集电极调幅实验报告.docx
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集电极调幅实验报告
集电极调幅实验报告
篇一：
高频电子线路实验报告集电极调幅与大信号检波
太原理工大学现代科技学院
高频电子线路课程实验报告
专业班级测控1001班
学号
姓名
指导教师
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、实验仪器
1、20MHz双踪模拟示波器一台
2、BT-3频率特性测试仪（选项）一台
三、实验原理与线路
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：
?
0?
V0cos?
0t则加在基射极间的瞬时电压为?
B?
?
VBE?
V0cos?
0t
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VC?
VCC?
?
?
?
VCC?
V?
cos?
0t?
VCC?
1?
macos?
t?
式中，VCC为集电极固定电源电压，ma?
V?
CC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2所示，ic
0Vc4Vc3Vc2Vc1Vc0欠压临界Ωt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3所示。
00
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4所示
图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，称为大信号检波。
大信号检波原理电路如图5-a所示。
检波的物理过程如下：
在高频信号电压的正半周时，二极管正向
导通并对电容器C充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流iD很大，使电容器上的电压υc
很快就接近高频电压的峰值。
充电电流的方向如图5-a图中所示。
图5二极管检波器的原理图和波形图这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管D的两端。
这时二极管导通与否，由电容器C上的电压υc和输入信号电压υi共同决定。
当高频信号的瞬时值小于υc时，二极管处于反向偏置，管子截止，电容器就会通过负载电阻R放电。
由于放电时间常数RC远大于调频电压的周期，故放电很慢。
当电容器上的电压下降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管又导通。
如图5-b中的t1至t2的时间为二极管导通的时间，在此时间内又对电容器充电，电容器的电压又迅速接近第二个高频电压的最大值。
在图5-b中的t2至t3时间为二极管截止的时间，在此时间内电容器又通过负载电阻R放电。
这样不断地循环反复，就得到图5—5—b中电压υc的波形。
因此只要充电很快，即充电时间常数Rd?
C很小（Rd为二极管导通时的内阻）；而放电时间常数足够慢，即放电时间常数R?
C很大，满足Rd?
C υc就是原来的调制信号，达到了解调的目的。
根据上述工作特点，大信号检波又称峰值包络检波。
理想情况下，峰值包络检波器的输出波形应与调幅波包络线的形状完全相同。
但实际上二者之间总会有一些差距，亦即检波器输波形有某些失真。
本实验
可以观察到该检波器的两种特有失真：
即惰性失真和负峰切割失真。
篇二：
实验十集电极调幅实验
实验十集电极调幅实验
一、实验目的
1.掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法。
2.研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数测量与计算的方法。
二、实验内容
1.丙类功放工作状态与集电级调幅的关系。
2.观察调幅波，观察改变调幅度输出波形变化并计算调幅度。
三、实验原理与实验电路
1.集电极调幅的工作原理
集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。
它的基本电路如图10-1所示。
由图可
知，低频调制信号Vcost与
?
?
Vbmcos?
0直流电源VCC相串联，因此放大
器的有效集电
?
?
极电源电压等于上述两个电
图10-1集电极调幅的基本过程
压之和，它随调制信号波形而变化。
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而变化。
于是得到调幅波输出。
图10-2（a）为Ic1m、ICO随VCC而变化的曲线。
由于PD?
VCCICO，
P0?
12
Ic1mRP?
Ic1m，PC?
PD?
P0，因而可以从已知的ICO,Ic1m得出PD、
2
2
P0、PC随VCC变化的曲线，如图10-2（b）所示。
由图可以看出，在欠压区，VCC对Ic1m与P0的影响很小。
但集电极调幅作用时通过改变VCC来改变Ic1m与P0才能实现的。
因此，在欠压区不能获得有效的调幅作用，
必须工作
52
在过压区，才能产生有效的调幅作用。
O
Vcc
O
Vcc
（a）（b）
图10-2Vcc对工作状态的影响
集电极调幅的集电极效率高，晶体管获得充分的应用，这是它的主要优点。
其缺点是已调波的边频带功率P（ω0±Ω）由调制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。
2.实验电路
实验电路图如图10-3所示（见P.55）
Q3和T6、C13组成甲类功放，高频信号从J3输入；Q4、T4、C15组成丙类高频功放，由R16、R17提供基极负偏压，调整R16可改变，丙类功放的电压增益，R18~R21为丙放的负载。
音频信号从J5输入，经集成运放LM386放大之后通过变压器T5感应到次级，该音频电压v?
（t）与电源电压VCC串联，构成Q4管的等效电源电压VCC（t）=VCC+v?
（t），在调制过程中VCC（t）随调制信号v?
（t）的变化而变化。
如果要求集电极输出回路产生随调制信号v?
（t）规律变化的调幅电压，则应要求集电极电流的基波分量Icm1、集电报输出电压vc（t）随v?
（t）而变化。
由振荡功放的理论可知，应使Q4放大器在Vcc（t）的变化范围内工作在过压区，此时输出信号的振幅值就等于电源供电电压VCC（t）;如果输出回路调谐在载波角频率ωo上，则输出信号为：
VC（t）?
VCC（t）cos?
0t?
（VCC?
V0cos?
0t）cos?
0t
从而实现了高电平调幅。
判断功放的三种工作状态的方法：
53
临界状态VCC—Vcm=VCES欠压状态VCC—Vcm>VCES过压状态VCC—Vcm 式中，Vcm为各集电极输出电压的幅度，VCES为晶体管饱和压降。
调幅度ma=
Vmax?
VminVmax?
Vmin
（单音调制）
四、实验步骤
1.从J3处输入频率为fo＝10.7MHz（峰-峰值为200mV）的高频信号（在TH3处观察），首先调节T6使TP6处波形最大，再调谐T4使谐振回路T4、C15谐振。
2.从J5处输入1kHz（峰-峰值50mV）音频信号（在TH8处观察），将拨码开关S1的1拨上，从TH5处观察输出波形。
3.使Q4管分别处于欠压状态（S1的1拨上）和过压状态（S1的4拨上），在TH5处接示波器，观察调幅波形，并计算调幅度。
4.改变音频信号的输入电压，观察调幅波变化。
五、实验报告要求
1.记录实验模块序号
2.分析集电极调幅为何要选择在过压状态3.分析调幅度与音频信号振幅的关系
六、实验仪器
1.高频实验箱1台2.双踪示波器1台3.万用表1块4.高频毫伏表1块
54
5
J幅
调极电集3-01图55
篇三：
7集电极调幅实验
集电极调幅实验
一、实验目的
1.掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法。
2.研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数测量与计算的方法。
二、实验内容
1.丙类功放工作状态与集电级调幅的关系。
2.观察调幅波，观察改变调幅度输出波形变化并计算调幅度。
三、实验原理与实验电路
1.集电极调幅的工作原理
集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。
它的基本电路如图10-1所示。
由图可
知，低频调制信号V?
cos?
t与直流电源VCC相串联，因此放大
Vbmcos?
0器的有效集电
?
?
极电源电压等于上述两个电
图10-1集电极调幅的基本过程
压之和，它随调制信号波形而变化。
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而变化。
于是得到调幅波输出。
图10-2（a）为Ic1m、ICO随VCC而变化的曲线。
由于PD?
VCCICO，
P0?
12
Ic1mRP?
Ic21m，PC?
PD?
P0，因而可以从已知的ICO,Ic1m得出PD、2
P0、PC随VCC变化的曲线，如图10-2（b）所示。
由图可以看出，在欠压区，VCC对Ic1m与P0的影响很小。
但集电极调幅作用时通过改变VCC来改变Ic1m与P0才能实现的。
因此，在欠压区不能获得有效的调幅作用，
必须工作
52
在过压区，才能产生有效的调幅作用。
O
Vcc
O
Vcc
（a）（b）
图10-2Vcc对工作状态的影响
集电极调幅的集电极效率高，晶体管获得充分的应用，这是它的主要优点。
其缺点是已调波的边频带功率P（ω0±Ω）由调制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。
2.实验电路
实验电路图如图10-3所示（见P.55）
Q3和T6、C13组成甲类功放，高频信号从J3输入；Q4、T4、C15组成丙类高频功放，由R16、R17提供基极负偏压，调整R16可改变，丙类功放的电压增益，R18~R21为丙放的负载。
音频信号从J5输入，经集成运放LM386放大之后通过变压器T5感应到次级，该音频电压v?
（t）与电源电压VCC串联，构成Q4管的等效电源电压VCC（t）=VCC+v?
（t），在调制过程中VCC（t）随调制信号v?
（t）的变化而变化。
如果要求集电极输出回路产生随调制信号v?
（t）规律变化的调幅电压，则应要求集电极电流的基波分量Icm1、集电报输出电压vc（t）随v?
（t）而变化。
由振荡功放的理论可知，应使Q4放大器在Vcc（t）的变化范围内工作在过压区，此时输出信号的振幅值就等于电源供电电压VCC（t）;如果输出回路调谐在载波角频率ωo上，则输出信号为：
VC（t）?
VCC（t）cos?
0t?
（VCC?
V0cos?
0t）cos?
0t
从而实现了高电平调幅。
判断功放的三种工作状态的方法：
53
临界状态VCC—Vcm=VCES欠压状态VCC—Vcm>VCES过压状态VCC—Vcm 式中，Vcm为各集电极输出电压的幅度，VCES为晶体管饱和压降。
调幅度ma=
Vmax?
Vmin
（单音调制）
Vmax?
Vmin
四、实验仪器
1.高频实验箱1台2.双踪示波器1台3.万用表1块4.高频毫伏表1块
五、实验步骤
1.从J3处输入频率为fo＝10.7MHz（峰-峰值为200mV）的高频信号（在TH3处观察），首先调节T6使TP6处波形最大，再调谐T4使谐振回路T4、C15谐振。
2.从J5处输入1kHz（峰-峰值50mV）音频信号（在TH8处观察），将拨码开关S1的1拨上，从TH5处观察输出波形。
3.使Q4管分别处于欠压状态（S1的1拨上（本文来自：
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集电极调幅实验报告））和过压状态（S1的4拨上），在TH5处接示波器，观察调幅波形，并计算调幅度。
4.改变音频信号的输入电压，观察调幅波变化。
六、实验报告要求
1.记录实验模块序号8
2.分析集电极调幅为何要选择在过压状态
在集电极调幅电路中，令直流电压源为一个固定的直流电压和调制信号的组合作为放大器的等效集电极电源电压。
如果要求集电极回路产生振幅按调制信号规律变化的调幅电压，即输出按等效集电极电源电压
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的规律变化，则根据集电极调制特性，放大器必须在等效集电极电源电压的变换范围内工作在过压区，即工作在过压状态。
3.调幅度
?
当F=12MHz时，Amp=60mv,过压区。
Ma?
Vmmax?
Vmmin7.84V?
2.88V
?
?
0.46
Vmmax?
Vmmin7.84V?
2.88V
?
当F=12MHz时，Amp=100mv,欠压区。
Ma?
Vmmax?
Vmmin6.8V?
2.8V
?
?
0.42
Vmmax?
Vmmin6.8V?
2.8V
七实验总结
这次实验之后，我掌握了用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法，了解了已调波与调制信号及载波信号的关系，掌握了调幅系数测量与计算的方法。
55
5
J
56
幅调极电集3-01图
升级会员 