《电子管板极调幅》PPT课件.ppt

第三节第三节电子管板极调幅电子管板极调幅中国传媒大学信息工程学院中国传媒大学信息工程学院 一、工作原理一、工作原理 板极调幅是依靠板极电压的变化而改板极调幅是依靠板极电压的变化而改变高频电流（电压）振幅的调制方法变高频电流（电压）振幅的调制方法 在板调（又称屏调）时，电子管的直在板调（又称屏调）时，电子管的直流供电电压流供电电压EaT 、偏压、偏压Eg 、激励电压幅度、激励电压幅度U g 和负载阻抗和负载阻抗R0e不变，工作过程是：不变，工作过程是： 调制信号调制信号u (t)变化变化Ea变化变化 I a1变变化化 U a变化板极调幅发射机原理电路板极调幅发射机原理电路 板极调幅原理电路板极调幅原理电路 在板极电路中，接入与直流电源电压在板极电路中，接入与直流电源电压在板极电路中，接入与直流电源电压在板极电路中，接入与直流电源电压E EaTaT相串相串相串相串联的调制电压联的调制电压联的调制电压联的调制电压u u (t)(t)，令：，令：，令：，令： u u (t)= U(t)= U coscos t t 被调级电子管的总板压为：被调级电子管的总板压为：被调级电子管的总板压为：被调级电子管的总板压为： E Ea a = E = EaTaT + U + U coscos t t = E = EaTaT 1+ 1+ （U U / E/ EaTaT ） cos cos t t = E = EaTaT 1+ m cos 1+ m cos t t 其中，其中，其中，其中，m= Um= U / E/ EaT （调幅度）（调幅度）（调幅度）（调幅度） 在调制过程中，电子管的瞬时板压为在调制过程中，电子管的瞬时板压为 ea = Ea +U a（t t） cos ct= EaT 1+ m cos t + U a T 1+ m cos t cos ct (3-4)其中，其中，U a T =EaT （表明在载波状态下，（表明在载波状态下，直流供电电压与转换得到的高频基波电压直流供电电压与转换得到的高频基波电压之间量的关系，之间量的关系， 为板压利用系数）。

为板压利用系数） 在调制状态下，高频基波电压为在调制状态下，高频基波电压为 ua = U a T 1+ m cos t cos ct 板极调幅时，放大器板极调幅时，放大器Ea变化，影响总变化，影响总流在栅流和板流之间的分配，进而影响板流在栅流和板流之间的分配，进而影响板流，此影响作用特别显著因此，为了实流，此影响作用特别显著因此，为了实现现100%调幅度的不失真调制，在最大调制调幅度的不失真调制，在最大调制信号的一周期中，高频放大器的工作状态信号的一周期中，高频放大器的工作状态都应处于过压状态都应处于过压状态 二、板极调幅的能量关系二、板极调幅的能量关系 为了简便起见，假定板调的静态调幅特为了简便起见，假定板调的静态调幅特性性Ia1= f(Ea) 和和Ia0= f(Ea)各是一条直线，其各是一条直线，其斜率分别是斜率分别是S1和和S0 板极调幅关系板极调幅关系 1 1、基本关系、基本关系 由图可以看出，被调级板压和板流按同由图可以看出，被调级板压和板流按同一规律变化：一规律变化：Ea = EaT + U cos t=EaT (1+ m cos t) Ua =UaT + Ua cos t=UaT(1+ m cos t) Ia1 =Ia1T + Ia1 cos t=Ia1T (1+ m cos t) Ia0 =Ia0T + Ia0 cos t=Ia0T (1+ m cos t) 式中调幅度式中调幅度 m= U / EaT= Ua / UaT = Ia1 / Ia1T= Ia0 / Ia0T （注意：（注意： EaT 与与UaT以及以及U 与与Ua 之间的之间的区别与联系在于板压利用系数区别与联系在于板压利用系数） 由上式和图可知，在调幅峰点（由上式和图可知，在调幅峰点（cos t=1瞬间）：瞬间）：Ea max= EaT (1+ m) Ua max = UaT (1+ m ) Ia1 max = Ia1T (1+ m) Ia0 max = Ia0T (1+ m ) P0 max= Ea max Ia0 max = EaT (1+ m) Ia0T (1+ m ) = P0T (1+m)2 P max= Ia1 max Ua max = Ia1T UaT (1+ m)2 = PT (1+ m)2 当当m=1时：时： Ea max =2EaT Ua max= 2UaT Ia1 max= 2Ia1T Ia0 max= 2Ia0T P0 max= 4P0T P max= 4PT 由式（由式（3-4）可知，）可知， 当当cos t=1 时，（调幅峰点）时，（调幅峰点）ea = ea max = EaT（1+ m） + U a T （1+ m） (3-24) 式（式（3-24）表明，当板压利用系数为）表明，当板压利用系数为1时，时，EaT = U a T ，在，在m=1时，则板极瞬时时，则板极瞬时电压的最大值等于电源电压的四倍。

这是电压的最大值等于电源电压的四倍这是选择电子管的最大允许板压参数的依据选择电子管的最大允许板压参数的依据2 2、调幅器的负载电阻、调幅器的负载电阻 被调高频放大器对板极电源所呈现的被调高频放大器对板极电源所呈现的负载电阻，即调幅器的负载电阻，可用下负载电阻，即调幅器的负载电阻，可用下式表示：式表示： RM = Ea / Ia0 = EaT (1+ m cos t) / Ia0T (1+ m cos t) = EaT / Ia0T = mEaT / mIa0T = U / Ia0 =1/ S0 = 常数常数 （3-25） 式（式（3-25）说明，在调制过程中，板）说明，在调制过程中，板极电源的负载是恒定的极电源的负载是恒定的3 3、板压利用系数、板压利用系数 = Ua / Ea = UaT(1+ m cos t) / EaT (1+ m cos t) = UaT / EaT =T =常数常数 (3-26) 式（式（3-26）说明，在调制过程中，板压）说明，在调制过程中，板压利用系数不变，等于载波状态时的板压利利用系数不变，等于载波状态时的板压利用系数（或者也可写成用系数（或者也可写成= Ua / Ea= I a1Roe / Ea = S1 Roe =常数）。

常数） 4 4、输入、输出功率、板耗与效率、输入、输出功率、板耗与效率 （1） 输入功率输入功率P0 P0= Ea Ia0 = Ea Ea / RM = Ea 2/ RM Ea 2 (2)输出功率输出功率P P= Ua2/ Roe =(Ea )2/ Roe =2Ea 2/ Roe Ea 2 以上两式表明，在调制过程中，板极以上两式表明，在调制过程中，板极输入功率和输出功率的变化与输入功率和输出功率的变化与Ea的平方成的平方成正比 (3) 板耗板耗Pa Pa = P0- P Ea 2 与与Ea的变化也是抛物线关系，在最大的变化也是抛物线关系，在最大工作点时的板耗最大工作点时的板耗最大4）板极效率）板极效率 a= P / P0 = Ia1T (1+ m cos t) UaT(1+ m cos t) / Ia0T (1+ m cos t) EaT (1+ m cos t) = PT/ P0T = aT=常数5）平均输入、输出功率与板耗）平均输入、输出功率与板耗 板极调幅在调制信号一周期内的板极调幅在调制信号一周期内的 平均输入功率为平均输入功率为P0平平= P0T （1+m2/2）, 平均输出功率为平均输出功率为P平平= PT （1+m2/2），）， 平均板耗平均板耗Pa平平= P0平平- P平平 = （P0T - PT） （1+m2/2）= PaT（1+m2/2） PaT , 平均板耗大于载波点的板耗，在设计平均板耗大于载波点的板耗，在设计放大器时，应使电子管的额定板耗大于放大器时，应使电子管的额定板耗大于PaT才行。

才行 由于在板极调幅时效率不变，而输出由于在板极调幅时效率不变，而输出平均功率却增加了，其来源是平均输入功平均功率却增加了，其来源是平均输入功率增加了，又由于板极直流电源供给的功率增加了，又由于板极直流电源供给的功率率P0T = EaT Ia0T 在调制过程中不变化，在调制过程中不变化，所以，输出功率的增加实际上是来源于调所以，输出功率的增加实际上是来源于调幅器，调幅器提供的功率为：幅器，调幅器提供的功率为： P =( m2/2 ) P0T 该值乘以被调级的效率即为边带功率该值乘以被调级的效率即为边带功率这说明板极调幅时载波功率由板极直流电这说明板极调幅时载波功率由板极直流电源供给，边带功率由调幅器供给（源供给，边带功率由调幅器供给（ ( m2/2 ) P0T a = ( m2/2 ) PT 边带功率，边带功率， P0T a = PT 载波功率）载波功率） 三、板极调幅电路三、板极调幅电路 现以乙类板调为例，说明板极调幅电现以乙类板调为例，说明板极调幅电路的构成，讨论相关要求路的构成，讨论相关要求 所谓乙类板调是指所谓乙类板调是指调制电压调制电压u u (t)(t)是由是由末级工作于末级工作于乙类（推挽）的调幅器提供的。

乙类（推挽）的调幅器提供的调幅器的输出通常采用变压器耦合调幅器的输出通常采用变压器耦合 调幅器与被调级相关电路图调幅器与被调级相关电路图 为消除调幅变压器的直流磁化，电路中接为消除调幅变压器的直流磁化，电路中接入了隔直流电容器入了隔直流电容器CM和音频阻流圈和音频阻流圈LM CM的作用：防止电源通过变压器次级绕的作用：防止电源通过变压器次级绕阻而短路，阻止阻而短路，阻止Ia0T从变压器次级绕组通过，从变压器次级绕组通过，能使音频电流通过，能使音频电流通过，CM的大小应满足以下关的大小应满足以下关系：系： 1/ minCM RM /5 LM的作用：的作用： 是是Ia0T的通路，但对音频来说，有很大的的通路，但对音频来说，有很大的阻抗，不会经阻抗，不会经LM和电源而短路，应满足：和电源而短路，应满足： minLM远远大于远远大于RM 图中图中C，为高频旁路电容，不应该过大，为高频旁路电容，不应该过大，应考虑它对调制信号高频分量的影响应考虑它对调制信号高频分量的影响L，为高频阻流圈为高频阻流圈 由图可以看出，电流由图可以看出，电流Ia0由两部分组成：由两部分组成： 一部分为一部分为Ia0T ，来源于直流电源；，来源于直流电源； 另一部分为另一部分为iao = Ia0 cos t ,来源于调制来源于调制器。

器 四、四极管板极与帘栅极同调四、四极管板极与帘栅极同调 如果高频末级使用四极管，一般来说如果高频末级使用四极管，一般来说在进行板调的同时，还要进行帘栅调，称在进行板调的同时，还要进行帘栅调，称为板帘同调为板帘同调不能单纯板调的原因：不能单纯板调的原因： 一是由于帘栅极的屏蔽，板流随板压一是由于帘栅极的屏蔽，板流随板压而变化的灵敏度很低，难得到深度调幅；而变化的灵敏度很低，难得到深度调幅； 二是线性调幅处在对帘栅而言的过压二是线性调幅处在对帘栅而言的过压状态，调制时帘栅流很大，容易超过额定状态，调制时帘栅流很大，容易超过额定帘栅耗，否则就得不到线性调幅和较高的帘栅耗，否则就得不到线性调幅和较高的板极效率；板极效率； 三是某些四极管在高调幅的谷点（即板三是某些四极管在高调幅的谷点（即板压最小时）板极产生二次发射电子，并被压最小时）板极产生二次发射电子，并被高电位的帘栅极所吸收，从而使板流出现高电位的帘栅极所吸收，从而使板流出现负阻效应，它会严重破坏调幅特性曲线的负阻效应，它会严重破坏调幅特性曲线的直线性，使调幅波产生很大的失真直线性，使调幅波产生很大的失真 为了避免上述缺点，采用板极与帘栅为了避免上述缺点，采用板极与帘栅极同调的双重调制。

帘栅极同调时调制电极同调的双重调制帘栅极同调时调制电压按合适的。