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1、 高频电子线路 课 程 设 计 题 目 基极振幅调制器的设计与实现 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 指引教师 年 7 月 8 日至 7 月 12 日 共 1 周 高频电子线路 课程设计任务书一、设计题目、内容及规定 设计题目：基极振幅调制器的设计与实现内容及规定：1原理分析及电路图设计2用有关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试(1)基极振幅调制器功放工作状态的观测分析；(2)计算基极振幅调制器功放的放大倍数Au；(3)高频载波频率15MHz；(4)计算调制系数m。二、设计原始资料 模拟电子线路、高频电子线路；软件Multisim 10；计算机一台 三、规定的设计成果（课程设计阐明书、设
2、计实物、图纸等）设计阐明书1份，不少于字，应涉及基极振幅调制器原理、设计电路、有关软件Multisim 10简介、仿真电路、仿真波形分析。四、进程安排7月8号 课设理论解说及仿真软件简介、学生练习使用软件7月9号 电路图理论设计7月10号 仿真分析7月11号 整顿、撰写阐明书7月12号 进行测试或答辩五、重要参照资料1 曾兴文、刘乃安、陈健高频电子线路北京：高等教育出版社，2 张肃文等高频电子线路（第四版）北京：高等教育出版社，3 聂典等Multisim 10计算机仿真北京：电子工业出版社，指引教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评估表出勤状况出勤天数 缺勤天数成绩评定出勤状况及设计
3、过程体现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题状况综合评定 指引教师签名： 年 月 日目录前言11 基极振幅调制器设计原理21.1 设计原理21.2 基极振幅调制的优缺陷22 基极振幅调制器电路设计32.1 电路参数的选择32.2 电路的连接33 基极振幅调制器电路的仿真43.1 Multisim仿真软件的简介43.1.1 Multisim软件简介43.1.2 Multisim的基本界面操作53.2 基极调幅电路的仿真83.2.1 基极调幅电路输入的调制信号波形83.2.2 基极调幅电路输入的高频载波信号波形93.2.3 基极调幅输出波形104 基极振
4、幅调制器电路实现与分析124.1 基极调幅的特性曲线124.2 基极调幅在临界、过压和欠压三种工作状态下的分析124.2.1 基极调幅工作在临界工作状态下的分析124.2.2 基极调幅工作在欠压工作状态下的分析134.2.3 基极调幅工作在过压工作状态下的分析145 总结166 参照文献17前言目前，随着电子信息技术的迅速发展，为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接受效率碌在发射机与接受机方面部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畴如果直接发射音频信号财发射机将工作于同一频率范畴。这样接受机将同步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运用高频振荡将低频
5、信号“附加”在高频振荡人这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小同步每个电台都工作于不同的载波颠串接受机可以调谐选择不同脉电台这就解除了上述的种种困难。调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说，通过用调制信号来变化高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息涉及于高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。这时候在接受端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了调幅波的形成初期VHF 频段的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导致失真，目前已很少采用。调频调制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅调
6、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边的环境所影响。因此调幅信号的传播并不十分可靠。在传播的过程中也很容易被窃听，不安全。因此目前这种技术已经比较少被采用，但在简朴设备的通信中尚有采用。例如收音机中的AM波段就是调幅波，人们可以和FM波段的调频波相比较，可以看到它的音质和FM波段的调频波相比会比较差，因素就是它更容易被干扰。所谓基极调幅，就是用调制信号电压来变化高频功率放大器的基极偏压，以实现条幅。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
7、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，于是得到调幅波输出。1 基极振幅调制器设计原理1.1 设计原理基极调幅，就是用调制信号电压来变化高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。晶体管是一种非线性器件，只要让其工作在非线性（甲乙类，乙类或丙类）状态下，即可用它构成调幅电路。一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上，运用晶体管的发射结进行频率变换，并通过选频放大，从而达到调幅的目的。它的基本电路如下图1-1，由图可知，低频调制信号电压Ucost与直流偏压VBB相串联。放大器的有效偏压等于
8、这两个电压之和，它随调制信号波形而变化。由于在欠压状态下，集电极电流的基波分量Icm1随基极电压成正比。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而变化，于是得到调幅波输出。调幅过程是非线性变换的过程，将产生多种频率分量，因此调幅电路应LC带滤波器，用来滤除不需要的频率分量。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。图1-1 基极振幅调制器的原理电路1.2 基极振幅调制的优缺陷由于基极电路电流小，消耗功率小，故所需调制信号功率很小，调制信号的放大电路比较简朴，这是基极调幅的长处。但因其工作在欠压状态，集电极效率低是其一大缺陷。一般只用于功率不大，对失真规定较低的发射机中
9、。它的重要长处是所需调制功率串很小，对整机的小型化有利。2 基极振幅调制器电路设计2.1 电路参数的选择根据图1-1的原理电路图，设定输入高频载波的幅度为10V，频率为15MHZ。输入调制信号的幅度为2V，频率为600KHZ。由于LC满足谐振条件，因此可设电容和电感分别为L=11.26nF，C=10nH。通过调试，两个直流电源分别为=0.1V和=35V。则电路图如下图所示： 2.2 电路的连接图2-1 基极振幅调制器原理电路图3 基极振幅调制器电路的仿真3.1 Multisim仿真软件的简介NI Multisim软件结合了直观的捕获和功能强大的仿真，就可以迅速、轻松、高效地对电路进行设计和验证
10、。凭借NI Multisim，您可以立即创立具有完整组件库的电路图，并运用工业原则SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高档SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而可以比较具有模拟数据的实现建模测量。有如下特点：通过直观的电路图捕获环境, 轻松设计电路 ；通过交互式SPICE仿真, 迅速理解电路行为； 借助高档电路分析, 理解基本设计特性 ；通过一种工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试 ；通过改善、整合设计流程, 减少建模错误并缩短研发时间。3.
11、1.1 Multisim软件简介NI Multisim 10是美国国家仪器公司（NI，National Instruments）最新推出的Multisim最新版本的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。目前NI的EWB的包具有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim 4个互相独立的部分，能完毕从电路的仿真设计到电路幅员生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 均有增强专业版（Power Professional)、专业版（Professional）、个
12、人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多种版本，各版本的功能和价格有着明显的差别。Multisim 10用软件的措施虚拟电子与电工元器件、仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。元器件库提供数千种电路元器件，同步也可以新建或扩大已有的元器件库，很以便的在工程设计中使用。虚拟测试仪器仪表种类齐全，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源，波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。Multisim 10具有较为具体的电路分析功能，可以完毕电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析
13、、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流敏捷度分析等电路分析措施。Multisim 10可以设计、测试和演示多种电子电路，涉及电工学、模拟电路、数字、电路、射频电路及微控制器和接口电路等。有丰富的Help功能，不仅涉及软件自身的操作指南，还包具有元器件的功能解说。提供了与国内外流行的PCB设计软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的接口，支持VHDL和Verilog HDL语言的电路仿真与设计。易学易用，适合于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业，有助于开展综合性的设计和实验，培养综合分析、开发和创新能力。3.1.2 Multis
14、im的基本界面操作1 启动软件双击桌面上的Multisim快捷方式或选择程序菜单中的Multisim选项，即启动Multisim 10。图3-1 multisim软件界面2 软件选项设立单击“主菜单栏”中的“option(选项)”,选择“Global Preferences”，浮现下面的对话窗口，如下图所示：图3-2 选项设立对话框可选择合适的元件类型。3 绘制电路元器件库的操作涉及：(1) 取用元件：从元器件库中取用所需元件；图3-3 元件选项对话框点击某元件会弹出上图所示对话框，可根据规定选择所需器件，然后按OK(拟定)即可。Multisim10的元件均具有下列元素:Symbol 元件符号（ for Schematic）Model 元件模型（ for Simulation）Footprint 元件外型（ for Layout）Elec
