖的波形。 由于工作在過(guò)壓狀態(tài)，由于工作在過(guò)壓狀態(tài)，ic 脈沖波形下凹。脈沖波形下凹。 Ecc 愈小，

28、過(guò)壓愈深，脈沖下凹愈甚；愈小，過(guò)壓愈深，脈沖下凹愈甚； Ecc 愈大，過(guò)壓程度下降。脈沖下凹輕。愈大，過(guò)壓程度下降。脈沖下凹輕。 3 3）圖）圖5-15 5-15 （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(guò)壓愈深，過(guò)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

29、即在Ecc 較低時(shí)，晶體管進(jìn)入嚴(yán)重過(guò)較低時(shí)，晶體管進(jìn)入嚴(yán)重過(guò)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(shí)，晶體管進(jìn)入欠壓狀態(tài)，很大時(shí)，晶體管進(jìn)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(jìn)一步改善調(diào)制特性，可在電路中引入補(bǔ)償為了進(jìn)一步改善調(diào)制特性，可在電路中引入補(bǔ)償措施，補(bǔ)償?shù)脑瓌t是措施，補(bǔ)償?shù)脑瓌t是在調(diào)制過(guò)程中，隨著綜合電源電在調(diào)制過(guò)程中，隨著綜合電源電壓變化，輸入激勵(lì)電壓也作相應(yīng)的變化。壓變化，輸入激勵(lì)電壓也作相應(yīng)的變化。 例如例如: : 綜合電源電壓降低時(shí)，激勵(lì)電壓幅度也隨綜合電源

30、電壓降低時(shí)，激勵(lì)電壓幅度也隨之減小，調(diào)幅器不進(jìn)入強(qiáng)過(guò)壓區(qū)，之減小，調(diào)幅器不進(jìn)入強(qiáng)過(guò)壓區(qū)，而當(dāng)電源電壓提高而當(dāng)電源電壓提高時(shí)，激勵(lì)電壓也隨之增大，調(diào)幅器也不進(jìn)入欠壓區(qū)，時(shí)，激勵(lì)電壓也隨之增大，調(diào)幅器也不進(jìn)入欠壓區(qū)，始終保持在弱始終保持在弱過(guò)壓過(guò)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(shí)現(xiàn)的方法有以下實(shí)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(hào)而變，它造隨調(diào)制信號(hào)而變，它造成的自給偏壓（成的自給偏壓（

31、 Ib0 R1 ）也相應(yīng)地變化。）也相應(yīng)地變化。 當(dāng)當(dāng)Ecc 降低時(shí)，過(guò)壓深度增大降低時(shí)，過(guò)壓深度增大, , Ib0 增大，反增大，反偏壓也增大，相當(dāng)于激勵(lì)電壓變小，從而使過(guò)壓偏壓也增大，相當(dāng)于激勵(lì)電壓變小，從而使過(guò)壓深度減輕。深度減輕。 當(dāng)當(dāng)Ecc 提高時(shí)，則情況相反，放大器也不會(huì)進(jìn)提高時(shí)，則情況相反，放大器也不會(huì)進(jìn)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(hào)同時(shí)對(duì)兩級(jí)調(diào)幅器進(jìn)行集電極調(diào)制，調(diào)調(diào)制

32、信號(hào)同時(shí)對(duì)兩級(jí)調(diào)幅器進(jìn)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(lì)號(hào)。）的激勵(lì)號(hào)。 當(dāng)調(diào)幅器（當(dāng)調(diào)幅器（）受調(diào)制信號(hào)控制集電極電源電壓）受調(diào)制信號(hào)控制集電極電源電壓升高時(shí)，它的激勵(lì)信號(hào)也在增大升高時(shí)，它的激勵(lì)信號(hào)也在增大；反之，調(diào)幅器（；反之，調(diào)幅器（）電源電壓降低，激勵(lì)也相應(yīng)減小，電源電壓降低，激勵(lì)也相應(yīng)減小，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康?，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康?，使調(diào)特性得到改善。使調(diào)特性得到改善。適當(dāng)控制激勵(lì)極的調(diào)制深度，可適當(dāng)控制激勵(lì)極的調(diào)制深度，可使總的調(diào)制特性接近線性。使總的調(diào)制特性接近線性。 因?yàn)檫@種調(diào)制方式調(diào)制信號(hào)源同時(shí)控制兩個(gè)調(diào)幅因?yàn)檫@種調(diào)制方式調(diào)制信號(hào)源同時(shí)控制

33、兩個(gè)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(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(duì)激勵(lì)的要求）對(duì)激勵(lì)的要求4 4）對(duì)調(diào)制信號(hào)的要求）對(duì)調(diào)制信號(hào)的要求5 5）對(duì)輸出）對(duì)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(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)在臨界狀態(tài)，那么便可最大工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)在臨界狀態(tài)，那么便可保證其余時(shí)間都處于過(guò)壓狀態(tài)。保證其余時(shí)間都處于過(guò)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)

34、根據(jù)最大工作點(diǎn)電流脈沖應(yīng)根據(jù)最大工作點(diǎn)電流脈沖幅值來(lái)定，即幅值來(lái)定，即 式中式中( (Icmax) )max是最大工作點(diǎn)電流脈沖是最大工作點(diǎn)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(lái)定。集電來(lái)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(diǎn)處，在最大工作點(diǎn)處，E Ecccc可接近可接近 2Ec ，n集電極瞬時(shí)電壓最大值約為集電極瞬時(shí)電壓最大值約為4Ec，故，故BVceo 4EcmaxcmaxCM)(II2）選管子選管子圖圖5-18 5-18 集電極瞬時(shí)電壓波形集電極瞬時(shí)電壓波形 （

35、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(shí)，時(shí)，) 11(cooSCPPPP11)()(ccocCPPavCCM)(PP11)(5 . 1)(ccoavCPP) 11)(5 . 1)(ccoavCCM（PPP) 11()()()()(cavoavoavSavCPPPP) 11)(21 ()() 11()()(c2acocavoavCmPPP3 3）對(duì)激勵(lì)的要求）對(duì)激勵(lì)的要求 在過(guò)壓狀態(tài)下，激勵(lì)是有余量的，余量在過(guò)壓狀態(tài)下，激勵(lì)是有余量的，余量最小瞬間是在最大工作點(diǎn)。最小瞬間是在最大工作點(diǎn)。為保證放大器工為保證放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)，激勵(lì)的強(qiáng)度（電壓、功率）作在過(guò)壓狀態(tài)，激勵(lì)的強(qiáng)度（電壓、功率）應(yīng)滿足最