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1、 高频电子线路课程设计 (论文) 基极调幅电路设计 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师起 止 时 间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：通信工程 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计（论文）题目基极调幅电路设计课程设计（论文）任务任务要求：1用EWB仿真，能够观察输入输出波形。 2针对所设计的电路进行分析，并计算输出功率。3三极管工作在丙类状态 4采用单调谐做为负载5采用三极管作为放大器技术要求：1、输入信号频率15000HZ，电压500mV左右 2、输入直流电源电压12V3、采用单调谐作为负载4、采用三极管作为放大器指导教师评语及
2、成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占20%，答辩成绩占40%，论文成绩占40%。 本科生课程设计（论文） 摘 要调幅即振幅调制，就是由调制信号去控制载波的振幅，严格的来讲，是使得高频振荡的振幅与调制信号呈线性相关，其他参数不变，调制信号是由原始消息变成的低频或者视频信号，这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。未受调制的高频振荡信号称为载波，受调制后的振荡信号称为已调波，它具有调制信号的特征。从频谱关系看，调幅就是把调制信号的频谱搬移到高频载波附近。调幅波的形成早期移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅而失真，目前
3、已经很少采用。调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对移动信道有较好的适应性。高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化，这就是调幅波。由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。所以现在这种技术已经比较少被采用。但在简单设备的通信中还有采用。比如收音机中的AM波段就是调幅波。所谓基极调幅，就是用调制信号电压来改变高功率放大器的基极偏压，以实现调幅。其基本原理是，低频调制信号电压与直流偏压相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随着调制信号波形而变化。使三极管工作在欠压状态下，集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化，于是得
4、到调幅波输出。因为基极调幅所需调制功率很小，对整机的小型化有利。因此，基极调幅电路在现实中的应用是非常重要的。关键词：基极调幅；载波信号；调制信号目 录第1章 绪论11.1 基极调幅电路的应用意义11.2 本文研究内容2第2章 基极调幅电路硬件设计32.1 总体设计方案32.2 整体电路图及分析32.3 晶体管工作特性曲线分析4第3章 电路仿真与参数计算73.1 电路图仿真结果与分析73.1.1 输入高频载波73.1.2 输出调幅波83.2 有关参数计算与分析8第4章 课程设计总结10参考文献11附录：12II 本科生课程设计（论文）第1章 绪论1.1 基极调幅电路的应用意义为了将低频信号有效
5、地辐射出去，为了使发射与接收效率在发射机与接收机方面必须采用天线和谐振回路。但语言、音乐；图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号，发射机将工作于同一频率范围。这样，接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。克服以上的困难，必须利用高频振荡，将低频信号“附加”在高频振荡，这样，就使天线的辐射效率提高，尺寸缩小；同时，每个电台都工作于不同的载波颠串，接收机可以调谐选择不同电台，这就解除了上述的种种困难。所谓将信号“附加”在高频振荡上，就是利用信号来控制高频振荡的其一参数，使这个参数随信号而变化。这就是调制，绪论中已指出，调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类。连续波调制是用信号来
6、控制载波的振荡频率或相比，因而分为调幅调频和调相三种方法。所谓基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。它的基本电路如图1.1所示：图1.1基极调幅的基本电路 由图可知，低频调制信号电压与直流偏压相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随调制信号波形而变化。在欠压状态下，集电极电流的基波分量随基极电压成正比变化。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形变化，于是得到调幅波输出。由此可知，为了获得有效的调幅，基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。1.2 本文研究内容本设计要求：1用EWB仿真，能够观察输入输出波形。 2针对所设计的电路进行分析，并计算
7、输出功率。 3三极管工作在丙类状态 4采用单调谐做为负载 5采用三极管作为放大器 参数：1. 输入信号频率15000，电压500左右 2. 输入直流电源电压12本设计采用三极管做为放大器，利用基极反相偏置电压使三极管工作在丙类状态下。将低频调制信号电压与直流偏压相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随着调制信号波形而变化。使三极管工作在欠压状态下，集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。再将调制后的信号经过耦合回路输出。这样就实现了基极调幅的作用。第2章 基极调幅电路硬件设计2.1 总体设计方案调制信号载波信号单调谐回路三极管放大器图2.1 整体设计方案框图如图2.1所示，在基极，
8、调制信号加到载波信号上，将载波信号进行调制，然后经过放大器放大，再输出到调谐负载上进行调谐，最后经过发射天线发射出去。这样就得到了调幅波输出。2.2 整体电路图及分析在输入端，载波信号为14正弦信号，频率为1，调制信号为0.5正弦信号，频率为15，电容与电阻并联分别用来选择直流和交流的导通。电容用来隔离直流成分。对于交流成分使其不至于衰减。右端耦合电路用来选择调制后的信号，从而发射出去，图中用示波器来测试输入的调制信号与输出的调幅波信号。由于需要使晶体管工作在丙类状态下，所以在基极偏置电压加上0.6的直流电压使晶体管工作在临界导通状态。整体电路图如图2.2所示：图2.2 整体电路图2.3 晶体
9、管工作特性曲线分析放大器可以按照电流的流通角的不同，分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角等于180；丙类放大器电流的流通角则小于180乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。如图2.3所示，Q、Q、Q分别为甲类、乙类、丙类工作时的静态工作点。这正是基极调幅电路与谐振功率放大器的区别点。
10、这样，当加上等幅的高频载波后，由于基极偏压的变化，在集电极回路中将出现幅度随um而变化的一系列高频电流脉冲，如图所示。这种高频电流包含着许多新的频率成份，又由于集电极电路中的LC回路谐振在上，所以只有，和三个频率成份在回路上有较大的压降，而其他成份都将滤去，因此，在回路两端便得到调幅电压。图2.3 静态工作点电流特性曲线设在调制电压变化范围内，、的关系式线形的，则有如下公式： （2-1） （2-2） （2-3） 其中 （2-4）得到调幅后的调制信号，将调幅信号加到载波上形成了包络。这里包含了许多频率成分又由于集电极电路中的LC回路的谐振在上，所以只有和三个频率成分在回路上有较大的压降，而其它成
11、分都将滤去，因此，在回路两端便得到调幅电压。第3章 电路仿真与参数计算3.1 电路图仿真结果与分析3.1.1 输入高频载波电路仿真分为两个部分，第一部分是载波信号和调制信号的波形，具体波形如图3.1所示：图3.1载波信号与调制信号的波形图如图所示，图中上部正弦波为频率为1的正弦波。该波是高频载波，为了将调制信号从低频搬移到高频，从而发射出去。因此需要高频信号作为载波信号。下部分波形为频率15的调制信号，该信号为需要发射出去的有用信息，如音频信号等。由于频率比较低，容易发生衰减无法进行远距离传输，并且对天线的要求非常高，不适合远距离传输。因此需要将该信号附加到高频信号上发送出去，然后解调出来得到
12、有用信号。3.1.2 输出调幅波第二部分为调幅波信号和调制信号，如图3.2所示：图3.2 调幅波信号与调制信号的波形图上图波形为调幅波信号，下图波形为调制信号波形。调幅波的波形附加到了载波上形成了包络，这样就可以通过调谐回路选频后从天线上发射出去，然后在接收端解调出来。这样就实现了信号的远距离传输。3.2 有关参数计算与分析根据要求设计给的参数有：，由公式 （3-1） 得 由电路可知，负载等效电阻为0.025由公式载波功率： （3-2）为谐振回路的等效电阻得出载波输出功率为5。于是得到调幅波输出总功率为： （3-3）得调幅波输出功率为5.625第4章 课程设计总结 调幅是连续波调制中比较重要的
13、一部调制方法，就其来说可以涉及长、中、短与超短波的调制，且接受设备最简单，可见其在实际应用中的重要性。通过本次课程设计使我明白了怎样使用EWB软件仿真，如何对参数的计算及元件的选取，如何对原理框图的设计和应用，但在设计中还有很多不足之处，如参数计算存在误差，仿真中出现波形失真，不过这都是我今后实践和学习的宝贵经验，以上的不足之处我一定会克服，争取在今后的实践中不再出现上述的情况。我做完了高频电子线路课程设计学到了很多的知识与技能，从书本上学到的是我做课设的基础，是我学习的进一步的应用。通过这次高频课设我学会了，综合运用高频课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题，通过查阅手册和文献资料，培养了我独立分析和解决实际问题的能力。
