教學(xué)用高頻電子線路模塊開發(fā)

1、1 模塊設(shè)計(jì)及原理21.1 正弦波振蕩器2 正弦波振蕩器的介紹2 振蕩器和放大器的區(qū)別2 正弦波振蕩器的構(gòu)成2 正弦波振蕩器的工作原理2 三點(diǎn)式振蕩器3 正弦波振蕩器實(shí)際設(shè)計(jì)61.2 高頻小信號放大器7 高頻小信號放大器的簡述7 高頻小信號放大器的主要性能指標(biāo)8 高頻小信號選頻放大器的穩(wěn)定性能9 高頻小信號放大器的實(shí)際設(shè)計(jì)101.3 高頻功率放大器11 功率放大器的定義11 功率放大器與電壓放大器的區(qū)別12 功率放大器的分類12 功率放大器的主要性能指標(biāo)12 功放管的保護(hù)和散熱問題12 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器13 丙類諧振功率放大器的概述14 丙類諧振功率放大器的特點(diǎn)14 諧振功率放大器與小

2、信號諧振放大器的區(qū)別14 丙類諧振功率放大器的主要性能指標(biāo)15 丙類諧振功率放大器的電路原理圖15 實(shí)際設(shè)計(jì)電路161.4 振幅調(diào)制18 調(diào)制的概念18 調(diào)制的方式18 振幅調(diào)制的定義和分類18 普通調(diào)幅波（AM）的性質(zhì)18 普通調(diào)幅波的功率關(guān)系19 普通調(diào)幅波的特點(diǎn)19 低電平調(diào)制電路-模擬乘法器調(diào)幅電路201.5 普通調(diào)幅波解調(diào)21 檢波的概念：21 檢波電路的分類21 包絡(luò)檢波22 三極管包絡(luò)檢波器中的主要性能指標(biāo)22 三極管包絡(luò)檢波器中的幾種失真22 實(shí)際設(shè)計(jì)電路231 模塊設(shè)計(jì)及原理1.1 正弦波振蕩器1.1.1 正弦波振蕩器的介紹正弦波振蕩器就是能量轉(zhuǎn)換的裝置但是它無需外加激勵信號

3、，它是直接將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成按特定頻率變化的交流信號能量的電路。1.1.2 振蕩器和放大器的區(qū)別從能量的觀點(diǎn)看，放大器是一種在輸入信號控制下，將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)變成按照輸入信號有規(guī)律變化的交變能量的電路，振蕩器是不需要輸入信號控制，就能自動地將直流電源的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟l率和幅度的交變能量的電路。1.1.3 正弦波振蕩器的構(gòu)成要保證正弦波振蕩器正常工作，必須要包括以下四個部分：（1）、放大器：至少有一個有放大作用的有源器件。（2）、正反饋通路和負(fù)阻：必須選用一個能夠補(bǔ)充元器件能量損耗的正反饋通路和負(fù)阻器件，以保證有穩(wěn)定的振蕩。（3）、頻率決定元件或回路：振蕩器必須有頻率決定元件或回路

4、，如電阻、電容、電感和晶體管，以及他們構(gòu)成的選頻回路、相移網(wǎng)絡(luò)或者延時網(wǎng)絡(luò)。（4）、電源：為振蕩器提供能量。1.1.4 正弦波振蕩器的工作原理正弦波振蕩器要產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波振蕩，電路必須滿足一下三個條件：（1）、振蕩器的起振條件：首先，是讓正弦波振蕩器自己起振又叫做自激振蕩。正弦波起振條件是：式中，T(j)表示環(huán)路增益，振幅起振條件UfUi或T(j)1，相位起振條件T=2n n=0,1,2,3。（2）、振蕩器的平衡條件：其次，是保證振蕩器回路中的能量的補(bǔ)充剛好抵消能量的消耗，達(dá)到回路平衡。振蕩器起振后，振蕩幅度不會無限增長下去，而是在某一點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。因此，反饋振蕩器既要滿足起振條件，又要滿

5、足平衡條件。在接通電源后，依據(jù)放大器大振幅的非線性抑制作用，回路增益T(j)必具有隨振蕩器電壓振幅Ui增大而下降的特性。振幅平衡條件UfUi或T(j)1相位平衡條件T=2n n=0,1,2,3（3）、振蕩器的穩(wěn)定條件：最后，還要保證振蕩器是穩(wěn)定的，如果外加干擾使得振蕩器偏離了環(huán)路平衡狀態(tài)，振蕩器系統(tǒng)應(yīng)能自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)在平衡點(diǎn)附近回路增益T(j)應(yīng)具有隨Ui增大而減小的特性，即振幅穩(wěn)定條件為外界因素的變化同樣會破壞相位平衡條件，使環(huán)路相移偏離2n。相位穩(wěn)定條件是指相位條件一旦被破壞時環(huán)路能自動恢復(fù)T=2n所應(yīng)具有的條件即1.1.5 三點(diǎn)式振蕩器（1）三點(diǎn)式振蕩器的基本組成三點(diǎn)式振蕩器是

6、指回路的三個端點(diǎn)與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器如下圖：設(shè)回路諧振時有電流I在流動，則有（jX1+jX2+jX3)=0 即：X1+X2+X3=0根據(jù)得三點(diǎn)式的一般組成原則：X1與X2電抗性質(zhì)相同，X3與X1（或X2）電抗性質(zhì)相反。（2）三點(diǎn)式振蕩器的分類：A、與發(fā)射極相連接的兩個電抗元件同為電容時的三點(diǎn)式電路,稱為電容三點(diǎn)式電路,也稱為考畢茲電路。如下圖：由于電容三點(diǎn)式電路已滿足反饋振蕩器的相位條件,只要再滿足振幅起振條件就可以正常工作。因?yàn)榫w管放大器的增益隨輸入信號振幅變化的特性與振蕩的三個振幅條件一致,所以只要能起振,必定滿足平衡和穩(wěn)定條件。振蕩角頻率為本電路的反饋系數(shù)：的取

7、值一般為。為了使電容三點(diǎn)式電路易于起振,應(yīng)選擇跨導(dǎo)m較大的晶體管,其負(fù)載L和回路諧振電阻e0也要大, 而接入系數(shù)要合理選擇。如果選用截止頻率T大于振蕩頻率五倍以上的晶體管作放大器,負(fù)載L不要太?。╧以上）,接入系數(shù)取值合適,一般都能滿足起振條件。電容三點(diǎn)式振蕩器的優(yōu)點(diǎn)是：反饋電壓取自2,而電容對晶體管非線性特性產(chǎn)生的高次諧波呈現(xiàn)低阻抗,所以反饋電壓中高次諧波分量很小,因而輸出波形好,接近于正弦波。缺點(diǎn)是：反饋系數(shù)因與回路電容有關(guān),如果用改變回路電容的方法來調(diào)整振蕩頻率,必將改變反饋系數(shù),從而影響起振。B、與發(fā)射極相連接的兩個電抗元件同為電感時的三點(diǎn)式電路,稱為電感三點(diǎn)式電路,也稱為哈特萊電路。

8、如下圖：本電路反饋系數(shù)F=n=電感三點(diǎn)式振蕩器的優(yōu)點(diǎn)是便于用改變電容的方法來調(diào)整振蕩頻率,而不會影響反饋系數(shù)，缺點(diǎn)是反饋電壓取自2,而電感線圈對高次諧波呈現(xiàn)高阻抗,所以反饋電壓中高次諧波分量較多,輸出波形較差。兩種振蕩器共同的缺點(diǎn)是：晶體管輸入輸出電容分別和兩個回路電抗元件并聯(lián),影響回路的等效電抗元件參數(shù),從而影響振蕩頻率。由于晶體管輸入輸出電容值隨環(huán)境溫度、電源電壓等因素而變化,所以三點(diǎn)式電路的頻率穩(wěn)定度不高,一般在-3量級。C、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路C1、串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器克拉潑電路如下圖：克拉潑電路的功能主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，使振

9、蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高?？死瓭婋娐返膬?yōu)點(diǎn)：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)C3改變頻率時影響振幅。C2、并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器西勒電路西勒電路是在串聯(lián)型電容三點(diǎn)式振蕩電路的電感L旁并接了一個電容C而構(gòu)成的。而C3為遠(yuǎn)小于 C1C2的固定電容。如果使3固定, 通過變化4來改變振蕩頻率, 則RL在振蕩頻率變化時基本保持不變, 從而使輸出振幅穩(wěn)定。西勒電路的優(yōu)點(diǎn)：頻率穩(wěn)定度高，振蕩頻率高，覆蓋寬，振幅平穩(wěn)，輸出波形好。1.1.6 正弦波振蕩器實(shí)際設(shè)計(jì)（1）、實(shí)際電路圖如下：電路中一定要保證晶體三極管處于放大狀態(tài)，讓信號不失真的放大。放大電路采用基極分壓式射極偏置電路，這個電路有穩(wěn)定靜態(tài)工作

10、點(diǎn)（發(fā)射極電阻）和保證增益不會下降（跟發(fā)射極電阻Re并聯(lián)電容）的特點(diǎn)。（2）、電路參數(shù)確定：A1、三極管放大部分：要使三極管處于放大狀態(tài)，必須保證Vbeq=0.60.7V，Vceq>=Vbeq，射極偏置電阻取Re=510，Rc=1k，Rb1=100K可調(diào)，Rb2=5.6KA2、LC振蕩部分：為了使反饋系數(shù)F=1/21/8，C1=1000p，C2=100p，C3=300p，C4=20p可調(diào)，電感L=2.2uh，電源供電電壓為12V。此振蕩電路頻率穩(wěn)定度高，輸出波形好，頻率可調(diào)。1.2 高頻小信號放大器1.2.1 高頻小信號放大器的簡述高頻小信號放大器的特點(diǎn)：放大高頻小信號(中心頻率在幾百k

11、Hz到幾百M(fèi)Hz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MHz的范圍內(nèi))的放大器。高頻小信號放大器的基本組成是：由“放大部分+選頻濾波部分”按“級聯(lián)”方式構(gòu)成。放大部分的核心元器件是增益元器件，如三極管、場效應(yīng)管、集成運(yùn)放或?qū)Ｓ眉煞糯笃鞯?。選頻部分的必要元器件是電感、電容等動態(tài)元件。高頻小信號放大電路分為窄頻帶放大電路和寬頻帶放大電路兩大類。前者對中心頻率在幾百千赫到幾百兆赫,頻譜寬度在幾千赫到幾十兆赫內(nèi)的微弱信號進(jìn)行不失真的放大,故不但需要有一定的電壓增益,而且需要有選頻能力。后者對幾兆赫至幾百兆赫較寬頻帶內(nèi)的微弱信號進(jìn)行不失真的放大,故要求放大電路的下限截止頻率很低(有些要求到零頻即直流),上限截止頻

12、率很高。窄頻帶放大電路由雙極型晶體管(以下簡稱晶體管)、場效應(yīng)管或集成電路等有源器件提供電壓增益, LC諧振回路、陶瓷濾波器、石英晶體濾波器或聲表面波濾波器等器件實(shí)現(xiàn)選頻功能。它主要有兩種類型：以分立元件為主的諧振放大器和以集成電路為主的集中選頻放大器。寬頻帶放大電路也是由晶體管、場效應(yīng)管或集成電路提供電壓增益。為了展寬工作頻帶,不但要求有源器件的高頻性能好, 而且在電路結(jié)構(gòu)上采取了一些改進(jìn)措施。1.2.2 高頻小信號放大器的主要性能指標(biāo)A、增益增益定義為放大器的輸出信號電量與輸入信號電量的比值，用A加下標(biāo)來表示。（1） 電壓放大倍數(shù)：或者（2）功率放大倍數(shù)：或者B、通頻帶通頻帶定義為放大器的

13、增益比最大增益下降3dB時的上限截止頻率fH 與下限截止頻率fL之差，用BW0.7 = fH - fL 表示。通頻帶決定于回路負(fù)載Q值，且隨級數(shù)的增加帶寬越來越窄如下圖：C、選擇性選擇性表示放大器對通頻帶以外的各種干擾信號及其噪聲的濾除能力，或者從各種干擾中選出有用信號的能力。放大電路的選擇性主要由選頻回路來決定。衡量選擇性的指標(biāo)是矩形系數(shù)Kr0.1。矩形系數(shù)Kr0.1：表示與理想濾波特性的接近程度。如圖：D、工作穩(wěn)定性放大器的工作穩(wěn)定性是指放大器的工作狀態(tài)，晶體管參數(shù)，電路元件參數(shù)等發(fā)生可能變化時，其主要質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定程度，放大器的不穩(wěn)定現(xiàn)象表現(xiàn)為增益的變化，中心頻率的偏移，通頻帶變窄，諧振

14、曲線變形等，其極限狀態(tài)是放大器產(chǎn)生自激。E、噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來反映電路本身噪聲大小的技術(shù)指標(biāo)。其定義為輸入信號的信噪比與輸出信號的信噪比的比值。噪聲系數(shù)越接近于1，說明放大器的抗噪能力越強(qiáng)，輸出信號的質(zhì)量越好1.2.3 高頻小信號選頻放大器的穩(wěn)定性能A、放大器不穩(wěn)定的原因：在放大器回路中，由于電路中存在正向傳輸導(dǎo)納yre，且不為零，即輸出電壓可以反饋到輸入端，引起輸入電流的變化，從而可能使放大器工作不穩(wěn)定。如果這個反饋?zhàn)銐虼?，且在相位上滿足正反饋條件，則會出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象。B、提高放大器穩(wěn)定性的方法：（1）選擇高頻性能好的三極管。通常Cb¢c (即Cm)越小越好。（2）中和法。在

15、晶體管外部接一個中和電容CN來抵消內(nèi)部反饋有害的影響。（3）失配法。是一種通過適當(dāng)降低放大器的增益，提高放大器的穩(wěn)定性的方法。失配法通過增大負(fù)載電導(dǎo)Yl進(jìn)而增大總回路電導(dǎo)，使輸出電路嚴(yán)重失配，失配法以犧牲增益來換取電路的穩(wěn)定。實(shí)際電路的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了失配法，采用共射共基級聯(lián)電路就是一種典型的失配法的應(yīng)用電路，如圖：共射-共基級聯(lián)放大器的穩(wěn)定性比一般共射放大器的穩(wěn)定性高的多，共射極在負(fù)載導(dǎo)納很多的情況下，雖然電壓增益很小，但是電流增益卻很大，而共基極雖然電流增益接近1，但電壓增益卻較大，因此級聯(lián)后功率增益較大，而且噪聲系數(shù)小，由于共發(fā)射極的輸入阻抗高，可以保證輸入端有較大的電壓傳輸系數(shù)，這對于提

16、高信噪比有利，而且共射-共基極電路穩(wěn)定，可以允許有較高的功率增益，有利于抑制后面的噪聲。也為后面展寬放大器的通頻帶做 好了準(zhǔn)備。1.2.4 高頻小信號放大器的實(shí)際設(shè)計(jì)A、展寬放大器通頻帶的方法：單級調(diào)諧型放大器的通頻帶不夠?qū)?，為了展寬放大器的通頻帶，獲得較好的效果，由于實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，使用了組合電路法來展寬通頻帶，典型電路即共射-共基組合電路，在這個電路中，上限截止頻率由共射級電路的上限截止頻率決定，運(yùn)用共基極電路輸入阻抗小的特點(diǎn)，把它作為共射電路的負(fù)載，使共射電路輸出總電阻Rl大大減小，使回路的密勒電容Cm大大 減小，高頻性能有所改善，從而有效的擴(kuò)展了共射電路亦即整個組合電路的上限截止頻率，

17、由于共射電路負(fù)載小，所以電壓增益減小，但是這可以對電壓增益較大的共基級電路進(jìn)行補(bǔ)償。B、實(shí)際電路圖：該電路負(fù)載采用部分接入的并聯(lián)諧振回路，此回路有兩個作用：一是選頻濾波，二是實(shí)現(xiàn)阻抗匹配或變換。C、測試數(shù)據(jù)：中心頻率F=5.81Mhz，實(shí)際測得的中心頻率為4.90Mhz。（1）、當(dāng)輸入Vi=20mv，Vo=780mvA=Vo/Vi=39.0 上限截止頻率Fh=6.7Mhz，下限截止頻率Fl=3.9Mhz通頻帶B=Fh-Fl=6.7-3.9=2.8Mhz（2）、當(dāng)輸入Vi=50mv，Vo=1.84vA=Vo/Vi=36.8上限截止頻率Fh=5.5Mhz，下限截止頻率Fl=4.4Mhz通頻帶B=F

18、h-Fl=5.5-4.4=1.1Mhz（3）、當(dāng)輸入Vi=100mv，Vo=3.56vA=Vo/Vi=35.6 上限截止頻率Fh=5.6Mhz，下限截止頻率Fl=4.5Mhz通頻帶B=Fh-Fl=6.7-3.9=1.1Mhz共射共基諧振放大器靜態(tài)工作點(diǎn)可調(diào)。根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)使輸出電壓達(dá)到最大不失真，電路穩(wěn)定，波形較好，失真小。1.3 高頻功率放大器1.3.1 功率放大器的定義功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。1.3.2 功率放大器與電壓放大器的區(qū)別電壓放大器的主要要求是使其輸出端得到不失真的電壓信號，討論的主要

19、指標(biāo)是電壓增益、輸入和輸出阻抗等，輸出功率不一定大。功率放大器主要要求獲得一定的不失真的輸出功率。1.3.3 功率放大器的分類功率放大器通常是根據(jù)功放管工作點(diǎn)選擇的不同來進(jìn)行分類的。（1）、凡是功率管在一個周期內(nèi)導(dǎo)通的稱為甲類；（2）、僅在半個周期內(nèi)導(dǎo)通的稱為乙類；（3）、介于甲類和乙類之間，即大于半個周期小于一個周期內(nèi)導(dǎo)通的稱為甲乙類；（4）、小于半個周期內(nèi)導(dǎo)通的稱為丙類。如圖：甲類功放 乙類功放 甲乙類功放 丙類功放如果保持輸出功率相同，四種功放電路的效率關(guān)系如下：甲類（最高50%）<乙類（最高50%78%）<甲乙類（最高78%）<丙類（最高85%90%）1.3.4 功率

20、放大器的主要性能指標(biāo)（1）輸出功率Po輸出電壓有效值與輸出電流有效值的乘積定義為輸出功率Po。其中Vom和Iom分別為輸出電壓和電流的峰值。（2）效率放大電路的效率定義為放大電路輸出給負(fù)載的交流功率Po與直流電源提供的功率PV 之比，即：（3）管耗PT損耗在功放管上的功率稱為功放管的損耗，簡稱管耗，用PT表示。1.3.5 功放管的保護(hù)和散熱問題（1）、為了輸出較大功率的信號功率，器件承受的電壓要高，通過的電流要大，功放管損壞的可能性也就比較大。所以功放管的保護(hù)成為一個不可忽視的問題（2）、在功放電路中，有相當(dāng)大的功率消耗在功放管的集電極上，使結(jié)溫和管殼的溫度升高，所以功放管的散熱也成為了一個不

21、可忽視的問題。（3）、輸出功率越大，電壓和電流的幅度就越大，信號的非線性失真就越嚴(yán)重，如何減小非線性失真是功放電路的一個重要問題。1.3.6 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器為了提高效率，可將放大電路做成推挽式電路，并將功放管的工作狀態(tài)設(shè)置為甲乙類，以減小交越失真。（1）、實(shí)際設(shè)計(jì)的電路原理圖如下：在該電路的設(shè)計(jì)中，三極管8050為推動級，8050的集電極電路中接有兩個二極管D1和D2，利用8050的集電極電流在D1、D2的正向壓降給兩個功放管2N3904和2N3906提供基極偏置，從而克服交越失真。因?yàn)镹PN型三極管2N3904和PNP型三極管2N3906兩管電路對稱，兩管靜態(tài)電流相等，負(fù)載上無靜態(tài)

22、電流，輸出電壓Uo=0。當(dāng)有交流信號輸入時，D1和D2的交流電阻很小，可視為短路，從而保證了2N3904和2N3906兩管基極輸入信號幅度基本相等。由于二極管正向壓降具有負(fù)溫度系數(shù)，所以這種偏置電路具有溫度穩(wěn)定作用，可以自動穩(wěn)定輸出級功放管的靜態(tài)電流。該電路采用單電源供電。（2）、測試數(shù)據(jù)A、當(dāng)Vi=2v時，Vo=5.92v，中心頻率F=1Mhz上限截止頻率Fh=6.7Mhz，下限截止頻率Fl=4hz，通頻帶B=Fh-Fl=6.7Mhz直流電源提供的功率Pu=0.32w輸出功率Po=Vo*Vo/（2*Rl）=0.25w效率=Po/Pu=78.1%管耗Pt=2*（VCC*Vo/3.14-Vo*V

23、o/4）=0.073wB、當(dāng)Vi=3v時，Vo=5.98v，中心頻率F=4Mhz上限截止頻率Fh=8.5Mhz，下限截止頻率Fl=4hz，通頻帶B=Fh-Fl=8.5Mhz直流電源提供的功率Pu=0.32w輸出功率Po=Vo*Vo/（2*Rl）=0.255w效率=Po/Pu=79.6%管耗Pt=2*（VCC*Vo/3.14-Vo*Vo/4）=0.0711w甲乙類功率放大電路設(shè)計(jì)方便，輸出效率高，能較好的克服信號波形的交越失真。同時兼有甲類功率放大器和乙類功率放大器的特點(diǎn)。1.3.7 丙類諧振功率放大器的概述高頻功率放大器用于放大器高頻信號并獲得足夠大的輸出功率,常又稱為射頻功率放大器。它廣泛用

24、于發(fā)射機(jī)、高頻加熱裝置和微波功率源等電子設(shè)備中。它研究的主要問題是如何獲得高效率以及大功率輸出。在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中采用的是丙類諧振功率放大器。1.3.8 丙類諧振功率放大器的特點(diǎn)（1）放大管是高頻大功率晶體管，能承受高電壓和大電流。（2）輸出端負(fù)載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實(shí)現(xiàn)放大器輸出端負(fù)載的匹配。（3）基極偏置電路為晶體管發(fā)射結(jié)提供負(fù)偏壓（- ），使電路工作在丙類狀態(tài)。（4）輸入余弦波時，經(jīng)過放大，集電極輸出電壓是余弦脈沖波形。1.3.9 諧振功率放大器與小信號諧振放大器的區(qū)別A、相同之處：它們放大的信號均為高頻信號，而且放大器的負(fù)載均為諧振回路。B、不同之處：為激勵信號幅

25、度大小不同，放大器工作點(diǎn)不同，晶體管動態(tài)范圍不同。1.3.10 丙類諧振功率放大器的主要性能指標(biāo)（1）、輸出功率PO（2）、效率:（3）、功率增益:Ap（4）、非線性失真1.3.11 丙類諧振功率放大器的電路原理圖（1）、電路圖如下：LC諧振回路：為放大器的負(fù)載。諧振回路的諧振頻率為信號的中心頻率。LC諧振回路的作用是濾波和阻抗匹配。VBB:基極直流偏置電壓，作用是保證三極管工作在丙類狀態(tài)。VBB的值應(yīng)小于放大管的導(dǎo)通電壓Uon；通常取VBB0。VCC：集電極直流電壓，作用是給放大管合理的靜態(tài)偏置，提供直流能量。（2）、丙類諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)欠壓狀態(tài)：當(dāng)諧振負(fù)載Re較小，輸出電壓的最

26、大值Ucm也較小時，在高頻一個周期內(nèi)各動態(tài)工作點(diǎn)都處在晶體管特性曲線的放大區(qū)，此時集電極電流波形為尖頂余弦脈沖，且脈沖幅度較高。臨界狀態(tài)：當(dāng)諧振負(fù)載Re較大，輸出電壓的最大值Ucm也較大時，在高頻一個周期內(nèi)各動態(tài)工作點(diǎn)都處在晶體管特性曲線的臨界飽和線，此時集電極電流波形為尖頂余弦脈沖，但脈沖幅度比欠壓時略低。過壓狀態(tài)：當(dāng)諧振負(fù)載Re很大，輸出電壓的最大值Ucm也很大時，在高頻一個周期內(nèi)各動態(tài)工作點(diǎn)都處在晶體管特性曲線的飽和區(qū)，此時集電極電流波形為凹頂脈沖，且脈沖幅度較低。（3）、丙類諧振功率放大器的特性A負(fù)載特性：所謂的負(fù)載特性就是指當(dāng)Ec、Eb、Ubm一定時，放大器的電流電壓、功率和效率等隨

27、Re變化的特性。B集電極調(diào)制特性：所謂的集電極調(diào)制特性就是指當(dāng)Re、Eb、Ubm一定時，放大器的電流、電壓、功率及效率等隨集電極電壓Ec變化的特性。C基極調(diào)制特性：所謂的基極調(diào)制特性就是指當(dāng)Re、Ec、Ubm一定時，放大器的電流、電壓、功率及效率等基極電壓Eb變化的特性。D放大特性：所謂的放大特性就是指當(dāng)Re、Ec、Eb一定時，放大器的電流、電壓、功率及效率等基極電壓Ubm變化的特性。（4）、丙類諧振功率放大器的濾波匹配網(wǎng)絡(luò)為滿足結(jié)它的輸出功率和效率的要求，并有較高的功率增益，需要設(shè)計(jì)輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)：把放大器的輸入阻抗變換成前級信號源所需的負(fù)載阻抗，以使電路能從前級信號源

28、中獲得最大的激勵功率。將外接負(fù)載RL變換為諧振功放所要求的負(fù)載電壓RP，以保證放大器輸出所需的功率。輸入濾波匹配網(wǎng)絡(luò)：具有濾波和阻抗變換能力，可以濾除各次諧波，使負(fù)載上只有基波電壓。1.3.12 實(shí)際設(shè)計(jì)電路（1）、電路圖如下：該電路采用2種功率放大電路相結(jié)合的方式，前級是甲類功率放大電路，負(fù)載采用的是部分接入式并聯(lián)諧振回路，后級丙類諧振功率放大電路的集電極饋電線路采用的是并饋接法，保證了集電極電流ic中的直流分量Ic0只流過集電極直流電源VCC，以便直流電源提供的直流功率全部交給晶體管，而且還保證諧振回路兩端僅有基波分量壓降，以便把變換后的交流功率傳送給回路負(fù)載?；鶚O饋電線路采用的是串饋接法

29、，保證了基極電流中的直流分量IB0只流過基極偏置電源，而且還保證了基極電流中的基波分量ib1只流過輸入端的激勵信號源，以便使輸入信號控制晶體管的工作，實(shí)現(xiàn)放大。該電路前級電路與后級電路之間采用電容耦合的方式接入，后級輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用的是L型回路，如：（2）、實(shí)際測試數(shù)據(jù)A、當(dāng)Vi=50mv，Vo=5.72v中心頻率F=8.8Mhz，上限截止頻率Fh=9.4Mhz，下限截止頻率Fl=8.5Mhz，帶寬B=Fh-Fl=0.9Mhz。B、當(dāng)Vi=100mv，Vo=6.56v中心頻率F=8.8Mhz，上限截止頻率Fh=10Mhz，下限截止頻率Fl=8.4Mhz，帶寬B=Fh-Fl=1.6Mhz。直流電

30、源提供的功率Pu=Vcc*Ico=1.42w輸出功率Po=Vcm*Vcm/（2*Rp）=1.19w效率=Po/Pu=83.8%，Pc=Pu-Po=0.23w該電路輸出功率大，效率較高，波形失真較小，因此高頻丙類功率放大器通常用于各種無線發(fā)送設(shè)備中。1.4 振幅調(diào)制1.4.1 調(diào)制的概念調(diào)制:攜帶信息的電信號去控制高頻振蕩信號的某一參數(shù),該信號按照電信號的規(guī)律而變化的一種處理方式.1.4.2 調(diào)制的方式調(diào)幅：用調(diào)制信號 去控制高頻載波的幅度。調(diào)頻：用調(diào)制信號 去控制高頻載波的頻率。調(diào)相：用調(diào)制信號 去控制高頻載波的相位。1.4.3 振幅調(diào)制的定義和分類振幅調(diào)制：凡是能實(shí)現(xiàn)將調(diào)制信號頻譜搬移到載波

31、一側(cè)或兩側(cè)的過程，稱為振幅調(diào)制。振幅調(diào)制分為低電平調(diào)制和高電平調(diào)制，其中低電平調(diào)制電路是先在低功率電平級進(jìn)行振幅調(diào)制，然后再經(jīng)過高頻功率放大器放大到所需要的發(fā)射功率。方法有平方率調(diào)幅和斬波調(diào)幅。高電平調(diào)幅是直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波。它的優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)效率高。方法有集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅。1.4.4 普通調(diào)幅波（AM）的性質(zhì)載波信號：，調(diào)制信號：AM波的波形如下圖：（1）、普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式為:其中調(diào)制度，當(dāng)ma1時，已調(diào)波振幅的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號一樣不失真調(diào)幅，當(dāng)ma1時，包絡(luò)形狀會產(chǎn)生嚴(yán)重失真，必須盡力避免。（2）、普通調(diào)幅波的頻譜單頻調(diào)制的AM波的頻譜：單頻調(diào)制的AM波的頻帶寬

32、度：B=2F1.4.5 普通調(diào)幅波的功率關(guān)系將普通調(diào)幅波電壓加在電阻R兩端，電阻R上消耗的各頻率分量對應(yīng)的功率可表示為：（1）、載波功率：（2）、每一邊頻功率：（3）、調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率：1.4.6 普通調(diào)幅波的特點(diǎn)（1）、普通調(diào)幅波中載波分量占有的功率較大，而含有信息的上、下邊頻分量占有的功率較小。（2）、從能量觀點(diǎn)看，普通調(diào)幅波進(jìn)行傳送，不含信息的載波功率過大，是一種很大的浪費(fèi)。這是普通調(diào)幅波本身固有的。1.4.7 低電平調(diào)制電路-模擬乘法器調(diào)幅電路（1）、模擬乘法器是完成兩個模擬信號（電壓或電流）相乘作用的電子器件。在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中采用了集成調(diào)幅芯片MC1496P進(jìn)行振幅調(diào)制（2）、實(shí)際設(shè)計(jì)電路如下：A、低頻信號源：該電路采用了文氏電橋正弦波發(fā)生器，該電路能夠產(chǎn)生1.5khz的正弦信號，該信號用作調(diào)制信號，輸出電壓可調(diào)。B、MC1496