广东工业大学：《通信电路与系统》课程教学资源（课件讲义）第六章 振幅调制与解调电路 第三节 高电平调幅电路

目录 6.1 概论 6.4 单边带信号的产生 6.2 低电平调幅电路 5.5 包络检波器 6.3 高电平调幅电路

目录 6.1 概论 6.2 低电平调幅电路 6.3 高电平调幅电路 6.4 单边带信号的产生 6.5 包络检波器

◇6.3高电平调幅电路 一、集电极调幅电路 丙类放大器 工作于过压状态。 1.集电极调幅原理电路 (1 载波 具有下列特点： ①集电极回路调谐在。，带宽略 大于22 uo(t) 有效电源 ②丙类放大器工作于过压状态。 集电极调幅电路 ③有效电源'cc='cr+uom(t) 随um(t)变化。 分析时，将此电路看成高频功 率放大电路，则有： 分析设载波信号u,(t)=Um CoS0,t, 则输出电压u()=Ic1mR,cos0.1

6.3 高电平调幅电路 一、集电极调幅电路 1. 集电极调幅原理电路 分析时,将此电路看成高频功 率放大电路，则有: ①集电极回路调谐在 ，带宽略 大于 ②丙类放大器工作于过压状态。 ③有效电源 随 变化。 c 2 ( ) VCC VCT m u t    ( ) m u t  丙类放大器 工作于过压状态。 载波 有效电源 具有下列特点： 1 ( ) cos ( ) cos b bm c c m p c u t U t u t I R t     分析设载波信号 ， 则输出电压

◇6.3高电平调幅电路 过压状态：Iemi c Vcc Ic ∴.振幅Ucm=IemiRp'cc ·集电极调幅应工作于过压状态。 2.调幅原理 →V 在丙类高频功放电路中，集电极电 过压 临界欠压 流为i。脉冲，其基波分量Lem随集 电极电源电压'cc的变化规律如右 图。可见Icm与Vcc成线性关系。 Vcc =Ver +ug(t)=VcT +Uom cosSt ='c(1+m.cos2t)） 过压临界欠压 其中：ma= 改变Vcc对电流的影响 根据理想化调幅特性可得 Ico =Ieor(1+ma cosst) eim=leir (1+m cost) 输出电压 u(t)=IeimRp cos@=Um(1+m cost)cos@t 可见)为普通调幅波的表达式，此电路可实现普通调幅波的调幅

改变Vcc对电流的影响 cm1 CC 过压状态: I V cm cm1 p U CC 振幅  I R V 集电极调幅应工作于过压状态。 2. 调幅原理 在丙类高频功放电路中，集电极电 流为 ic 脉冲，其基波分量 Ic1m 随集 电极电源电压 VCC 的变化规律如右 图。可见 Ic1m 与 VCC 成线性关系。 ( ) cos (1 cos ) CC CT CT m CT a V V u t V U t V m t           m a cT V m V  其中：  根据理想化调幅特性可得 1 1 (1 cos ) (1 cos ) co coT a c m c T a I I m t I I m t       输出电压 1 ( ) cos (1 cos )cos c m p c cm a c u t  I R  t U  m t  t 可见u(t)为普通调幅波的表达式,此电路可实现普通调幅波的调幅. 6.3 高电平调幅电路

6.3高电平调幅电路 调幅原理图 电1 电 流 mal CIT

调幅原理图 C T maI 1 6.3 高电平调幅电路

◇6.3高电平调幅电路 3.集电极调幅电路的功率与效率 (①)载波状态4，(t)=0时， 此时右图为高频功率放大器，集电极直 流电源为Vc输出电压u=A,ue), 集电极电流i,为脉冲，其直流分量为 u2(t) Ico基波分量为lcT Vee =Ver,Ico=Icor,Icm=lem 集电极调幅电路+VcT >直流电源提供的输入功率P='erlcoT=Pr > 载波输出功率 Br-3GRe >集电极损耗功率 PeT P=t-PoT >集电极效率 P

3. 集电极调幅电路的功率与效率 (1) 载波状态u (t)  0 时， 此时右图为高频功率放大器,集电极直 流电源为VcT ,输出电压 u(t)= Av uc (t), 集电极电流 ic为脉冲，其直流分量为 IC0T、基波分量为IC1T 1 1 , , Vcc VcT co coT c m c T  I  I I  I Ø 直流电源提供的输入功率 P VcT coT T   I  P Ø 载波输出功率 2 1 1 2 P oT c T p  I R Ø 集电极损耗功率 PCT  PT  P oT Ø 集电极效率 oT CT T P P    iC 6.3 高电平调幅电路

6.3高电平调幅电路 (2)调制状态 u(t Tr u(t)≠0时，设4n(t)=U2mcos2t 4,() 此时右图为高电平集电极调幅电路。 Ir, BB 集电极调幅电路+VcT 集电极有效电源为：'cc='cT+u(t)='cr(1+m cos2t) 输出电压u为调幅波：u(t)=Um(1+m。cos2t)coso.t 集电极电流i。为脉冲，其直流分量和基波分量为： Ico Icor(1+m cosst),Ielm=IcIr(1+ma cosst)

(2)调制状态 ( ) 0 ( ) cos m u t u t U t   时，设     此时右图为高电平集电极调幅电路。 集电极有效电源为： ( ) (1 cos ) VCC VCT CT a u t V m t       输出电压u(t)为调幅波： ( ) (1 cos )cos cm a c u t U  m t  t 集电极电流 ic为脉冲，其直流分量和基波分量为： 0 0 1 1 (1 cos ), (1 cos ) c C T a c m C T a I  I  m t I  I  m t 6.3 高电平调幅电路

◇6.3高电平调幅电路 ①直流有效电源'cc='cr+uo(t)的平均总输入功率： 2元V+m,cos20·Iar0+m,cos2nM@ 2 P+P。=+"%P 直流电源提供的平 调制信号源提供的 均输入功率 平均输入功率 此功率分为两部分，一为Vcr提供的功率：Pr='crIcor 一为0提供的功率：P=”mP, 2

调制信号源提供的 平均输入功率 0 0 2 2 0 0 1 ( ) 2 1 (1 cos ) (1 cos ) ( ) 2 (1 ) 2 2 av CC C CT a C T a a a CT C T CT C T T T P V I d t V m t I m t d t m m V I V I P P P                              直流电源提供的平 均输入功率 此功率分为两部分，一为VCT提供的功率： P T VCT C 0T I   一为 提供的功率： 2 2 a T m P  P u (t)  ①直流有效电源 CC C ( ) 的平均总输入功率: V V T u t    6.3 高电平调幅电路

6.3高电平调幅电路 ②调制一周的平均输出功率为： Ra次ay m.cosBd( 因为输出信号()为普通调幅波，故输出功率包括载波功率和边频功 率两部分 2 载波功率为：P。r= 边频功率为：Pa,n= ma Por 2 载波功率由直流电源'cT提供，边频功率由4(t)提供

②调制一周的平均输出功率为： 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1 ( ) 2 2 1 1 (1 cos ) ( ) 2 2 1 1 (1 ) 2 2 2 2 oav c m p C T a p a a C T p C T p oT P I R d t I m t R d t m m I R I R P                      因为输出信号u(t)为普通调幅波，故输出功率包括载波功率和边频功 率两部分 边频功率为： 2 2 c a c oT m P   P 载波功率由直流电源 VCT 提供，边频功率由 u (t) 提供 2 1 1 2 P oT C T p 载波功率为：  I R 6.3 高电平调幅电路

◇6.3高电平调幅电路 ③集电极平均损耗功率： Peay=P=ar-Poar ④集电极平均效率： a oav P-dv P(1+ ma) 可见集电极调幅电路在调制过程中效率不变

③集电极平均损耗功率： P cav  Pav  P oav ④集电极平均效率： 2 2 (1 ) 2 (1 ) 2 a oT oav cav cT av a T m P P P m P          可见集电极调幅电路在调制过程中效率不变。 6.3 高电平调幅电路

◇6.3高电平调幅电路 (3)调制最大状态 Vcemax=Ver(1+ma),lcomax lcor(1+ma),Icmax leir(1+ma) >有效电源输入功率 P-m =Vcem Icoma=Ver (1+ma)cor(1+m)=P(1+m) >高频输出功率 oer (m(m 2 >集电极损耗功率 Pemax P-max -Pomax =(P=r-Por)(1+ma)2=Per(1+m)2 >集电极效率 Ven-Pak= Pmax Pt =max 结论：在调制信号波峰处，所有功率都是载波状态的(1+m)2倍， 而集电极效率不变

(3)调制最大状态 max max 1max 1 (1 ) , (1 ) , (1 ) Vcc VcT ma co coT a c c T a   I  I  m I  I  m Ø 有效电源输入功率 2 max max 0max 0 (1 ) (1 ) (1 ) P Vcc c cT a c T a T a   I V  m I  m  P  m Ø 高频输出功率 2 2 2 2 max 1max 1 1 1 (1 ) (1 ) 2 2 P o c p c T a p oT a  I R  I  m R  P  m Ø 集电极损耗功率 2 2 max max max ( )(1 ) (1 ) P c  P  P o  PT  P oT  ma  P cT  ma Ø 集电极效率 max max max o oT cT T P P P P        结论：在调制信号波峰处，所有功率都是载波状态的 倍， 而集电极效率不变。 2 (1 )  ma 6.3 高电平调幅电路