1、高 頻 電 子 線 路 課 程 設 計 簡 易 振 幅 調 制 器 的 設 計目錄1、選題意義22、總體方案33.各部分設計及原理分析43.1載波放大電路部分43.2 調幅電路部分64. 電路性能指標的測試84.1、高頻功率放大部分測試84.2、調幅電路功能測試9雙邊帶調幅波電路的測試95.實驗結果分析116體會總結13參考文獻14附錄15附錄II 仿真電路圖161、選題意義調幅電路又稱幅度調制電路，是指能使高頻載波信號的幅度隨調制信號（通常是音頻）的規律而變化的調制電路。幅度調制電路有多種電路型式，現介紹一種簡易的振幅調制電路，該電路的載波由高頻信號發生器產生，經放大后和調制信號經乘法器后，

2、輸出抑制載波的雙邊帶調幅波，輸出的雙邊帶調輻波與放大后的載波再經過相加器后，即可產生普通調幅波。本課題其理論意義十分廣泛且重要，涉及方面廣，而且對電路基礎、模擬電子線路、通信電子線路中的一些基礎知識要求較高，對以往學過的知識是一次全面的復習。同時也將理論知識應用到設與計與實踐中。2、總體方案本次設計的原理框圖如下（圖1）：乘法器載波放大電路正弦振蕩產生電路調制信號源 調幅波圖1 原理框圖載波由高頻正弦振蕩產生電路直接產生即可，然后經過載波放大電路進行放大，作為調幅波的載波，與調制信號源產生的調制信號經過乘法器后即可產生雙邊帶的調幅波。工作原理如圖2。圖2若在輸出端添加一個相加器，將雙邊帶調幅波

3、和一個幅度適當的載波相加，便可得到標準調幅波，如圖3。圖33.各部分設計及原理分析3.1載波放大電路部分。3.1.1 根據設計要求，放大部分需要由丙類放大器才能滿足其技術指標，原理框圖如下（圖4）。第一級由甲類放大器進行輸入信號的第一級放大，第二級采用丙類放大，其最大優點是效率比較高。第二級丙類放大第一級甲類放大輸入輸出圖4工作原理第一級甲類放大器先將輸入信號放大，然后通過一個LC選頻網絡選擇有用的頻率信號，抑制無用的諧波，通過一個耦合電容輸出給下一。，其中，靜態工作點是由滑變和電阻分壓，通過滑變來調節，發射極與地之間接直流反饋電阻和交流反饋電阻，以保證靜態工作點的穩定。第二級為丙類放大器，是

4、典型的基極為無直流偏置電壓的丙類放大器。只有載波的正半周且幅度足夠大時才能使功率管導通，其集電極負載為 LC選頻諧振回路，諧振回路以選出有用的基波信號，因此可獲得較大的功率輸出。通過發射極所接滑變可調節丙類放大器的功率增益。原理圖如下（圖5）圖53.1.2電路的主要器件選擇與參數計算直流供電電壓Vcc選擇12V，由于輸入信號的頻率較高，考慮到穩定性和頻率特性，以及上、下限截止頻率，第一級放大器的三極管選擇2SC2655，而第二級放大器的三極管選擇2N2222A。調整第一級放大器靜態工作點由滑變R1完成，因此基極偏壓采用固定偏壓形式，靜態工作點ICQ=7mA。而LC選頻網絡應滿足頻率為6MHz，

5、由公式，并考慮到選頻的效果和放大的倍數，電感L就選14mH,而電容C選擇6pF。其增益由R3的調節來控制。C3為旁路電容，而C4為耦合電容，因此，選擇C3=0.01uF，C4=1nF。其中增益由公式 得出：A=5。RL后級等效負載阻抗，因此，計算出的放大倍數為估算值。UO=5=2.5V。式中Ui為輸出電壓，而Uo則為輸入電壓。丙類放大器為第二級放大，目的是為了提供大功率，因此LC選頻回路是必不可少的，其諧振頻率同樣為6MHz左右，這樣才能選出有用的基波分量，抑制無用的諧波。但考慮到由于是第二級放大，無用的干擾比較大，所以采用部分接入法，來增加電路的Q值，提高選頻回路的選擇性，由于丙類只有載波的

6、正半周且幅度足夠才能使功率管導通，因此應選大電容來使波形的恢復失真最小，如圖6，采取電感部分接入法，計算得出L6=L7=0.5mH，C6=700pF。其中R5來控制放大器的增益，從而控制輸出的功率。效率而本部分效率計算值與實際值誤差較大，因此估算后主要用通過調節來實現效率大于70%。L8為高頻扼流圈，C9、C10和C12為旁路電容，由于失真較大，因此需要較大的耦合電容C8=10uF。A=2.5，RL后級等效負載阻抗，而為前級的等效輸入阻抗。Uo=2.5=6V,式中，Ui丙類放大器的輸入電壓，即前級放大的輸出電壓，而Uo為高頻功率放大器放大后最后輸出電壓,經放大后的載波電壓幅值。效率：設導通角為

7、=70，則集電極電壓利用效率設為90%，則效率=79%。3.2 調幅電路部分。工作原理如下圖（圖5）圖6經放大后的載波與調制信號經過乘法器MC1596后，可觀察到雙邊帶的調幅波。其表達式為：其中,可變電阻RP是用來抑制載波信號的,若要得到雙邊帶調幅波,在調制信號為0的基礎上，調節RP，使輸出端的載波信號電壓值為0V，然后再加上調制信號，此時輸出的則是抑制載波的雙邊帶調幅。而標準調幅波的工作原理：調節RP，使其不抑制載波信號，在調制信號為0的基礎上，調節RP，使輸出端有載波信號電壓輸出，其幅值可根據需要而自行調節，而本電路中，將輸出端的載波信號幅度調成為6V。然后再加上調制信號，經乘法器后，輸出

8、有載波的標準調幅波。其表達式為：式中的 稱為調幅系數，亦稱做調幅度。（2）電路的主要器件選擇與參數計算設調幅度為0.5，載波的幅值為Uc=6V, ，將Sa估算成0.6時，U=5V。低頻調制信號取幅值為5V，頻率為3KHz。為了方便的觀察波形，將其衰減系數設置為0.1V/V。標準調幅波波形如下圖(圖7) 。圖74. 電路性能指標的測試4.1、高頻功率放大部分測試4.1.1甲類放大器功能測試可在LC諧振回路串連一個可調電容，用以調諧，濾除無用諧波，調整R1來改變三級管的靜態工作點，因此可改變電路的增益，而改變R3來穩定靜態工作點，因而來控制輸出波形的穩定，如圖8所示，經放大后輸出幅值約為2V，頻率

9、為6MHz的正弦波。圖84.1.2丙類放大器的功能測試同樣在諧振回路上加一個可調電容，用以調諧，使波形失真最小。如圖9。圖9經過丙類放大后，幅值約為5V，頻率仍為6MHz的正弦波，此信號即作為下一級調幅電路的載波信號。4.2、調幅電路功能測試4.2.1雙邊帶調幅波電路的測試仿真電路如圖10所示圖10雙邊帶調幅：將調幅波中的載頻分量抑制掉，僅將上、下邊帶向外發送。又稱為抑制載波的雙邊帶調幅。其理想波形如圖11所示：圖11由調制信號的波形與其包絡比較后得到以下結論：雙邊帶調幅波的包絡已經不能反映調制信號的變化規律。4.2.2普通調幅波電路測試仿真電路如圖12圖12標準調幅波也稱普通調幅波或正常調幅

10、波，即高頻信號的振幅按照低頻信號的瞬時值變化。其理想波形如圖13所示。圖13由波形可以估算出其調幅度大約為50%。5.實驗結果分析由以上數據可以看出，所設計的電路基本上滿足技術指示。但本電路還有一處不足之處，即當丙類放大器提供大功率輸出時（效率較高時），輸出的波形不穩定，且失真較為嚴重，而放大電路部分的主要目的是為下一級的調幅電路提供放大后的高頻載波即可，為了使整體電路功能更加完善，輸出穩定，因此，有時需以犧牲效率為代價，使波形失真達到最小，輸出較為穩定，這樣才能使調制信號的有用信息能夠更準確更高效的發送出去。對效率問題的詳細分析：丙類功率放大器的基極偏置電壓uBE是利用發射極電流的直流分量I

11、EO（ICO）在射極電阻RE2上產生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。當放大器的輸入信號為正弦波時，則集電極的輸出電流ic為余弦脈沖波。利用諧振回路LC的選頻作用可輸出基波諧振電壓uc1,電流ic1。其中為集電極輸出的諧振電壓即基波電壓的振幅；為集電極基波電流振幅；Ro為集電極回路的諧振阻抗。為集電極輸出功率。為電源Vcc供給的直流功率； ICO為集電極電流脈沖ic的直流分量。最后得到效率：在測試中發現，由于電路設計所致，效率79%時，波失真較為嚴重，因此考慮到電路整體輸出，調整電路時發現，不得不將效率降低到70%左右，這也是本電路設計的一個不足之處，有待改進。6體會總結本設計運用了模擬電子

12、、系統與信號分析和高頻電電子線路，以及電路原理等相關知識。通過本次課程設計我學習了課程設計的相關流程，可以為今后的畢業設計和寫論文打基礎。以前，總是感到自己所學的知識不知如何運用，如何綜合運用自己所學的知識。設計中同時將所學到的電路分析方法運用到實踐。總之，在本次課程設計綜合運用了我在大學里所學的電學和信號的相關知識。讓我體會到理論與實際的關系，增強了獨立思考的能力。參考文獻1 張肅文. 高頻電子線路. 第四版. 北京：高等教育出版社，2004年。2 楊翠娥.高頻電子線路實驗與課程設計.哈爾濱工程大學出版社，2001年。3 康光華.電子技術基礎.模擬部分.高等教育出版社，2006年。4 康光華.電子技術基礎.數字部分.高等教育出版社，2006年。5 邱關源.羅先覺.電路，高等教育出版社，2006年。6 何希才.新型電子電路應用實例. M北京:科學出版社,2005年。附錄序號編號名稱型號數量1Q1高頻三極管2SC26551個2Q2高頻三極管2N2222A1個3C1電容120pF1個4C2電容6pF1個5C4，C7，C9，C11，C13，C14電容1nF6個6C3，C5，C12電容10nF3個7C6電容70