基于PSpice仿真的振幅調(diào)制電路設(shè)計(jì)與性能分析

第一章差動(dòng)放大器調(diào)幅的設(shè)計(jì)理論1.設(shè)計(jì)理論一般差動(dòng)放大器結(jié)構(gòu)如圖所示，其調(diào)幅原理可解釋如下：當(dāng)RE較大時(shí)，V3管引入深度串聯(lián)電流負(fù)反饋，所以：為保證I0(t)≥0，應(yīng)滿足：由于ic1、ic2與u1呈雙曲正切關(guān)系，即雙端輸出的差電流為則雙端輸出電壓'可見，由于輸出電流和電壓與u2成線性關(guān)系，故稱u2輸入通道為線性通道，而u1通道為非線性通道。若令u1=Um1cosω1t為載波，u2為調(diào)制信號(hào)，ω1>>ω2,則根據(jù)u1幅度Um1不同，下面分三種情況討論：Um1<UT=26mV。因?yàn)樗詉o中只含頻率分量ω1和ω1±ω2，電阻負(fù)載下即可實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制②.Um1>4UT=100mV此時(shí)近似有：故io中包含的頻率分量有：ω1，ω1±ω2，3ω1，3ω1±ω2，5ω1，5ω1±ω2，···。頻譜圖采用帶通特性的LC并聯(lián)諧振負(fù)載可實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制。③.UT≤Um1≤4UT這時(shí)雙曲正切函數(shù)可以用傅氏級(jí)數(shù)展開，即式中，x=Um1/UT，β2n-1(x)是展開式中的分解系數(shù)，其值與x的關(guān)系可查表得出。因此可得由于雙曲正切函數(shù)展開式中包含的頻率分量與k2(ω1t)的相同，只是幅度隨x減小而減小。所以io中包含的頻率分量和能實(shí)現(xiàn)的調(diào)制與情況②完全相同。2.實(shí)際設(shè)計(jì)(1)基本差分放大器的設(shè)計(jì)我們以載波為Uc=100cos(10π*10^6t)mv,調(diào)制信號(hào)取為UΩ=2cos(2π*10^5t)V為參考波形進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。對(duì)于LC并聯(lián)諧振回路，為了使調(diào)幅效果更好，我們?nèi)∑渲C振頻率與載波頻率相同,即ω0=10π*10^6rad/s，即f0=5MHZ,帶寬為BWBFP=4π*10^3rad/s。根據(jù)并聯(lián)諧振回路的頻率計(jì)算公式ft=1LC(2)基本參數(shù)分析以V(Q1)-V(Q2)為參量，進(jìn)行時(shí)域信號(hào)分析，電路模擬的曲線如圖：放大倍數(shù)可達(dá)2.5v/0.1v=25倍，以經(jīng)過Q1基極電流為參數(shù)，時(shí)域特性曲線為：則由差模輸入電阻的定義可得R=0.1V/200uA=5Ω第二章用MATLAB轉(zhuǎn)移特性根據(jù)二極管的伏安特性表達(dá)式：Icq1=Ice1(e式中Ice1為Q1發(fā)射結(jié)構(gòu)成的二極管的反向飽和電流。Vt=Ktq,常溫（300K°）時(shí)VtI同理，Q2射極電流I若Q1，Q2特性完全相同，則Ice1=Ice2=Ice,恒流源電流I0=Icq1+Icq2=I由上式得I0=Icq1[1+若Q1，Q2，β足夠大，Icq1=而Ube1-Ube2=(Ui1-Ue)-(Ui2I0=Icq1[1+e-uiut同理可得Icq2I由此使用MATLAB計(jì)算其轉(zhuǎn)移特性，程序?yàn)椋河?jì)算圖形為：由圖可近似看出，Uid在26mV以內(nèi)時(shí)，傳輸特性近似為一條直線，此時(shí)Icq1與Icq2和Uid呈線性關(guān)系。當(dāng)Uid>4Ut時(shí)，差動(dòng)放大器工作于開關(guān)狀態(tài)，雙曲正切函數(shù)的取值為1或-1。當(dāng)Uid介于前兩種情況之間時(shí)，差動(dòng)放大器工作在非線性區(qū)。第三章調(diào)幅電路以調(diào)制信號(hào)作為電流源控制電壓，此時(shí)電路圖為設(shè)置瞬態(tài)分析的參數(shù)：終止時(shí)間=100us,開始時(shí)間=0，最大步長(zhǎng)=10ns分析結(jié)果如圖：此時(shí)可以看出，電路實(shí)現(xiàn)了基本無(wú)失真的較好的振幅調(diào)制。這時(shí)Icq1中包含頻率為（2n-1）ωc,(2n-1)ωc+Ω,(2n-1)ωc-Ω,(n=1,2,3…)的載頻分量和上下邊頻分量當(dāng)調(diào)整載波振幅，使Uc=25mv,即使其小于Ut時(shí)，分析結(jié)果為：此時(shí)Icq1中包含頻率為ωc,ω+Ω和ω-Ω的載頻分量和上下邊頻分量。調(diào)整載波振幅，使Uc=0.2V,即當(dāng)載波幅度大于4Ut時(shí)，分析結(jié)果為：這時(shí)Icq1中包含頻率為（2n-1）ωc,(2n-1)ωc+Ω,(2n-1)ωc-Ω,(n=1,2,3…)的載頻分量和上下邊頻分量由上圖可見，當(dāng)差動(dòng)放大器工作在線性區(qū)和開關(guān)狀態(tài)時(shí)，都能實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制第四章雙端輸出修改電路為雙端輸出：分析結(jié)果為：由此可以看出，當(dāng)UΩm<Ut的工作條件不滿足時(shí)，雙邊帶調(diào)幅信號(hào)出現(xiàn)明顯失真。雙端輸出的差分放大電路