基極調(diào)幅電路設(shè)計

遼寧工業(yè)大學課程設(shè)計說明書（論文）課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電子與信息工程學院教研室：通信教研室學號學生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計題目基極調(diào)幅電路設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)設(shè)計內(nèi)容：要求：1．用EWB仿真，能夠觀察輸入輸出波形。2．針對所設(shè)計的電路進行分析，并計算輸出功率。3．三極管工作在丙類狀態(tài)4．采用單調(diào)諧做為負載5．采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號頻率15000HZ，電壓500mV左右輸入直流電源電壓12V采用單調(diào)諧作為負載采用三極管作為放大器指導(dǎo)教師評語及成績平時成績（20%）：論文成績（40%）：答辯成績（40%）：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日

摘要調(diào)幅是使高頻載波信號的振幅信號隨調(diào)制信號的瞬時變化而變化。也就是說通過用調(diào)制信號來改變高頻信號的幅度大小，使得調(diào)制信號的信息包含高頻信號，通過天線把高頻信號發(fā)射出去，然后就把調(diào)制信號也傳播出去了。這時候在接收端可以把調(diào)制信號解調(diào)出來，也就是把高頻信號解讀出來就可以得到調(diào)制信號了。調(diào)幅波的形成早期移動通信電臺大都采用調(diào)幅方式，由于信道衰落會使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅而失真，目前已經(jīng)很少采用。調(diào)頻制在抗干擾和衰落會使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅而造成失真，目前已很少采用。調(diào)頻制在抗干擾和抗摔落性能方面優(yōu)于調(diào)幅制，對移動信道有較好的適應(yīng)性。高頻信號的幅度隨著調(diào)制信號作相應(yīng)的變化，這就是調(diào)幅波。由于高頻信號的幅度很容易被周圍的環(huán)境所影響。所以現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)比較少被采用。但在簡單設(shè)備的通信中還有采用。比如收音機中的AM波段就是調(diào)幅波。所謂基極調(diào)幅，就是用調(diào)制信號電壓來改變高功率放大器的基極偏壓，以實現(xiàn)調(diào)幅。其基本原理是，低頻調(diào)制信號電壓與直流偏壓相串聯(lián)。放大器的有效偏壓等于這兩個電壓之和，它隨著調(diào)制信號波形而變化。使三極管工作在欠壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量隨著基極電壓成正比變化。因此，集電極的回路輸出高頻電壓振幅將隨著調(diào)制信號的波形而變化，于是得到調(diào)幅波輸出。關(guān)鍵詞：基極調(diào)幅；載波信號；調(diào)制信號；欠壓狀態(tài)

目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 11.1基極調(diào)幅電路的應(yīng)用意義 11.2本文研究內(nèi)容 3第2章基極調(diào)幅電路硬件設(shè)計 42.1總體設(shè)計方案 42.2整體電路圖及分析 42.3晶體管工作特性曲線分析 5第3章電路仿真與參數(shù)計算 83.1電路圖仿真結(jié)果與分析 83.2有關(guān)參數(shù)計算與分析 9第4章課程設(shè)計總結(jié) 11參考文獻 12附錄： 13緒論基極調(diào)幅電路的應(yīng)用意義為了將低頻信號有效地輻射出去，為了使發(fā)射與接收效率碌在發(fā)射機與接收機方面部必須采用天線和諧振回路。但語言、音樂；圖像信號等的頻率變化范圍如果直接發(fā)射音頻信號，財發(fā)射機將工作于同一頻率范圍。這樣，接收機將同時收到許多不同電臺的節(jié)目無法加以選擇?？朔陨系睦щy，必須利用高頻振蕩，將低頻信號“附加”在高頻振蕩人這樣，就使天線的輻射效率提高尺寸縮?。煌瑫r，每個電臺都工作于不同的載波顛串，接收機可以調(diào)諧選擇不同脈電臺，這就解除了上述的種種困難。所謂將信號“附加”在高頻振蕩上，就是利用信號來控制高頻振蕩的其一參數(shù)，使這個參數(shù)隨信號而變化。達就是調(diào)制，緒論中已指出，調(diào)制的方式可分為連續(xù)波調(diào)制與脈沖波調(diào)制兩大類。連續(xù)波調(diào)制是用信號來控制載波的振蕩頻率或相比因而分為調(diào)幅．調(diào)頻和調(diào)相三種方法。所謂基極調(diào)幅，就是用調(diào)制信號電壓來改變高頻功率放大器的基極偏壓，以實現(xiàn)調(diào)幅。它的基本電路如圖1.1所示：圖1.1基極調(diào)幅的基本電路

由圖可知，低頻調(diào)制信號電壓與直流偏壓相串聯(lián)。放大器的有效偏壓等于這兩個電壓之和，它隨調(diào)制信號波形而變化。在欠壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量隨基極電壓成正比變化。因此，集電極的回路輸出高頻電壓振幅將隨調(diào)制信號的波形變化，于是得到調(diào)幅波輸出。由此可知，為了獲得有效的調(diào)幅，基極調(diào)幅電路必須總是工作于欠壓狀態(tài)。本文研究內(nèi)容本設(shè)計要求：1．用EWB仿真，能夠觀察輸入輸出波形。2．針對所設(shè)計的電路進行分析，并計算輸出功率。3．三極管工作在丙類狀態(tài)4．采用單調(diào)諧做為負載5．采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號頻率15000，電壓500左右輸入直流電源電壓12采用單調(diào)諧作為負載采用三極管作為放大器本設(shè)計采用三極管做為放大器，利用基極反相偏置電壓使三極管工作在丙類狀態(tài)下。將低頻調(diào)制信號電壓與直流偏壓相串聯(lián)。放大器的有效偏壓等于這兩個電壓之和，它隨著調(diào)制信號波形而變化。使三極管工作在欠壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量隨著基極電壓成正比變化。再將調(diào)制后的信號經(jīng)過耦合回路輸出。這樣就實現(xiàn)了基極調(diào)幅的作用。

基極調(diào)幅電路硬件設(shè)計總體設(shè)計方案發(fā)射天線調(diào)諧負載調(diào)制信號放大器載波信號發(fā)射天線調(diào)諧負載調(diào)制信號放大器載波信號 圖2.1整體設(shè)計方案框圖在基極，調(diào)制信號加到載波信號上，將載波信號進行調(diào)制，然后經(jīng)過放大器放大，再輸出到調(diào)諧負載上進行調(diào)諧，最后經(jīng)過發(fā)射天線發(fā)射出去。這樣就得到了調(diào)幅波輸出。整體電路圖及分析在輸入端，載波信號為0.5正弦信號，頻率為1，調(diào)制信號為0.5正弦信號，頻率為15，電容與電阻并聯(lián)分別用來選擇直流和交流的導(dǎo)通。電容用來隔離直流成分。對于交流成分使其不至于衰減。右端耦合電路用來選擇調(diào)制后的信號，從而發(fā)射出去，圖中用示波器來測試輸入的調(diào)制信號與輸出的調(diào)幅波信號。由于需要時晶體管工作在丙類狀態(tài)下，所以在基極偏置電壓加上0.6的直流電壓使晶體管工作在臨街導(dǎo)通狀態(tài)。整體電路圖如圖2.2所示：

圖2.2整體電路圖晶體管工作特性曲線分析放大器可以按照電流通角的不同，分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的流通角為360，適用于小信號低功率放大。乙類放大器電流的流通角等于180；丙類放大器電流的流通角則小于180乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。如圖2.3所示，Q、Q、Q分別為甲類、乙類、丙類工作時的靜態(tài)工作點。這正是基極調(diào)幅電路與諧振功率放大器的區(qū)別點。這樣，當加上等幅的高頻載波后，由于基極偏壓的變化，在集電極回路中將出現(xiàn)幅度隨um而變化的一系列高頻電流脈沖，如圖所示。這種高頻電流包含著許多新的頻率成份，又由于集電極電路中的LC回路諧振在ω上，所以只有ω，和ω±Ω三個頻率成份在回路上有較大的壓降，而其他成份都將濾去，因此，在回路兩端便得到調(diào)幅電壓，如圖2.4所示。

圖2.3靜態(tài)工作點電流特性曲線 圖2.4基極調(diào)幅電流電壓波形

設(shè)在調(diào)制電壓變化范圍內(nèi)，、、的關(guān)系式線形的，則有如下公式：其中如圖2.4所示，得到調(diào)幅后的調(diào)制信號，將調(diào)幅信號加到載波上形成了包絡(luò)。這里包含了許多頻率成分又由于集電極電路中的LC回路的諧振在上，所以只有和三個頻率成分在回路上有較大的壓降，而其它成分都將濾去，因此，在回路兩端便得到調(diào)幅電壓。

電路仿真與參數(shù)計算電路圖仿真結(jié)果與分析電路仿真分為兩個部分，第一部分是載波信號和調(diào)制信號的波形，具體波形如圖3.1所示：圖3.1載波信號與調(diào)制信號的波形圖如圖所示，圖中上部黑色正弦波為頻率為1的正弦波。該波是高頻載波，為了將調(diào)制信號從低頻搬移到高頻，從而發(fā)射出去。因此需要高頻信號作為載波信號。下部分紅色波形為頻率15的調(diào)制信號，該信號為需要發(fā)射出去的有用信息，如音頻信號等。由于頻率比較低，容易發(fā)生衰減無法進行遠距離傳輸，并且對天線的要求非常高，不適合遠距離傳輸。因此需要將該信號附加到高頻信號上發(fā)送出去，然后解調(diào)出來得到有用信號。第二部分為調(diào)幅波信號和調(diào)制信號，如圖3.2所示：圖3.2調(diào)幅波信號與調(diào)制信號的波形圖上圖黑色波形為調(diào)幅波信號，下圖紅色波形為調(diào)制信號波形。調(diào)幅波的波形附加到了載波上形成了包絡(luò)，這樣就可以通過調(diào)諧回路選頻后從天線上發(fā)射出去，然后在接收端解調(diào)出來。這樣就實現(xiàn)了信號的遠距離傳輸。有關(guān)參數(shù)計算與分析根據(jù)要求設(shè)計給的參數(shù)有：，如上仿真波形可知，由公式m得由電路可知，負載等效電阻為0.025由公式載波功率：P得出載波輸出功率為5。于是得到調(diào)幅波輸出總功率為：得調(diào)幅波輸出功率為5.144

課程設(shè)計總結(jié)本次課程設(shè)計所設(shè)計的基極調(diào)幅電路原理比較簡單，實用性也較強，對于要求不太高的地方使用較為廣泛，比如廣播電臺。本設(shè)計主要就是將低頻信號附加在高頻信號上發(fā)射出去，從而達到信息傳輸?shù)哪康?。我覺得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件印象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。所以這個期末測試之后的課程設(shè)計對我們的作用是非常大的。在高頻課程設(shè)計的過程中，我遇到了諸多的問題，例如：查閱資料的方法錯誤、設(shè)計思路的不正確、電路圖連接錯誤、調(diào)試軟件不熟練等等。通過仔細分析、獨立思考、同學討論以及老師的點撥，很多問題都迎刃而解。通過這些問題的出現(xiàn)，問題的解決，更加鍛煉了我的細心、耐心和毅力，為以后的生活奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻[1]張肅文主著《高頻電子線路》高等教育出版社2012.12[2]康華光主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)》高等教育出版社2011.11[3]市川裕一編著《高頻電路設(shè)計與制作》科學出版社2012.1[4]黑田徹編著《晶體管電路設(shè)計與制作》科學出版社2011.3[5]鈴木雅臣編著《高低頻電路設(shè)計與制作》科學出版社2012.3[6]稻葉保編著《模擬技術(shù)應(yīng)用技巧101例》科學