实验三 集电极幅与大信号检波.doc

本科实验报告 课程名称： 高频电子线路 实验项目： 集电极调幅及大信号检波 实验地点： 信号与系统及高频电子线路实验室 专业班级： 电科1201班 学号： 2012001597 学生姓名： 李 坚 指导教师： 王耀力 2014年11月16日 实验三 集电极调幅与大信号检波 一、实验目的 1、进一步加深对集电极调幅和二极管大信号检波工作原理的理解； 2、掌握动态调幅特性的测试方法； 3、掌握利用示波器测量调幅系数ma的方法； 4、观察检波器电路参数对输出信号失真的影响。 二、实验原理 1、原理 (1) 集电极调幅的工作原理 集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。调幅管处于丙类工作状态。 集电极调幅的基本原理电路如图5—1所示： 图5－1 集电极调幅原理电路 图中，设基极激励信号电压（即载波电压）为： 则加在基射极间的瞬时电压为 调制信号电压υΩ 加在集电极电路中，与集电极直流电压VCC串联，因此，集电极有效电源电压为 式中，VCC 为集电极固定电源电压； 为调幅指数。 由式可见，集电极的有效电源电压VC随调制信号压变化而变化。由图5—2所示 ic ic Ωt 0 Vc4 Vc3 Vc2 Vc1 Vc 0 欠压 临界 过压 图5－2 同集电极电压相对应的集电极电流脉冲的变化情形 图中，由于-VBB与υb不变，故为常数，又RP不变，因此动态特性曲线的斜率也不变。若电源电压变化，则动态线随VCC值的不同，沿υc平行移动。由图可以看出，在欠压区内，当VCC由VCC1变至VCC2（临界）时，集电极电流脉冲的振幅与通角变化很小，因此分解出的Icm1的变化也很小，因而回路上的输出电压υc的变化也很小。这就是说在欠压区内不能产生有效的调幅作用。 当动态特性曲线进入过压区后，VCC等于VCC3、VCC4等，集电极电流脉冲的振幅下降，出现凹陷，甚至可能使脉冲分裂为两半。在这种情况下，分解出的Icm1随集电极电压VCC的变化而变化，集电极回路两端的高频电压也随VCC而变化。输出高频电压的振幅Vc=Icm1·Rp，Rp不变，Icm1随Vc而变化，而VCC是受υΩ控制的，回路两端输出的高频电压也随υΩ变化，因而实现了集电极调幅。其波形如图5—3所示 图5-3 集电极调幅波形图 当没有加入低频调制电压υΩ（即υΩ=0）时，逐步改变集电极直流电压VCC的大小，同样可使ic电流脉冲发生变化，分解出的ICO或Icm1也会发生变化。我们称集电极高频电流Icm1（或ICO）随VCC变化的关系线为静态调制特性曲线。根据分析结果可作出静态调制特性曲线如图5—4所示。 图5－4 集电极调幅的静态调制特性 静态调制特性曲线不能完全反映实际的调制过程，因为没有加入调制信号，输出电压中没有边频存在，只有载波频率，不是调幅波。通常调制信号角频率Ω要比载波角频率ωo低得多，因此对载波来说，调制信号的变化是很缓慢的，可以认为在载波电压交变的一周内，调制信号电压基本上不变。这样，静态调制特性曲线仍然能正确反映调制过程。我们可以利用它来确定已调波包络的非线性失真的大小。由图5—4可知，为了减小非线性失真，当加上调制信号电压时，保证整个调制过程都工作在过压状态，所以工作点Q应选在调制特性曲线直线段的中央，即VCCQ=1/2VCCO处，VCCO为临界工作状态时的集电极直流电压。否则，工作点Q偏高或偏低，都会使已调波的包络产生失真。在本实验中会得到证实。 （2）二极管大信号检波的工作原理 当输入信号较大（大于0.5伏）时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，