發布日期：2022-10-09 點擊率：531
調幅電路是把調制信號和載波信號同時加在一個非線性元件上（例如晶體二極管或三極管）經非線性變換成新的頻率分量，再利用諧振回路選出所需的頻率成分。
調幅電路分為二極管調幅電路和晶體管基極調幅、發射極調幅及集電極調幅電路等。
圖1是晶體管基極調幅電路，載波信號經過高頻變壓器T1加到BG的基極上，低頻調制信號通過一個電感線圈L與高頻載波串聯，C2為高頻旁路電容器，C1為低頻旁路電容器，R1與R2為偏置的分壓器，由于晶體管的ic=f（ube）關系曲線的非線性作用，集電極電流ic含有各種諧波分量，通過集電極調諧回路把其中調幅波選取出來，基極調幅電路的優點是要求低頻調制信號功率小，因而低頻放大器比較簡單。其缺點是工作于欠壓狀態，集電極效率較低，不能充分利用直流電源的能量。
圖2是發射極調幅電路，其原理與基極調幅類似，因為加到基極和發射極之間的電壓為1伏左右，而集電極電源電壓有十幾伏至幾十伏，調制電壓對集電極電路的影響可忽略不計，因此射極調幅與基極調幅的工作原理和特性相似。
圖3是集電極調幅電路，低頻調制信號從集電極引入，由于它工作于過壓狀態下，故效率較高但調制特性的非線性失真較嚴重，為了改善調制特性，可在電路中引入非線性補嘗措施，使輸入端激勵電壓隨集電極電源電壓而變化，例如當集電極電源電壓降低時，激勵電壓幅度隨之減小，不會進入強壓狀態;反之，當集電極電源電壓提高時，它又隨之增加，不會進入欠壓區，因此，調幅器始終工作在弱過壓或臨界狀態，既可以改善調制特性，又可以有較高的效率，實現這一措施的電路稱為雙重集電極調幅電路。
采用圖4的集電極、發射極雙重調幅電路也可以改善調制特性。注意變壓器的同名端，在調制信號正半波時，雖然集電極電源電壓提高，但同時基極偏壓也隨之變正，這就防止了進入欠壓工作狀態;在調制信號負半波時，雖然集電極電壓降低，但基極度偏壓也隨之變負，不致進入強過壓區，從而保持在臨界、弱過壓狀態下工作。
圖一、基極調幅電路
圖二、發射極調幅電路
圖三、集電極調幅電路
圖四、雙重調幅電路
（1）本振電路設計本振信號的產生采用西勒電路的接法，產生一14.6MHz左右的頻率。具體電路接法如圖5所示，其中，引腳1，2間為一可調電感。
本振信號輸出到由MC145152和MC12017構成的電路中，構成鎖相環。
MC145152是MOTOROLA公司生產的大規模集成電路，它是一塊采用半行碼輸人方式置定、由14根并行輸入數據編程的雙模CMOS-LSI鎖相環頻率合成器。該芯片內含參考頻率振蕩器、可供用戶選擇的參考分頻器（12x8ROM參考譯碼器和12bit-R計數器）、雙端輸出的鑒相器、控制邏輯、10位可編程的10bit-N計數器、6位可編程的6bit/A計數器和鎖定檢側等部分。其中，lObit/N計數器·6bit/A計數器、模擬控制邏輯和外接雙模前置分頻器12017組成吞脈沖程序分頻器，吞脈沖程序分頻器的總分頻比為D=VN+A。本任務只要求輸出15MHz的信號，故將A，N固定接為A=01，N=0111， 1000（binary），電路接法如圖6。
振幅調制即使載波峰值正比于調制信號的瞬時值的變換過程。MC1496構成的振幅調制器電路如圖7所示。其中載波信號經高頻禍合電容C1從10腳輸人，C3為高頻旁路電容，使8腳接地。調制信號經低頻禍合電容C2，從1腳輸人。調幅信號從12腳單端輸出。器件采用雙電源供電方式，所以5腳的偏置電阻R5接地。
此外，為了使輸出幅值達到1.0+-0.1V，所以后接一電壓跟隨和射極放大器用作調節，如圖8所示。
該部分采用功率合成技術，應用了傳輸線變壓器組成的反相功率合成電路。由于高頻功率放大級的輸人等效阻抗電阻小，故前級需要接激勵級，以免信號源輸出的信號被拉得過低。
（1）前級激勵級
需要較高的放大倍數以及較低的輸出電阻，故而采用諧振放大電路和電壓跟隨器級聯。為了方便可調，用一個可調中周來調節其諧振頻率，具體的電路如圖9所示，該電路輸人阻抗較低，輸出阻抗較高，為使前后級阻抗匹配，輸人與輸出端用中周實行阻抗變換以降低功率的衰減。
（2）高效高頻功率放大級
該部分最重要的為傳輸線變壓器的應用，這種變壓器是用傳輸線（例如，兩根緊塞的平行線、扭紋線、帶狀傳輸線或同軸線等）繞在高磁導串的鐵芯磁環上構成，傳輸線變壓器的工作原理是傳輸線原理與變壓器原理的結合，那么它的工作也可分為兩種方式：一種是按照傳輸線方式來 工作，即在它兩個線圈中通過大小相等、方向相反的電流，磁芯中的磁場正好互相抵消。因此，磁芯沒有功率損耗，磁芯對傳軸線的工作沒有什么影響。這種工作方式稱為傳輸線模式;另一種是按照變壓器方式工作，此時線圈中有激磁電流，并在磁芯中產生公共磁場，有鐵芯功率損耗。這種工作方式稱為變壓器模式。傳輸線變壓器通常同時存在著這兩種模式或者說傳輸線變壓器正是利用這兩種模式來適應不同的功用的。普通變壓器繞組間的分布電容是限制它工作帶寬的主要因素，而在傳輸線變壓器中，繞組間的分布電容則成為傳輸線特性阻抗的一個組成部分。因而這種變壓器可以在很寬的頻帶（可達幾百MHz）范圍內獲得良好的響應。這種變壓器極適合于作為高頻寬帶禍合網絡之用。
在高頻率時，傳輸線模式起主要作用，此時初級次級之間的能量傳輸主要依靠線圈之間分布電容的藕合作用;在低頻率時，變壓器模式起主要作用，初級次級之間的能量傳輸主要依靠線圈的磁禍合作用。為了擴展低頻響應范圍，應該加大初級線圈的電感量，但同時線圈總長度又不能過大，因此采用高頻磁芯來解決圈數少，而初級 線圈電感量又足夠大的問題。最常用的為1：4的阻抗傳輸線變壓器。由此種傳輸線變壓器組成的功率合成電路能較好的解決高效率、大功率與寬頻帶等問題。反相功率合成電路如圖10上半部分所示。
下面介紹一款AM發射電路，其發射頻率可在500～1600kHz之間調整，電路原理圖如圖所示。
C1、C2、L1、VT2組成調幅振蕩器電路，振蕩頻率可以通過調整C1的電容量來調整。音頻信號經過VT1及其外圍元件組成的放大電路放大后，再經過RP1，C3耦合到VT2基極，與VT2蕩器產生的載波疊加在一起后通過發射天線將音頻信號發射出去。發射天線可以用一根1m左右的金屬導線代替。元器件參數見圖。
電阻R1和R2是利用直流偏置晶體管T1。電容C1為耦合之間的電容式麥克風和晶體管T1的基礎。以同樣的方式，電阻R3，R4和R5提供直流偏置晶體管T2的。
振蕩器段是一個晶體管T2的，水晶的XTAL，電容C2，C3和電阻R3，R4和R5的組合。晶體晶體管T2的集電極部分的能量，通過反饋電容C2興奮。其基本頻率和晶體的震動，因為水晶振蕩發生放置晶體管T2基地橫跨電阻R4。使用這種方法，取得了連續無阻尼振蕩。在此電路可取代任何晶體在短波范圍內的頻率，即使操作嘗試使用12MHz晶振。
一個實際的光發射機電路中除了調制電路和光源這兩個部分外，還應包括碼型變換電路和許多輔助電路，因比，實際的光發射機電路是十分復雜的，不便列出．下面，僅給出一個較簡單的電路，這個電路是用在光中繼器上的，如圖3-37所示．
圖中包括了激光器和它的調制電路，以及正向偏置控制電路，控制電路是根據PIN管從LD得到的背向散射光來實現對LD的控制．圖中沒有畫出碼型變換電路及其他輔助電路．
光發射機是在發射端將電信號轉換成適合于在光纖中傳輸的光信號。光源是光發射機的主要器件，但僅有光源是不能構成發射機的，光發射機還包括輸入接口、激光二極管（LD）驅動電路、自動功率控制（APC）電路、自動溫度控制（ATC）電路、慢啟動與限流保護電路、光源與光纖的耦合等，其組成框圖如圖1所示。
輸入電路將輸入的PCM脈沖信號進行整形，變換成NRZ/RZ碼后通過驅動電路調制光源（直接調制）或送到光調制器調制光源，輸出連續光波（外調制）。驅動電路給光源一個預偏置電流。為穩定輸出的平均光功率和工作溫度，通常設置一個自動功率控制及自動溫度控制電路。光發射機中的報警電路是對光源壽命及工作狀態進行監測與報警。LD的溫控電路用于穩定平均功率和工作溫度。
驅動電路將電信號轉化成光信號，將要傳輸的電信號調制到光源的輸出。LED的驅動電路比較簡單，而在較高速率下采用LD驅動電路可能變得相當復雜。無論是LED還是LD，一般都需要在一定的注入電流下進行調制，因此驅動電路應該能對光源同時提供偏置電流和隨信號變化的調制電流。
常用的LD驅動電路可分為單管集電極和射級耦合2種驅動電路。這里采用一種簡單的，但可實際應用的射級耦合LD驅動電路，如圖2所示。
圖2中，通過偏置電路，使LD的偏置電流在其閾值附近，晶體管VBG3構成一個恒流源，向LD提供調制電流，晶體管VBG1和VBG2構成對LD調制電流的開關電路，VBG2的基極加有固定的參考電壓VBB，當輸入為“0”碼時，VBG1的基極電位比VBB低，因此VBG1截止而VBG2導通，是恒流源通過VBG2流過LD而發射出光脈沖；反之，當輸入信號為“1”碼時，VBG1的基極電位比VBB高，因此VBG1導通而VBG2截止，不發出光脈沖，如果在信號輸入VBG1之前加一個反相器，則可以在LD上得到與電信號脈沖一致的光脈沖輸出。
為了穩定激光器的輸出功率，需要在發射機中具有自動功率控制（APC）電路，APC電路一般利用與LD封裝在一起的PIN二極管檢測LD后向輸出的光信號，根據PIN輸出的大小而自動改變對LD的偏置電流，使其輸出功率保持恒定。可能引起激光輸出功率變化的因素是芯片溫度變化和激光器老化效應。
圖3給出APC電路原理圖，PIN二極管檢測到的信號與直流參考電壓進行比較后，送到集成運算放大器的反向輸入端，另一方面再生信號電壓通過調節R2后送到集成運算放大器的同相輸入端，集成運算放大器和晶體管VQ1組成可自動調節的恒流源向LD提供直流偏置，偏流的大小可由直流參考電壓的調整而進行預置。該APC電路可以保證在輸入信號為“1”碼時，激光器發出強度恒定的“1”碼；而當輸入信號為“0”碼時，激光器工作在閾值附近。
導體激光器的輸出特性受溫度影響很大，當溫度發生變化（包括環境溫度變化和注入電流引起的溫度變化）時，LD的P-I特性和光譜特性都要發生變化，因此在光發射機中需要有自動溫度控制電路，以保證激光器在恒定溫度下工作。一般說來，在實用的半導體激光器封裝中，都帶有一個半導體致冷器和一只能夠檢測激光器芯片溫度變化的熱敏電阻，可采用圖4的ATC電路實現對激光器工作溫度的穩定。
這套結構簡單，易于制作，性能優良，發射功率約0.3W的UHF頻段彩色電視發射機。既可用來開路發射錄像機、衛星電視接收機，攝像頭，VCD影碟機等音視頻輸出的節目信號。當用室外天線接收、發送時，傳輸距離可達500米以上。在本發射機輸出端口加裝一個UHF頻段相應頻道的濾波器后，又可以進行閉路傳送。供多用戶收看UHF頻道電視節目。其收發效果要比VHF頻段干擾小，圖像穩定，音質和畫面都要清晰很多。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 遙控電子密碼鎖的設計
