通信工程論文

河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系部 : 電子工程系 專業(yè)： 通信技術(shù) 班級(jí)： 09-1 班 姓名 : 張宇 二 一二 年 六 月 八 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 09 級(jí)電子工程系 通信技術(shù) 專業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）題目 高頻調(diào)幅電路分析與應(yīng)用 學(xué)生姓名 張宇 性別 男 年齡 22 班級(jí) 09-1 班 設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn) 大城縣北四岳卓越玻璃鋼 制品廠 時(shí)間：自 2012 年 3 月 19 日至 2012 年 6 月 15 日 指導(dǎo)教師 張小謙 職稱 副教授 職稱 系 主 任 劉彥儒 專業(yè)教研室主任 張淑青 教務(wù)處負(fù)責(zé)人 王黎明 發(fā)任務(wù)書日期 2012 年 3 月 19 日 校外（實(shí)習(xí)）指導(dǎo)教師信息表 姓名 韓德發(fā) 性別 男 出生年月 1979-8-1 專業(yè)技術(shù) 職務(wù)（最高） 學(xué)歷 大學(xué)本科 名稱 通信工程師 等級(jí) 高級(jí) 發(fā)證單位 勞動(dòng)和社會(huì)保障部 獲取時(shí)間 1996-06 職業(yè)資格等級(jí)（最高） 名稱 通信工程師 等級(jí) 高級(jí) 發(fā)證單位 勞動(dòng)和社會(huì)保障部 獲取時(shí)間 1990-03 當(dāng)前專職工作背景 單位名稱 大城縣北四岳卓越玻璃鋼制品廠 職務(wù) 產(chǎn)品經(jīng)理 任職時(shí)間（年月） 2000-06 學(xué)歷：大專、大學(xué)本科、碩士研究生、博士研究生 專業(yè)技術(shù)職務(wù)名稱：例如，助理工程師、工程師、高級(jí)工程師、助理講師、講師、副教授、教授、助理政工師、政工師、高級(jí)政工師等。 獲取時(shí)間：年月，例如 1982-01 職業(yè)資格等級(jí)：指導(dǎo)校 外指導(dǎo)教師所擁有的最高職業(yè)資格等級(jí)證書，例如，會(huì)計(jì)師、建造師、經(jīng)濟(jì)師等等。 當(dāng)前專職工作背景單位名稱：填寫實(shí)習(xí)單位的全稱 職務(wù)：填寫指導(dǎo)教師的職務(wù)，例如：部門經(jīng)理、車間主任、站長(zhǎng)、總經(jīng)理、工程師等。 一、設(shè)計(jì)（論文）題目： （宋體小四 ,行距 21） 高頻調(diào)幅電路分析與應(yīng)用 二、技術(shù)要求： （宋體小四 ,行距 21） 對(duì)高頻調(diào)幅電路有一個(gè)全面深入的了解，能獨(dú)立自主分析高頻調(diào)幅電路 . 三、該題的目的和意義： （宋體小四 ,行距 21） 提高社會(huì)實(shí)踐能力 ,使理論與實(shí)踐得到更好的結(jié)合。為以后深入的學(xué)習(xí)通信行業(yè)打下良好 的基礎(chǔ) 四、設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)包括的內(nèi)容： （宋體小四 ,行距 21） 現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算 ；參考數(shù)據(jù) 五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙： （宋體小四 ,行距 21） 設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)表格 現(xiàn)場(chǎng)所拍下的圖片 六、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括的內(nèi)容： （宋體小四 ,行距 21） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 校外指導(dǎo)老師任務(wù)表信 七、學(xué)生應(yīng)閱讀的參考書、參考資料、手冊(cè)和應(yīng)補(bǔ)充的知識(shí)： （宋體小四 ,行距 21） 八、其他要求： （宋體小四 ,行距 21） 無 九、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度： （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研：（共 14 周） 時(shí)間： 3 月 19 日至 6 月 15 日 地點(diǎn)： 大城縣北四岳卓越玻璃鋼制品廠 調(diào)研內(nèi)容： （宋體小四 ,行距 21） 高頻調(diào)幅電路分析與應(yīng)用 （ 2）搜集資料和確定答案： 3 月 19 日至 3 月 25 日共 6 天 （ 3）設(shè)計(jì)計(jì)算： 3 月 26 日至 4 月 1 日共 7 天 （ 4）繪圖： 4 月 2 日至 4 月 15 日共 14 天 （ 5）便攜設(shè)計(jì)說明書： 4 月 16 日至 5 月 31 日共 46 天 （ 6）準(zhǔn)備答辯： 6 月 1 日至 6 月 15 日共 14 天 備注： （宋體小四 ,行距 21） 同一題目的其他設(shè)計(jì)者：無 指導(dǎo)教師：張小謙 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定 指導(dǎo)教師評(píng)語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)答辯委員會(huì)評(píng)語： 專業(yè)答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)為： 指導(dǎo)教 師：（簽字） 系主任（簽字） 系 （章） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 二 O O 九 級(jí) 電子工程 系 通信技術(shù) 專業(yè) 09-1 班 題 目 高頻調(diào)幅電路分析與應(yīng)用 姓 名 張宇 學(xué)號(hào) 2009P00517 指導(dǎo)教師 張小謙 職稱 副教授 職稱 閱讀教師 職稱 職稱 二 O 一二 年 六 月 十二 日 畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）說明書 （一）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： （宋體小四 ,行距 21） 高頻調(diào)幅電路分析與應(yīng)用 （二）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用的原始數(shù)據(jù)： 1、 載波功率 2、 上、下邊頻功率 3、 總平均功率 4 最大瞬時(shí)功率 5、 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的惰性失真避免條件 6、 為了避免負(fù)峰切割失真，必須 7、 非線性失真系數(shù) Kf 2cmL12cUPRccma RUMPP 1)2(21 221 ca PM 241ca PMPPP 221 21 1(21 221 cacc PMPPPPP ca PM )21 2Lcma RUMP 2)1( 22m ax am ax2aLL 21mFmCR )1( aim mU )1( aim mU 8、 高頻濾波系數(shù) F （三）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容： 1、調(diào)幅原理 2、高電平調(diào) 幅電路分析 3、低電平調(diào)幅電路分析 4、檢波電路分析 5、調(diào)幅信號(hào)的接收實(shí)例 （調(diào)幅收音機(jī)） （四）設(shè)計(jì)圖名稱： 1 調(diào)制信號(hào)和載波的波形圖 2 集電極調(diào)幅電路圖 3 理想化靜態(tài)調(diào)幅特性圖 4 基極調(diào)幅電路圖 5 單二極管開關(guān)調(diào)幅電路電路圖 6 K( 2t)與 u2 的波形圖 7 二極管平衡調(diào)幅電路圖 8 環(huán)形調(diào)幅電路圖 9 環(huán)形電路的開關(guān)函數(shù)波形圖 10 實(shí)際的環(huán)形電路圖 11 雙平衡混頻器組件的外殼和電原理圖 12 1496 芯片內(nèi)部電路圖 13 1496 構(gòu)成的調(diào)幅器圖 14 檢波器輸入輸出波形圖 15 大信號(hào)包絡(luò)檢波器 電路組成圖 16 大信號(hào)包絡(luò)檢波器 工作原理圖 17 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的惰性失真 波形現(xiàn)象圖 18 同步檢波原理圖 19 MC1596 組成的同步檢波器 20 振幅檢波器組成方框圖 21 來復(fù)試收音機(jī)電路圖 22 來復(fù)試收音機(jī)方框圖 23 收音機(jī)磁性天線的繞制圖 24 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路 （五）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自 2012 年 3 月 19 日起 至 2012 年 6 月 15 日 （六）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn) 廊坊德基機(jī)械科技股份有限公司 （七）主要參考資料及文獻(xiàn) 1. 周雪模擬電子技術(shù) .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2002 2. 胡宴如 .高頻電子線路第三版 .北京：高等教育出版社， 2004 3. 林春方 .高頻電子線路（第 2 版） .北京：電子工業(yè)出版社， 2007 4. 黃亞平 .高頻電子技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 學(xué) 生 姓 名： 張宇 日期 2012.6.10 指導(dǎo)教師姓名： 張小謙 日期 2012.6.10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 高頻調(diào)幅電路分析及應(yīng)用 摘要：調(diào)幅的方法按電平的高低可區(qū)分為高電平調(diào)制和低電平調(diào)制，前者是直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波；后者是在低功率電平上產(chǎn)生已調(diào)波，再經(jīng)過線性功率放大到所需的發(fā)射功率。 一般普通調(diào)幅發(fā)射機(jī)都采用高電平調(diào)制。它的優(yōu)點(diǎn)是不必采用效率低的線性功率放大器，從而有利于提高整機(jī)效率。高電平調(diào)制電路必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線必的要求。 雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制通常都是低電平調(diào)制。調(diào)制電路的輸出 功率和效率不是主要指標(biāo)，調(diào)制電路的形式，非線性器件類型及工作狀態(tài)選擇不受輸出功率和效率的限制，因而具有更大的靈活性，可以更好地提高調(diào)制線性和抑制載波輸出。 關(guān)鍵詞：調(diào)幅；高低電平調(diào)幅；分析及應(yīng)用 Abstract:Divided into high modulation and low modulation amplitude modulation method can be high or low level, the former is directly attributable to meet the transmitter output power requirements of the modulated wave； the latter is a low power level of the modulated wave,after linear power amplification to the required transmit power. Ordinary AM transmitter with high modulation. Its advantage is that you do not have to adopt the low efficiency of linear power amplifier, which improves machine efficiency. The high modulation circuit must take into account the requirements of the output power, efficiency, and modulation of line will be. Double sideband modulation and single sideband modulation are usually low modulation. Output power and efficiency are not the main indicators of the modulation circuit, modulation circuit in the form of the nonlinear device type and state selection is not the limit of the output power and efficiency, and thus has greater flexibility, you can better improve modulation linearity and suppressed carrier output Keywords: AM； high and low amplitude modulation； analysis and application 目錄 第一章 序言 1.1調(diào) 制基本原理 第二章 調(diào)幅原理 2.1 振幅調(diào)制的分類 2.2普通調(diào)幅信號(hào)的波形及表達(dá)式 2.3普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)方法 2.4 雙邊帶調(diào)幅 2.5 單邊帶調(diào)幅 2.6 殘留邊帶調(diào)幅 第三章 高電平調(diào)幅電路分析 3.1高電平調(diào)幅的原理分析 3.2 集電極調(diào)幅電路 3.3集電極調(diào)幅電路的電流與功率 3.4.基極調(diào)幅 3.4.1 基極調(diào)幅電路分析 3.4.2基極調(diào)幅電路的電流與功率 3.4.3基極調(diào)幅電路的特點(diǎn) 第四章 低電平調(diào)幅電路分析 4.1低電平調(diào)幅的原理分析 4.2 單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路 4.2.1 單二極管開關(guān)狀態(tài)伏安特性的折線近似 4.2.2 二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅頻譜分析 4.3 二極管平衡調(diào)幅電路分析 4.3.1二極管平衡調(diào)幅電路的工作原理 4.4 模擬乘法器構(gòu)成的調(diào)幅器 第五章 檢波電路分析 5.1調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) 5.2 檢波電路的功能 5.3 檢波電路的分類 5.4 包絡(luò)檢波 （二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器 ） 5.5 同步檢波 5.6檢波電路的組成 5.7檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo) 第六章 調(diào)幅信號(hào)的接收實(shí)例 （ 調(diào)幅收音機(jī) ） 6.1電路原理 6.2制作與調(diào)試 第七章 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì) 7.1 電路原理 7.2 制作與調(diào)試 致謝 參考文獻(xiàn) 第一章 序言 1.1調(diào)制基本原理 調(diào)制和解調(diào)是通信系統(tǒng)的重要組成部分，沒有調(diào)制和解調(diào)，就無法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離通信。所謂調(diào)制，就是將我們要傳輸?shù)牡皖l信號(hào) “ 裝載 ” 在高頻振蕩信號(hào)上，使之能更有效地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。 所要傳輸?shù)牡皖l信號(hào)是指原始電信號(hào)，如聲音信號(hào)、圖像信號(hào)等，稱為調(diào)制信號(hào)，用 u (t)表示；高頻振蕩信號(hào)是用來攜帶低頻信號(hào)的 , 稱為載波，用uc (t)表示；載波通常采用高頻正弦波，受調(diào)后的信號(hào)稱為已調(diào)波，用 u (t)表示。 具體地說 , 調(diào)制就是用調(diào)制信號(hào)控制載波的某個(gè)參數(shù) , 并使 其與調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律成線性關(guān)系。因此 , 對(duì)模擬信號(hào)具有三種調(diào)制方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。 調(diào)幅，英文是 Amplitude Modulation（ AM）。屬于基帶調(diào)制。使高頻載波的頻率隨信號(hào)改變的調(diào)制（ AM）。 調(diào)頻（ FM），就是高頻載波的頻率不是一個(gè)常數(shù)，是隨調(diào)制信號(hào)而在一定范圍內(nèi)變化的調(diào)制方式，其幅值則是一個(gè)常數(shù)。與其對(duì)應(yīng)的，調(diào)幅就是載頻的頻率是不變的，其幅值隨調(diào)制信號(hào)而變。 第二章 調(diào)幅原理 2.1 振幅調(diào)制的分類 振幅調(diào)制可分為普通調(diào)幅（ AM），雙邊帶調(diào)幅（ DSB-AM），單邊帶調(diào)幅（ SSB-AM）與殘留邊帶調(diào)幅（ VSB-AM） 幾種不同方式。 2.2 普通調(diào)幅信號(hào)的波形及表達(dá)式 設(shè)載波 uc(t)的表達(dá)式和調(diào)制信號(hào) u (t)的表達(dá)式分別為 根據(jù)調(diào)幅的定義，當(dāng)載波的振幅值隨調(diào)制信號(hào)的大小作線性變化時(shí)，即為調(diào)幅信號(hào)，則已調(diào)波的波形如圖 4.1（ c）所示， 圖 4.1（ a）、（ b）所示分別為調(diào)制信號(hào)和載波的波形。 由圖可見，已調(diào)幅波振幅變化的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律相同，而其包絡(luò)內(nèi)的高頻振蕩頻率仍與載波頻率相同，表明已調(diào)幅波實(shí)際上是一個(gè)高頻信號(hào)。 可見，調(diào)幅過程只是改變載波的振 幅，使載波振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即tUtu ccmc cos)( tUtu m co s)(使 Ucm變?yōu)?Ucm+KaUm cost ，據(jù)此，可以寫出已調(diào)幅波表達(dá)式為 Ma 稱為調(diào)幅系數(shù)， Umax 表示調(diào)幅波包絡(luò)的最大值， Umin 表示調(diào)幅波包絡(luò)的最小值。 Ma表明載波振幅受調(diào)制控制的程度，一般要求 0 Ma1 ，以便調(diào)幅波的包絡(luò)能正確地表現(xiàn)出調(diào)制信號(hào)的變化。 Ma1 的情況稱為過調(diào)制 , 下圖所示為不同 Ma時(shí)的已調(diào)波波形。 為了分析調(diào)幅信號(hào)所包含的頻率成分，可將式（ 4-3）按三角函數(shù)公式展開，得 可見 ，在已調(diào)波中包含三個(gè)頻率成分： c、 c+ 和 c- 。 c+ 稱為上邊頻， c- 稱為下邊頻。由此而得到調(diào)幅波的頻譜如下圖所示。 由調(diào)幅波的頻譜可得，調(diào)幅波的頻帶寬度為 BW=2F 式中， F為調(diào)制頻率。 ttUkUtu cmacmAM co s)co s()( ttUUkU ccmmacm c o s)c o s1( ttU UU ccmccm c o s)c o s1( ttMU cacm co s)co s1( m i nm a xm i nm a xm i nm a x2 UU UUU UUU UkU UMcmcmmacmca ttMUtu cacmAM co s)co s1()( ttMUtU cacmccm co sco sco s tUMtU ccmaccm )c o s (21c o s tUM ccma )c o s (21 若調(diào)制信號(hào)為復(fù)雜的多頻信號(hào)，則其頻譜如 下 圖 所示。 例如語音信號(hào)的頻率范圍為 3003400Hz，則語音信號(hào)的調(diào)幅波帶寬為 2 3400=6800Hz。觀察調(diào)幅波的頻譜發(fā)現(xiàn)，無論是單音頻調(diào)制信號(hào)還是復(fù)雜的調(diào)制信號(hào)，其調(diào)制過程均為頻譜的線性搬移過程，即將調(diào)制信號(hào)的頻譜不失真地搬移到載頻的兩旁。因此，調(diào)幅稱為線性調(diào)制。調(diào)幅電路則屬于頻譜的線性搬移電路。 若調(diào)制信號(hào)為單頻余弦信號(hào)，負(fù)載電阻為 RL，則已調(diào)波的功率主要有以下幾種。 1. 載波功率 2. 上、下邊頻功率 3. 總平均功率 4. 最大瞬時(shí)功率 2.3 普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)方法 （ 1）普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生 2cmL12cUPRccma RUMPP 1)2(21 221 ca PM 241ca PMPPP 221 21 1(21 221 cacc PMPPPPP ca PM )21 2Lcma RUMP 2)1( 22m a x 普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生可將調(diào)制信號(hào)與直流相加，再與載波信號(hào)相乘，即可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅。可采用低電平調(diào)幅方法和高電平調(diào)幅方法。 （ 2）解調(diào)方法 1）包絡(luò)檢波 利用普通調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)反映調(diào)制信號(hào)波 形變化這一特點(diǎn)，如能包絡(luò)提取出來，就可以恢復(fù)原來的調(diào)制信號(hào)。 2）同步檢波 同步檢波必須采用一個(gè)與發(fā)射端載波同頻率同相的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)稱為同步信號(hào)。 2.4 雙邊帶調(diào)幅 雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中僅包含兩個(gè)邊頻，無載波分量，其頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻率的 2 倍。 2.5 單邊帶調(diào)幅 單邊帶調(diào)幅信號(hào)中僅包含一個(gè)邊頻。 2.6 殘留邊帶調(diào)幅 殘留邊帶調(diào)幅是指信號(hào)發(fā)送信號(hào)中包括一個(gè)完整邊帶、載波及另一個(gè)邊帶的小部分的調(diào)幅方法。 雙邊帶調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅只能采用同步檢波！ 第三章 高電平調(diào)幅電路分析 3.1 高電平調(diào)幅的原理分析 高電平通常是用調(diào)幅信號(hào)控制末級(jí)丙端諧振功率放大器來進(jìn)行調(diào)幅的，屬于這類調(diào)幅電路的有基極調(diào)幅電路和集電極調(diào)幅電路 3.2 集電極調(diào)幅電路 圖 1-1 是集電極調(diào)幅的原理電路。低頻調(diào)制信號(hào) u(t) 與丙類放大器的直流電源 vcT 相串聯(lián)，因此放大器的有效極電極電源電壓 VCC等于兩電壓之和，隨調(diào)制信號(hào)變化。圖中的電容器 C 是高頻旁路電容，它的作用是短路高頻電流，而對(duì)調(diào)制信號(hào)相當(dāng)于開路。 圖 1-1 集電極調(diào)幅電路 對(duì)于丙類高頻功率放大器，當(dāng)基極偏置 Vbb，激勵(lì) 高頻信號(hào)電壓振幅 Ubm和集電極有效回路阻抗 Rp不變，只改變集電極有效電源電壓時(shí)，集電極電流脈沖在欠壓區(qū)可認(rèn)為不變。而在過壓區(qū)，集電極電流脈沖幅度將隨集電極電源電壓 VCC變化。因此集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。 集電極調(diào)幅是高電平調(diào)幅，它只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波。要求電路輸出功率高效率高。 設(shè)基極激勵(lì)信號(hào)電壓為 則基極瞬時(shí)電壓為 又設(shè)集電極調(diào)制信號(hào)電壓為 則集電極的有效電壓為 上式中，調(diào)幅指數(shù) 。 由此可見，要想得到 100%的調(diào)幅 ，調(diào)制信號(hào)電壓的峰值應(yīng)等于直流電壓 vcT。 3.3集電極調(diào)幅電路的電流與功率 在線性調(diào)幅時(shí)，由集電極有效電源 VCC 所提供的集電極電流的直流分量 IC0 和集電極電流的基波分量 IC1m 與 VCC成正比，如圖 1-2 所示。 圖 1-2 理想化靜態(tài)調(diào)幅特性 當(dāng) 時(shí)，則 （ 1-3） （ 1-4） 在載波狀態(tài)時(shí)， 。此時(shí) 其對(duì)應(yīng)的功率和效率為： 直流電源 vcT 輸入功率 載波輸出功率 集電極損耗功率 集電極效率 當(dāng)處于調(diào)幅波峰（最大點(diǎn)）時(shí)，電流和電壓都達(dá)到最大值： 則對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)功率和效率為： 有效電源輸入功率 高頻輸出功率 集電極損耗功率 集電極效率 （常數(shù)） 以上各式說明，在調(diào)制波峰處所有的功率都是載波狀態(tài)相應(yīng)功率的 倍，集電極效率不變。 在調(diào)制信號(hào)（音頻）一周內(nèi)的電流的平均值 (1-5) 由此得出一個(gè)結(jié)論：在線形調(diào)幅時(shí)，集電極被調(diào)丙類放大器的平均直流電流不變。 由集電極有效電源電壓 VCC 供給被調(diào)放大器的總平均功率為 (1-6) 式中，由集電極直流電源 vcT 所供給的平均功率則為 (1-7) 由調(diào)制信號(hào)源 u(t) 所供給的平均功 率為 (1-8) 在調(diào)制一周內(nèi)平均輸出功率為 (1-9) 在調(diào)制信號(hào)一周內(nèi)平均集電極損耗功率為 (1-10) 在調(diào)制信號(hào)一周內(nèi)平均集電極效率為 (1-11) 綜上所述，可得出如下幾點(diǎn)結(jié)論： 1.調(diào)制信號(hào)一周內(nèi)平均功率都是載波狀態(tài)對(duì)應(yīng)功率的 倍。 2.總輸入功率分別由 vcT 和 u(t) 所供給， vcT 供給用以產(chǎn)生載波功率的直流功率 P=T ， u(t)則供給用以產(chǎn)生邊帶功率的平均輸入功率 P 。 3.集電極平均損耗功率等于載波點(diǎn)的損耗功率的 倍 。 應(yīng) 根 據(jù) 這 一 平 均 損 耗 功 率 來 選 擇 晶 體 管 ， 以 使 。 4.在調(diào)制過程中，效率不變，這樣可保證集電極調(diào)幅電路處于高效率下工作。 5.因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)源 u(t)需要提供輸入功率，故調(diào)制信號(hào)源 u(t) 一定要是功率源。大功率集電極調(diào)幅就需要大功率的調(diào)制信號(hào)源，這是集電極調(diào)幅的主要缺點(diǎn)。 3.4.基極調(diào)幅 3.4.1基極調(diào)幅電路分析 圖 2-1 是基極調(diào)幅電路。圖中 C1,C3為高頻旁路電容； C2為低頻旁路電容；B1為高頻變壓器； LC回路諧振于載波頻率 c，通頻帶為 2Fmax 。 圖 2-1 基極調(diào)幅電路 基極調(diào)幅電路的基本原理是利用丙類功率放大器在電源電壓 Vcc，輸入信號(hào)振幅 Ubm，諧振電阻 Rp不變的條件下，在欠壓區(qū)改變 Vbe，其輸出電流隨 Vbe變化這一特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的。 3.4.2基極調(diào)幅電路的電流與功率 (可自行推導(dǎo)與驗(yàn)證 ) 3.4.3基極調(diào)幅電路的特點(diǎn)是： 1必須工作在欠壓狀態(tài)下； 2載波功率和邊頻功率都由直流電源 Vcc提供； 3調(diào)制過程中效率是變化的； 4 ，即集電極平均損耗功率 小于載波狀態(tài)下的集電極損耗功率。 第四章 低電平調(diào)幅電路分析 4.1低電平調(diào)幅的原理分析 低 電平調(diào)幅是現(xiàn)在低功率電平級(jí)產(chǎn)生已調(diào)波，再由限行高頻功率放大器放大到所需發(fā)射功率電平。常用的低電平調(diào)幅電路主要有模擬乘法器調(diào)幅電路（工作頻率一般在幾十兆赫茲以下）和二管平衡調(diào)幅電路（工作頻率可高達(dá)幾吉赫茲）等。 4.2 單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路 所謂開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路是指二極管在不同頻率電壓作用下進(jìn)行頻率變換時(shí)，其中一個(gè)電壓振幅足夠大，另一電壓振幅較小，二極管的導(dǎo)通或截止受大振幅電壓的控制，近似認(rèn)為二極管處于開關(guān)狀態(tài)。 4.2.1單二極管開關(guān)狀態(tài)伏安特性的折線近似 單二極管電路的原理電路如圖 2-1 所示 (負(fù)載略 )，輸入信號(hào) u1 和控制信號(hào)（參考信號(hào)） u2同時(shí)作用在非線性二極管上。 圖 3-1 單二極管開關(guān)調(diào)幅電路電路 忽略輸出電壓 Uo的反作用，加在二極管兩端的電壓 UD為 UD=u1+u2 （ 2-2） 二極管可等效為一個(gè)受控開關(guān) ,控制電壓就是 u2。 圖 2-3 二極管伏安特性的折線近似 二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路分析可認(rèn)為二極管的通斷主要由 u2 控制 ,可得 (2-4) 一般情況下 ,Vp 較小 ,有 u2Vp,可令 Vp=0(也可在電路中加一固定偏置電壓E0,用以抵消 Vp)，式 (2-4)可進(jìn)一步寫為 （ 2-5） 由于 u2 U2mcos 2t,則 u2 0 對(duì)應(yīng)于 2n - /2 2t 2n + /2, n=0,1,2, 故有 （ 2-6） 上式也可以合并寫成 （ 2-7） 式中， g(t)為時(shí)變電導(dǎo)，受 u2的控制； K( 2t)為開關(guān)函數(shù)，它在 u2的正半周時(shí)等于 1，在負(fù)半周時(shí)為零，即 （ 2-8） 時(shí)變電導(dǎo) g(t)為 （ 2-9） K( 2t)是周期性函數(shù) ,可用傅里葉級(jí)數(shù)展開為 : （ 2-10） 圖 2-11 K( 2t)與 u2的波形圖 4.2.2 二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅頻譜分析 若 u1 U1mcos 1t為單頻率信號(hào)，代入 (2-12)式有 （ 2-13） 可以看出 ,流過二極管的電流 iD中的頻率分量有： 1. 輸入信號(hào) u1和控制信號(hào) u2的頻率分量 1 和 2 2. 控制信號(hào) u2的頻率 2 的偶次諧波分量； 3. 由輸入信號(hào) u1 的頻率 1 與控制信號(hào) u2 的奇次諧波分量的組合頻率分量 (2n+1) 2 1， n=0,1,2, 。 4.3 二極管平衡調(diào)幅電路分析 圖 2-14（ a）是二極管平衡電路的原理電路。它是由兩個(gè)性能一致的二極管及中心抽頭變壓器 T1、 T2組成。 圖 2-14 二極管平衡調(diào)幅電路 4.3.1 二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài) ,伏安特性可用折線近似。 u2u1，二極管開關(guān)主要受 u2 控制。忽略輸出電壓的反作用 ,則加到兩個(gè)二極管上的電壓 uD1、 uD2為 uD1=u2+u1 uD2=u2u1 由于加到兩個(gè)二極管上的控制電壓 u2 是同相的 ,因此兩個(gè)二極管的導(dǎo)通、截止時(shí)間是相同的 ,其時(shí)變電導(dǎo)也是相同的。由此可得流過兩管的電流 i1、 i2分別為 i1、 i2在 T2次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為 （ 2-15） 但兩電流 i1、 i2 流過 T2 的方向相反，在 T2 中產(chǎn)生的磁通相消，故次級(jí)總電流 iL應(yīng)為 （ 2-16） 將式（ 3-13）代入上式，有 （ 2-17） 考慮 u1 U1mcos 1t，代入可得 (2-18) 當(dāng)考慮 RL的反映電阻對(duì)二極管電流的影響時(shí) ,要 用包含反映電阻的總電導(dǎo)來代替 gD。如果 T2 次級(jí)所接負(fù)載為寬帶電阻，則初級(jí)兩端的反映電阻為 4RL。對(duì)i1、 i2各支路的電阻為 2RL。此時(shí)總電導(dǎo)為 （ 2-19） 4.3.2 圖 2-20 為二極管環(huán)形調(diào)幅電路，與二極管平衡電路相比，多接了兩只二極管VD3和 VD4，四只二極管組成一個(gè)環(huán)路，因此稱為二極管環(huán)形電路。 圖 2-20 環(huán)形調(diào)幅電路 二極管環(huán)形電路的分析與二極管平衡電路相同。根據(jù)圖 2-20（ b）（ c）中電流的方向，平衡電路 1 和 2 在負(fù)載 RL上產(chǎn)生的總電流為 （ 2-21） 其中 （ 2-22） 由此可見 K( 2t)、 K( 2t )為單向開關(guān)函數(shù)， K( 2t)為雙向開關(guān)函數(shù)，且有 (2-23) 圖 3-24 環(huán)形電路的開關(guān)函數(shù)波形圖 由此可得 K( 2t- )、 K( 2t)的傅里葉級(jí)數(shù) （ 2-25） 當(dāng) u1=U1mcos 1t時(shí) （ 2-26） 圖 2-27 實(shí)際的環(huán)形電路 圖 2-28 雙平衡混頻器組件的外殼和電原理圖 4.4 模擬乘法器構(gòu)成的調(diào)幅器 可以看出，普通調(diào)幅波，雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波都含有調(diào)制信號(hào)和載波的乘積項(xiàng)，所以可以用模擬乘法器來構(gòu)成調(diào) 幅器。 圖 2-29 1496芯片內(nèi)部電路圖 采用集成模擬乘法器 1496 來構(gòu)成調(diào)幅器，圖 2-29 為 1496 芯片內(nèi)部電路圖，它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動(dòng)對(duì)由 V1 V4 組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一對(duì)差分電路，即V5與 V6，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。 D、 V7、V8為差動(dòng)放大器 V5、 V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在 V1 V4的輸入端，即引腳的 8， 10 之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器 V5、 V6 的輸入端，即引腳 1、 4 之間， 2、 3 腳外接 1K 電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍 ，已調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極（即引出腳 6、 12之間）輸出。 用 1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖 2-30所示，圖中 Rp1用來調(diào)節(jié)引出腳 1， 4 之間的平衡， Rp2用來調(diào)節(jié) 8， 10之間的平衡，三極管 V 為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負(fù)載能力。 圖 2-30 1496構(gòu)成的調(diào)幅器 第五章 檢波電路分析 5.1調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)是從已調(diào)振幅調(diào)制信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)。通常將這種解調(diào)稱為檢波。完成這種解調(diào)作用的電路稱為振幅檢波器，簡(jiǎn)稱檢波器。 5.2 檢波電路的功能 檢波電路的功能是從調(diào)制信號(hào)中不失真地恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)為高頻等幅波時(shí)，檢波器輸出為直流電壓，如圖 2-2（ a）所示。當(dāng)輸入信號(hào)是正弦調(diào)制的調(diào)幅信號(hào)時(shí)，檢波器輸出電壓為正弦波，如圖 2-2（ b）所示，當(dāng)輸入信號(hào)為脈沖調(diào)制調(diào)幅信號(hào)的時(shí)，檢波器輸出電壓為脈沖波，如圖 2-2（ c）所示。 圖 2-2 檢波器輸入輸出波形 從信號(hào)的頻譜來看，檢波電路的功能是將已調(diào)波的邊頻或邊帶信號(hào)頻譜般移到原調(diào)制信號(hào)的頻譜處。如圖 9-20 (b)，輸入信號(hào)頻譜為 c， c ，而通過檢波電路后輸 出信號(hào)的頻率為 。這樣的頻譜搬移過程正好與振幅調(diào)制的頻譜搬移過程相反。 5.3 檢波電路的分類 根據(jù)輸入調(diào)制信號(hào)的不同特點(diǎn)，檢波電路可分為兩大類：包絡(luò)檢波和同步檢波。 包絡(luò)檢波是指檢波器的輸出電壓直接反映輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化規(guī)律的一種檢波方式。根據(jù)調(diào)幅波的波形特點(diǎn)，顯然只適合于普通調(diào)幅波的解調(diào)。 同步檢波主要應(yīng)用于雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的檢波。因?yàn)殡p邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的頻譜中缺少一個(gè)載波頻率分量，不能用包絡(luò)檢波器解調(diào)，必須用在檢波器輸入端加一個(gè)本地載波信號(hào)的同步檢波器實(shí)現(xiàn)解調(diào)。 5.4 包絡(luò)檢 波（大信號(hào)包絡(luò)檢波器） 1 大信號(hào)包絡(luò)檢波器 (1) 電路組成 (2) 工作原理 2 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的惰性失真 (1) 形成原因 RL CL 過大使二極管在截止期間 CL 的放電速度太慢，以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度 ，出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象。 (2) 波形現(xiàn)象 (3) 避免條件 3 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的負(fù)峰切割失真 圖中： 相當(dāng)于給 V 加了一額外的反偏電壓，當(dāng) RL 比 Ri2大得多的情況下， URL就很大使得輸入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在某個(gè)時(shí)段小于 URL，導(dǎo)致 V 在這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被 切去，形成 “ 負(fù)峰切割失真 ” 。 4 克服負(fù)峰切割失真的方法 為了避免負(fù)峰切割失真，必須 因而 也就是說，負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直 流負(fù)載不等而引起，為此可采用如圖的措施來減小交 直流負(fù)載的差別。 am ax2aLL 21mFmCRim2iL LRL URRRU )1( aim mU im2iLLRL URR RU 2iL2ia RR Rm LL2i /R RR )(L（直流負(fù)載 交流負(fù)載）RRLR 2L1L RR R 2i2L1L / RRR 5.5 同步檢波器 (1) 電路特點(diǎn) 對(duì) AM、 DSB、 SSB 等調(diào)幅波均適用 工作時(shí)需要有一同步參考信號(hào) (與載波同頻同相 )。 (2) 同步檢波原理 設(shè)： 則： 分析可知其中含有頻率分量 0、 F、 2fc、 (2fc F) 用一 低通濾波器后再隔直便得到低頻調(diào)制 信號(hào)。 )(i tuttmU caim co s)co s1( tUtu crmr cos)( )()()( riMz tutuKtu ttmUUK c2acmimM c o s)c o s1( 原理：調(diào)幅信號(hào) ui(t) 加到 1 腳，同步信號(hào) ur(t) 加到 8 腳。檢波輸出信號(hào)從 9 腳輸出，經(jīng)過型低通濾波器濾除高頻分量，最后由隔直電容去除直流后，得到所需的低頻輸出信號(hào) uo(t)。 5.6檢波電路的組成 圖 2-3 振幅檢波器組成方框圖 調(diào)幅信號(hào)的頻譜由載頻和邊頻分量組成，并不包含調(diào)制信號(hào)本身的頻率分量，但它包含有調(diào)制信號(hào)的信息。為了解調(diào)出原調(diào)制頻率 ，檢波器必須包含有非線性器件，以便調(diào)幅信號(hào)通過它產(chǎn)生新的頻率分量，其中包含有所需的 分量，然后由低通濾波器濾除不需要的高頻分量，取出所需 的調(diào)制信號(hào)。所以檢波電路的組成如圖 2-3 所示，應(yīng)由三部分組成，即高頻輸入回路，非線性器件和低通濾波器。 5.7檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo) （一）電壓傳輸系數(shù) Kd 檢波電路的電壓傳輸系數(shù)是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。 當(dāng) 輸 入 為 高 頻 等 幅 波 ， 即 時(shí)， Kd 定義為輸出直流電壓與輸入高頻電壓振幅 Uim 的比值，即 （ 2-4） （二）等效輸入電阻 Rid 檢波器往往與前級(jí)高頻放大器的輸出端連接，檢波器的等效輸入電阻將作為放大器的負(fù)載影響放大器的電壓增益和通頻帶。 實(shí)際上，檢波器的輸入阻抗是復(fù)數(shù)，可看成由電阻和電容并聯(lián)組成。通常輸入電容與高頻諧振回路構(gòu)成諧振，所以可只考慮輸入電阻 Rid的影響。 因?yàn)闄z波器是非線性電路， Rid的定義與線性放大器是不相同的。 Rid的定義為輸入等幅高頻電壓的振幅 Uim與輸入高頻電流脈沖的基波分量振幅的比值，即 （ 2-5） （三）非線性失真系數(shù) Kf 非線性失真的大小，一般用非線性失真系數(shù) Kf 表示。當(dāng)輸入為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時(shí)， Kf定義為 （ 2-6） 式中 U ， U2 ， U3 分別為輸出電壓中調(diào)制信號(hào)基波和各次諧波分量的有 效值。 （四）高頻濾波系數(shù) F 高頻濾波系數(shù)定義為 F，輸入高頻電壓的振幅 Uim 與輸出高頻電壓的振幅Uom 的比值，即 （ 2-7） 第六章 調(diào)幅信號(hào)的接收實(shí)例 （ 調(diào)幅收音機(jī) ） 通常的中、短波收音機(jī)是最典型 的調(diào)幅信號(hào)接收設(shè)備。自己動(dòng)手組裝 收音機(jī)，幾乎是所有無線電愛好者樂 此不疲的課題。通過收音機(jī)的制作， 我們便可對(duì)調(diào)幅信號(hào)的接收原理和電路構(gòu)成有一個(gè)直觀和具體的了解。 圖 15所示為來復(fù)式收音機(jī)電路 圖，可以接收 535 1605 kHz的中波調(diào) 幅廣播，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作調(diào)試容易、工作穩(wěn)定可靠，非常 適合初學(xué)者練習(xí)組裝。 6.1 電路原理 這是一種直接放大式收音機(jī)。晶 體管 VT1采用來復(fù)式電路結(jié)構(gòu)，既是高 頻放大管，又是音頻放大管。晶體管 VT2構(gòu)成射極跟隨器，起阻抗轉(zhuǎn)換與匹 配作用。可變電容器 C1與 L1組成調(diào)諧 回路，轉(zhuǎn)動(dòng) C1即可調(diào)臺(tái)。 整機(jī)電路由調(diào)諧回路 、 高頻放 大、倍壓檢波、音頻放大和射極跟隨 器等部分組成，圖 16所示為電路工作 原理方框圖。無線電調(diào)幅信號(hào)由 L1、 C1調(diào)諧回路選擇接收后，進(jìn)入晶體管 VT1進(jìn)行高頻放大。放大后的高頻信號(hào) 送入二極管VD1、 VD2進(jìn)行倍壓檢波， 檢波后得到的音頻信號(hào)再次進(jìn)入 VT1進(jìn) 行音頻 放大，然后經(jīng) VT2射極跟隨器驅(qū) 動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲。 高頻阻流圈 L3 和電容 C3完成高頻 信號(hào)與音頻信號(hào)的 分流。由于高頻阻流圈 L3對(duì)高頻信號(hào) 阻抗很大，因此 VT1集電極輸出的高頻 信號(hào)只能經(jīng) C3至倍壓檢波電路進(jìn)行檢 波。而 VT1集電極輸出的音頻信號(hào)則可 經(jīng) L3至 VT2 基極。 6.2 制作與調(diào)試 收音機(jī)磁性天線需自己動(dòng)手制 作。選取一根直徑 10mm、長(zhǎng) 60mm左 右的圓形中波磁棒，用牛皮紙?jiān)诖虐?上裹兩圈形成一個(gè)圓桶狀骨架。用多 股紗包漆包線在牛皮紙骨架上平繞 60 圈為 L1 ，間隔幾毫米后再同向繞 12圈 為 L2 ，如圖 17所示。磁性天線的線圈 應(yīng)能夠在磁棒上來回移動(dòng)。 由于電路比較簡(jiǎn)單，可用洞洞板 （萬能電路板）進(jìn)行裝制，圖 18所示 為采用洞洞板制作的電路板。 調(diào)試時(shí) ， 首先調(diào)整晶體管工作 點(diǎn)。調(diào)節(jié)偏置電阻R2 ，使 VT1集電極 電流為 1.2mA即可。 其次校準(zhǔn)頻率刻度。 可用前面自 制的高頻信號(hào)發(fā)生器做信號(hào)源，轉(zhuǎn)動(dòng)收 音機(jī)可變電容器收聽高頻信號(hào)發(fā)生器的 信號(hào)，比較自制收音機(jī)與高頻信號(hào)發(fā)生 器調(diào)諧旋鈕旋出的角度，并通過左右移 動(dòng)收音機(jī)磁性天線線圈在磁棒上的相對(duì) 位置來校準(zhǔn)。如收音機(jī)頻率指示偏高， 應(yīng)將其天線線圈向磁棒的頂端移動(dòng)。如 收音機(jī)頻率指示偏低，應(yīng)將其天線線圈 向磁棒的中間移動(dòng)。 第七章 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì) 7.1 電路原理 圖 是一個(gè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路。其特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、取材方便、調(diào)試容易、實(shí)驗(yàn)效果良好。可用來作調(diào)幅廣播與接收、無線電話等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。該電路由低頻 振蕩 (低頻放大 )、高頻振蕩及調(diào)制發(fā)射三部分電路組成。 圖 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路 其中晶體管 VTl 及其外圍元件構(gòu)成 RC 移相振蕩器。 F=1/（ 2 RC） =1KHz,輸出的信號(hào)作為低頻調(diào)制信號(hào)。當(dāng)插頭插入插口 CK 后， RC 振蕩器變?yōu)榈皖l放大器 ,可由外部輸入音頻信號(hào)經(jīng)放大后作為低頻調(diào)制信號(hào)。 RW、 C5 構(gòu)成交流負(fù) 反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié) RW可連續(xù)地改變交流負(fù)反饋的強(qiáng)度，從而改變了放大器的增益，因此改變了輸出的低頻振蕩信號(hào)或音頻信號(hào)的幅度，所以 RW可作為調(diào)幅度調(diào)節(jié)電位器