調(diào)幅電臺(tái)

調(diào)幅是載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)成比例變化的調(diào)制方式。調(diào)幅后的已調(diào)波由不含信息的載波和含有同樣信息的上、下邊帶組成。調(diào)幅電臺(tái)由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)、天線、電源和附件(送受話器、電鍵)等組成。按波長(zhǎng)分為超短波、短波、中波及長(zhǎng)波電臺(tái)。曾廣泛應(yīng)用于無(wú)線電通信、廣播等。2100433B

調(diào)幅（Amplitude Modulation，AM）。調(diào)幅也就是通常說(shuō)的中波，范圍在530---1600KHz。調(diào)幅是用聲音的高低變?yōu)榉鹊淖兓碾娦盘?hào)。傳輸距離較遠(yuǎn)，但受天氣因素影響較大，適合省際電臺(tái)的廣播。早期VHF頻段的移動(dòng)通信電臺(tái)大都采用調(diào)幅方式，由于信道衰落會(huì)使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅，造成失真，在傳輸?shù)倪^(guò)程中也很容易被竊聽，目前已很少采用。目前在簡(jiǎn)單通信設(shè)備中還有采用，如收音機(jī)中的AM波段就是調(diào)幅波，音質(zhì)和FM波段調(diào)頻波相比較差。

調(diào)幅電路原理主要分為兩類：高電平調(diào)幅電路和低電平調(diào)幅電路，具體如下：

調(diào)幅高電平調(diào)幅

高電平調(diào)幅要求電路的輸出功率足夠大。電路在調(diào)幅的同時(shí)，還進(jìn)行功率放大。調(diào)制過(guò)程通常是在丙類放大級(jí)進(jìn)行的。根據(jù)調(diào)制信號(hào)控制的電極不同，調(diào)制方法主要有集電極調(diào)幅、基極調(diào)幅、發(fā)射極調(diào)幅。

1、集電極調(diào)幅

（1）集電極調(diào)幅電路的特點(diǎn)是:

低頻調(diào)制信號(hào)加到集電極回路，B₁、B₂為高頻變壓器；B₃為低頻變壓器。低頻調(diào)制信號(hào)u_Ω(t)與丙類放大器的直流電源相串聯(lián)，因此放大器的有效集電極電源電壓V_cc（t）等于兩個(gè)電壓之和，它隨調(diào)制信號(hào)變化而變化。圖中的電容C_b、C`是高頻旁路電容，C`的作用是避免高頻電流通過(guò)調(diào)制變壓器B₃的次級(jí)線圈以及直流電源，因此它對(duì)高頻相當(dāng)于短路，而對(duì)調(diào)制信號(hào)頻率應(yīng)相當(dāng)于開路．

對(duì)于丙類高頻功率故大器，當(dāng)基極偏置Vbb、高頻激勵(lì)信號(hào)電壓振幅Ubm和集電極回路阻抗Rp不變，只改變集電極有效電源電壓時(shí)，集電極電流脈沖在欠壓區(qū)可認(rèn)為不變。而在過(guò)壓區(qū)，集電極電流脈沖幅度將隨集電極有效電源電壓的變化而變。因此，集電極調(diào)幅必須工作于過(guò)壓區(qū)。

（2）集電極調(diào)幅只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波。

優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)幅線性比基極調(diào)幅好。此外，由于集電極調(diào)幅 始終工作在臨界和弱過(guò)壓區(qū)，故效率比較高。

缺點(diǎn)是:調(diào)制信號(hào)接在集電極回路中供給的功率比較大。

2、基極調(diào)幅

基極調(diào)幅電路的特點(diǎn)是調(diào)制信號(hào)加在基極回路。圖中C₁、C₃為高頻旁路電容；C₂為低頻旁路電容；B₁為高頻變壓器；B₂為低頻變壓器；LC回路為帶通濾波器。應(yīng)保證回路調(diào)諧于ω_C，通帶為2Ω。

基極調(diào)幅的原理是利用丙類功率放大器在電源電壓Vcc、輸入信號(hào)振幅Ubm、諧振電阻Rp不變的條件下，在欠壓區(qū)改變Vbb，其輸出電流隨Vbb接近線性變化這一特性來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的。

基極調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn)是：由于調(diào)制信號(hào)接在基極回路，對(duì)于調(diào)制信號(hào)只需很小的功率。

缺點(diǎn)是:效率較低，調(diào)制線性不如集電極調(diào)幅。

調(diào)幅低電平調(diào)幅電路

(1) 模擬乘法器調(diào)幅電路

作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)相乘

符號(hào)：

電路圖：

（2）二極管調(diào)制電路

二極管調(diào)制電路包括單二極管調(diào)制電路、二極管平衡電路、二極管雙平衡調(diào)制電路等。

1）單二極管電路

單二極管電路如下圖所示。

當(dāng)二極管兩端的電壓UD大于二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，流過(guò)二極管的電流與加在兩端的電壓成正比；當(dāng)二極管兩端的電壓UD小于二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管截止，電流為0；二極管等效為一個(gè)受控開關(guān)?？刂齐妷簽槎O管兩端電壓UD。

當(dāng)Ucm>>UΩm且Ucm為大信號(hào)（>0.5V）時(shí)，可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷主要由Uc控制。一般情況下二極管的開啟電壓UP較小，有Ucm>>UP，可令UP近似為0或在電路中加一固定偏置電壓來(lái)抵消UP。忽略輸出電壓的反作用，用開關(guān)函數(shù)分析法則可得到

可得到相應(yīng)的頻譜圖如下：

將它通過(guò)以ωc為中心、通頻帶2Ω為的帶通濾波器后，可得到調(diào)幅波。

這里的分析忽略了輸出電壓的反作用。是因?yàn)檩敵鲭妷旱南鄬?duì)于Uc而言很小。若考慮反作用，輸出電壓對(duì)二極管兩端的電壓影響不大，頻率分量不會(huì)變化，可能使輸出信號(hào)幅度降低（rDàrD RL）。

另外，如果不滿足大信號(hào)條件，不能用開關(guān)函數(shù)分析法或線性時(shí)變分析法，但可用冪級(jí)數(shù)分析法，可以知道該電路仍然可以完成頻譜的線性搬移功能。

2）二極管平衡調(diào)制器

在單二極管電路中，由于工作在線性時(shí)變工作狀態(tài)，因而二極管產(chǎn)生的頻率分量大大減少了，但在產(chǎn)生的頻率分量中，仍然有不少不必要的頻率分量，因此有必要進(jìn)一步減少一些頻率分量。

二極管平衡電路可以滿足這一要求。其原理電路如下圖。

該電路由兩個(gè)性能一致的二極管及中心抽頭變壓器Tr1、Tr2接成平衡電路。電路上下兩部分完全一樣?？刂菩盘?hào)（載波信號(hào)）加在兩個(gè)變壓器的中心抽頭處，輸入信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）接在輸入變壓器，即載波信號(hào)同相加到D1、D2上；調(diào)制信號(hào)u2反相加到D1、D2上輸出變壓器接濾波器，用以濾除無(wú)用的頻率分量。從Tr2次向右看的負(fù)載電阻為RL。則該電路可等效成如下的原理電路形式。

由于加到兩個(gè)二極管的控制電壓是同相的，利用開關(guān)函數(shù)分析法，可得到負(fù)載上總電流為

其頻譜圖如下：

與單二極管電路相比，i含有頻譜：Ω、ω1±Ω、3ω1±Ω、……，經(jīng)中心角頻率為ωc的3dB帶寬為2Ω 的LC帶通濾波器后，可在負(fù)載RL得到頻譜ωc±Ω 電壓分量，可見是實(shí)現(xiàn)了DSB調(diào)制。這是不難理解的，由于控制電壓uC同相地加在兩個(gè)二極管的兩端。當(dāng)電路完全對(duì)稱時(shí)，兩個(gè)相等的ωC分量互相抵消，因此在輸出中不再有ωC及其諧波分量。即在輸出中，不必要的頻率分量進(jìn)一步減少了。（DSB調(diào)幅）

3）二極管雙平衡調(diào)制器——二極管環(huán)形調(diào)制器

在二極管平衡調(diào)制電路中，通過(guò)兩個(gè)單二極管電路的上下對(duì)稱平衡接法，大大減少了不必要的頻率分量，同時(shí)使有用頻率分量的幅度增加了一倍。但依然有不必要的頻率分量如調(diào)制信號(hào)的頻率分量存在，且所得到的有用頻率分量的幅度依然不是很大。那么，是否可以通過(guò)再平衡的方法進(jìn)一步減少不必要的頻率分量且讓有用分量的幅度再增加一倍呢？

二極管雙平衡電路可以滿足這一要求。其原理電路如圖。

該電路由兩個(gè)雙二極管平衡電路組成，由于四個(gè)二極管環(huán)接形成環(huán)路，所以該電路又稱二極管環(huán)形調(diào)制器。載波從變壓器T1接入，調(diào)制信號(hào)接到兩個(gè)變壓器的中心抽頭間，變壓器T2輸出已調(diào)信號(hào)。

其分析條件與單二極管電路和二極管平衡電路相同。

各二極管工作情況如下圖：

則可得，

其頻譜圖如下：

i中含有頻譜：ωc±Ω ，3ωc±Ω……經(jīng)中心為ωc、3dB帶寬為2Ω的帶通濾波器后，在負(fù)載RL 上可得到頻譜ωc±Ω電壓頻譜分量，實(shí)現(xiàn)了DSB調(diào)制。

從頻譜圖中可以看出，環(huán)形電路在平衡電路的基礎(chǔ)上，又消除了低頻調(diào)制信號(hào)的頻率分量，且輸出的DSB信號(hào)幅度為平衡電路的二倍。其無(wú)調(diào)制信號(hào)分量是兩次平衡抵消的結(jié)果，每個(gè)平衡電路自身抵消載波及諧波分量，兩個(gè)平衡電路抵消調(diào)制信號(hào)分量，所以環(huán)形電路的性能更接近理想相乘器。

調(diào)幅器輸出信號(hào)幅度與調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)值的關(guān)系曲線叫做調(diào)幅特性。理想的調(diào)幅特性應(yīng)是直線，否則便會(huì)產(chǎn)生失真。常用的非線性器件有晶體二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。選擇性電路大多用諧振回路或帶通濾波器。按照電平的高低，調(diào)幅器可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅。大功率廣播或通信發(fā)射機(jī)多采用高電平調(diào)幅器。