5.3振幅调制电路.ppt

EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 5.3 振幅调制电路 在 低功率电平时 进行调制，因此它产 生小功率的调幅波，然后由线性功率 放大器放大，得到所要求功率的调幅 波，一般用于发射机的前级。 按输出信号功率的高低分： 高电平调幅电路： 低电平调幅电路： 优点： 整机效率高。 设计时输出功率和效率不是主要指标。重点是 提高调制的 线性度，减小不需要的频率分量和提高滤波性能。 在 所需的功率电平上 进行调制，调制与 功放合一，一般用于发射机的末级。 一般只能产生 AM。 设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 5.3.1 低电平调幅电路 主要电路： 主要用途： 可产生 AM、 DSB 、 SSB 二极管调幅电路 集成模拟乘法器调幅电路 单二极管开关状态调幅电路 二极管平衡调幅电路 二极管环型调幅电路 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 + - ud id id 一、单二极管开关状态调幅电路 (1)什么是开关状态 当二极管在两个电压共同作用下，其中一个电压振幅足够大 ，另一个电压振幅较小， 二极管的导通和截止将完全受大振幅 电压的控制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。 (2)调幅原理 + - ud EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 uc 为周期性的函数，可用傅立叶级数展开 引入 开关函数 表示二极管的开关作用 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 Ω ω c 2ωc B=2Ω 经带通滤波后可取出 可得到 AM信号 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 + D1、 D2都是在 的正半周导通 ，负半周截止，故其开关函数都 是 二、二极管平衡电路 ud1 ud2 i1 i2 + uL1 _ ＋ u L — － uL2 + 1:1 1:2 2:1 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 二、二极管平衡电路 1:1 1:2 2:1 Ω ωc+Ωωc-Ω 3ωc+Ω3ωc-Ω 能实现 DSB调幅信号的调幅。 经带通滤波后可取出 i1 i2 i EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 D1 D3 2C 2L RL T2 D4 D2 T3 T1 在平衡电路的基础上，再增加两个二 极管 D3,D4。 电路中四个二极管首尾相接 。 1. 电路结构 构成环形 设： 三、二极管环形电路 则有 2 D3 D4 D1 D3 C 2L RL T2 D4 D2 T3 T1 + -uc + -uc + uL -uΩ+ - uΩ+ -uΩ + - I II EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 2. 工作原理分析 D3、 D4的开关函数是D1、 D2的开关函数是 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 2. 工作原理分析 那么在一个周期内平衡电路 I， II在负载 RL上产生的电压为： 3ωc-Ω 3ω+Ωωc-Ω ω+Ω 能实现 DSB调幅信号的调幅。 经带通滤波后可取出 I II EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 四 、模拟乘法器调幅电路 (一 )模拟乘法器的传输特性 模拟乘法器具有两个输入端（常称 X输入和 Y输入）和一个 输出端， 是一个三端口网络，电路符号如图所示： 理想的传输特性： 式中： k为 增益系数 或标度因子， 单位： ， k的数值与乘法器的电路参数有关。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 (二 )模拟乘法器的振幅调制原理 ------实现双边带调幅 且改变 VAB可改变 ma ------实现普通调幅波调幅 用于实现调幅的模拟乘法器有国产芯片 BG314、 XCC， 国外芯片 MC1496（ 1596） 、 AD630等。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 i1 i2 i3 i4 i5 i 6 iⅠ iⅡ (三 )模拟乘法器的工作原理 i5为 T1 、 T2差分放大电路的恒流源 . 总电路有两个单差分对管电路 T1 T2 T5 和 T3 T4 T6组合而成。 i6为 T3 、 T4差分放大电路的恒流源 . Io为 T5 、 T6差分对管 的恒流源 . 1、双差分对管模拟乘法器的原理电路 输入信号 ux加在两个单差分对管的 输入端， uy加在 T5和 T6的输入端。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 i1 i2 i3 i4 i5 i 6 iⅠ iⅡ 式中， q为电子电荷； k为波耳兹曼常数； T为绝对温度 . 2 、 T5和 T6组成差分对管的电流电压关系 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 i1 i2 i3 i4 i5 i 6 iⅠ iⅡ 3、 T1、 T2和 T3、 T4组成的差分对管的电流电压关系 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 当输入为小信号并满足： 只有当输入信号较小时，具 有较理想的相乘作用。 4、输出电压 i1 i 2 i 3 i4 i5 i6 iⅠ i Ⅱ EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 Io/2 Io/2 Rc Rc Vcc T1 T2 T3 T4 T5 T6 Ry + ux - + uy - Ry取值应远大于晶体管 T5 ,T6 的发射极电阻，即有 静态时， i5=i6=Io/2 , iI iII - uo + iY ∴ 有 i5 i6 使用射极负反馈电路 Ry， 可扩展 uy的线性范围。 当加入信号 uy时，流过 Ry的电 流为： 5、扩大 uy的线性动态范围的措施 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 经输出端中心频率为 ，带宽为 的带通滤波器，则取 出的为 DSB信号。 为 大信号输入 根据双曲线正切函数的特性，大信号条件下具有开关函数的特性 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 MC1596调幅电路 R1、 R2、 R3和 Rc为管 子提供静态偏压， 8 端为交流地电位； (四） 模拟乘法器 MC1596调幅电路 T7、 T8和 D构成镜像 电流源。 扩展 uΩ的 线 性 动态 范 围 载波调零电位器， 可通过调节 Rw，使 ，相当于在 1、 4脚 之间加了一个直流电压 Uo，以产生 AM波 。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 5.3.2 高电平调幅电路 主要要求： 兼顾输出功率大、效率高、调制线性度好 用途： 产生普通调幅波 主要电路： 利用 丙类谐振功放 实现 基极调幅 集电极调幅 调制信号控制基极电源电压，工作于欠压区 ，效率较低，适用于小功率发射机。 调制信号控制集电极电源电压， 工作于过压区，效率高。 根据调制信号接入方式的不同分为： EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 一 、集电极调幅电路 1.电路构成 分析时 ,将此电路看成高频功 率放大电路 : 集电极有效电源电压为： C′:高频旁路电容，对高频相当于 短路，而对调制信号应相当于开 路，这样高频电流不能通过 B3的 次级线圈以及 VcT电源。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 2.调幅原理 由图可知 ,在过压区 , IC0 、 Ic1m随 VCC变 化而变化，假设 IC0 、 Ic1m与 VCC成线性 关系 : 可见此电路可 产生普通调幅波。 要得到 100％调幅，即 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 3.各功率和效率 1)在载波状态即未调制时 集电极效率： 集电极损耗： 载波输出功率 : 直流电源输入功率 : EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 3.各功率和效率 2）在调制最高点，即 集电极效率： 集电极损耗： 输出功率 : 有效电源输入功率 : EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 3）在调制信号一周内 ,各平均功率和效率 : VCT提供 的功率 提供的 功率 平均直流输入功率 : 调制信号提供的功率： EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 边频功率： 集电极平均损耗： 平均集电极效率： 由调制信号提供，调制信 号为功率源。 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 （ 1）必须工作在 过压区 。 （ 2）在调制一周内的各平均功率都是载波状态对应功率的 倍。 （ 4）调制过程中效率不变。 （等效率调制） （ 3）在调制最高点的各功率都是载波状态对应功率的 倍。 (5) 选管子时，应采用管子的允许损耗功率 。 4. 集电极调幅的特点 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 基极有效电源电压为： 二 、基极调幅电路 1.电路构成 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路 线性区 2.调幅原理 由图可知 ,在欠压区 , IC0 、 Ic1m随 VBB变化而变化，假设在线性区 可见此电路可 产生普通调幅波。 （ 1）必须工作于 欠压区 。 （ 2）输入功率都由直流电源提供。 （ 3) 调制过程中 效率是变化的 。 3. 基极调幅的特点 EXIT 通信电子线路 合 肥 工 业 大 学 5.3 振幅调制电路