AM調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計仿真與實現(xiàn)

1、amam 調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計仿真與實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計仿真與實現(xiàn) 1.proteus 軟件簡介軟件簡介 proteus 軟件是英國 labcenterelectronics 公司出版的 eda 工具軟件。它不僅 具有其它 eda 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真 單片機(jī)及外圍器件的工具。proteus 是世界上著名的 eda 工具（仿真軟件） ，從原理圖布 圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 pcb 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念 到產(chǎn)品的完整設(shè)計。 proteus 軟件具有 4 大功能模塊：智能原理圖設(shè)計、完善的電路仿真功能、獨特的單 片機(jī)協(xié)同仿真功

2、能、實用的 pcb 設(shè)計平臺。由于 proteus 軟件界面直觀、操作方便、仿 真測試和分析功能強(qiáng)大，因此非常適合電子類課程的課堂教學(xué)和實踐教學(xué)，是一種相當(dāng) 好的電子技術(shù)實訓(xùn)工具，同時也是學(xué)生和電子設(shè)計開發(fā)人員進(jìn)行電路仿真分析的重要手 段。 proteus 軟件具有其它 eda 工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是： （1）原理布圖 （2）pcb 自動或人工布線 （3）spice 電路仿真 革命性的特點 （1）互動的電路仿真 用戶甚至可以實時采用諸如 ram，rom，鍵盤，馬達(dá)，led，lcd，ad/da，部分 spi 器件，部分 iic 器件。 （2）仿真處理器及其外圍電路 可

3、以仿真 51 系列、avr、pic、arm、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理 圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配 置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 本次 proteus 課程設(shè)計實現(xiàn) am 調(diào)制解調(diào)電路的原理圖繪制以及電路的仿真。運(yùn) 用由三極管組成的乘法器調(diào)制出 am 信號，再經(jīng)非線性元件二極管與電容等組成的包 絡(luò)檢波電路解調(diào)得到解調(diào)信號。 2am 調(diào)制解調(diào)電路基本原理 2.1 振幅調(diào)制電路 2.1.1 振幅調(diào)制 am 調(diào)制也稱普通調(diào)幅波，已調(diào)波幅度將隨調(diào)制信號的規(guī)律變化而線性變化，但載波 頻率不變。設(shè)

4、載波是頻率為 c 的余弦波： uc(t)=ucmcosct, 調(diào)制信號為頻率為 的單 頻余弦信號，即 u(t)=umcost(c),則普通調(diào)幅波信號為: uam(t)= (ucm+kum cos t)cosct = ucm(1+macost)cosct （1） 式中：makum/ucm，稱為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度 am 調(diào)制信號波形如圖 1 所示： 圖 1.普通調(diào)幅波形 顯然 am 波正負(fù)半周對稱時：maucmumaxucm ucmumin， 調(diào)幅度為：ma=( umaxucm )ucm =( ucmumin )ucm。 ma0 時，未調(diào)幅狀態(tài) ma1 時，滿調(diào)幅狀態(tài)（100），正常 ma 值處于

5、01 之間。 ma1 時，普通調(diào)幅波的包絡(luò)變化與調(diào)制信號不再相同，會產(chǎn)生失真，稱為過調(diào)幅現(xiàn)象。 所以，普通調(diào)幅要求 ma 必須不大于 1。圖 2 所示為產(chǎn)生失真時的波形。 圖 2.ma1 時的過調(diào)制波形 2.1.2 振幅調(diào)制電路的組成模型 從調(diào)幅波的表達(dá)式（1）可知，在數(shù)學(xué)上調(diào)幅電路的組成模型，可以由一個相乘器和 一個相加器組成。如圖 3 所示： 圖 3.低電平調(diào)幅原理圖 2.2 振幅解調(diào)電路 2.2.1 包絡(luò)檢波原理 振幅解調(diào)是振幅調(diào)制的逆過程，從頻譜的角度看就是將有用信號從高頻段搬到低頻 段。而要完成頻譜搬移（有新頻率產(chǎn)生） ，電路中必須要有非線性器件。一般情況下， am 波采用包絡(luò)檢波即

6、峰值檢波的方式實現(xiàn)解調(diào)。即包絡(luò)檢波就是從 am 波中還原出原調(diào) 制信號的過程。 設(shè)輸入普通調(diào)幅信號 uam（t）如（1）式所示，圖 4 中非線性器件工作在開關(guān)狀態(tài)， 則非線性器件輸出電流為：io(t)=guam(t)k1（ct） =gucm(1+macost)cosct 式中： g非線性器件伏安特性曲線斜率。 可見 io 中含有直流，c，c 以及其它許多組合頻率分量，其中的低頻分量 是 gum(1+mscost)。用低通濾波器取出 io 中這一低頻分量，濾除 c- 及其以上的 高頻分量，就可以恢復(fù)與原調(diào)制信號 u（t）成正比的單頻信號了。 圖 4.包絡(luò)檢波原理圖 圖 4 中（a）圖為包絡(luò)檢波電

7、路的組成模型， （b）圖則為包絡(luò)檢波還原信號的波形變化過 程和頻譜的變化情況。 2.2.2 檢波器的性能指標(biāo) 二極管峰值包絡(luò)檢波器的性能指標(biāo)主要有檢波效率（電壓傳輸系數(shù)）kd、輸入電阻 ri、惰性失真和底部切割失真幾項。 1. 檢波效率 檢波效率是指檢波器的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。 直流傳輸系數(shù)：kd=uoum； 交流傳輸系數(shù)：kd=u/muc。 其中，uo 為輸出直流電壓，um 為輸入高頻載波幅度；muc 為輸出解調(diào)信號幅度，u 為包絡(luò)幅度。由以上關(guān)系可知，檢波效率 kd 越大越好。 2. 等效輸入電阻 由于二極管在大部分時間處于截止?fàn)顟B(tài), 僅在輸入高頻信號的峰值附近才導(dǎo)通, 所 以

8、檢波器的瞬時輸入電阻是變化的。檢波器的前級通常是一個調(diào)諧在載頻的高 q 值諧振 )12cos( )12( 2 )1( 2 1 1 1 twn n c n n 回路，檢波器相當(dāng)于此諧振回路的負(fù)載。為了研究檢波器對前級諧振回路的影響, 故定 義檢波器等效輸入電阻 ri=uimiim，其中 uim 是輸入等幅高頻電壓振幅，iim 是輸入高 頻電流的基波振幅。經(jīng)分析可知，檢波器對前級諧振回路等效電阻的影響是并聯(lián)了一個 阻值為 ri 的電阻。 3. 惰性失真 在調(diào)幅波包絡(luò)線下降部分, 若電容放電速度過慢, 導(dǎo)致 uo 的下降速率比包絡(luò)線的下 降速率慢, 則在緊接其后的一個或幾個高頻周期內(nèi)二極管上為負(fù)電壓

9、, 二極管不能導(dǎo)通, 造成 uo 波形與包絡(luò)線的失真。由于這種失真來源于電容來不及放電的惰性, 故稱為惰性 失真。要避免惰性失真, 需要滿足的條件是 rc 4. 底部切割失真 由交直流負(fù)載不同引起。直流負(fù)載為 r，交流負(fù)載 r是 r 與 rl 的并聯(lián)。不失真的 條件是 mar/r。負(fù)載切割失真在整個調(diào)制頻率范圍內(nèi)都可能出現(xiàn)。 圖 5.底部切割失真波形 max 2 1 a a m m 3各組成部分的工作原理 3.1 調(diào)制電路的工作原理 3.1.1 單片集成模擬乘法器 模擬乘法器是低電平調(diào)幅電路的常用器件, 它不僅可以實現(xiàn)普通調(diào)幅, 也可以實現(xiàn)雙 邊帶調(diào)幅與單邊帶調(diào)幅。 既可以用單片集成模擬乘法器

10、來組成低電平調(diào)幅電路, 也可以 直接采用含有模擬乘法器部分的專用集成調(diào)幅電路。 模擬乘法器可實現(xiàn)輸出電壓為兩個輸入電壓的線性積, 典型應(yīng)用包括：乘、除、平方、 均方、倍頻、調(diào)幅、檢波、混頻、 相位檢測等。單片集成模擬乘法器種類較多, 由于內(nèi) 部電路結(jié)構(gòu)不同, 各項參數(shù)指標(biāo)也不同。在選擇時應(yīng)該以下主要參數(shù)：工作頻率范圍、電 源電壓、輸入電壓動態(tài)范圍、線性度等。 本次 am 調(diào)制實驗中選擇的是 mc1596 模擬乘法器，其主要特性參數(shù)如下： 電源電壓：v+12v，v-8v； 輸入電壓動態(tài)范圍：-26mvux26mv，-4vuy4v； 輸出電壓動態(tài)范圍：4v； 3db 帶寬：300mhz。 mc15

11、96 是以雙差分電路為基礎(chǔ), 在 y 輸入通道加入了反饋電阻, 故 y 通道輸入電壓 動態(tài)范圍較大, x 通道輸入電壓動態(tài)范圍很小。通常 x 通道作為載波或本振的輸入端, 而 調(diào)制信號或已調(diào)波信號從 y 通道輸入。當(dāng) x 通道輸入是小信號(小于 26 mv)時, 輸出信號 是 x、y 通道輸入信號的線性乘積。當(dāng) x 通道輸入是頻率為 c的單頻很大信號時(大于 260 mv), 根據(jù)雙差分模擬乘法器原理，輸出信號應(yīng)是 y 通道輸入信號和雙向開關(guān)函數(shù) k2(ct)的乘積：兩種情況均可實現(xiàn)調(diào)幅。圖 6 是 mc1596 內(nèi)部電路圖。 圖 6.mc1596 內(nèi)部電路圖 3.1.2 模擬乘法器調(diào)幅電路

12、圖 7.mc1596 組成的普通調(diào)幅電路 y 通道兩輸入端 1、4 腳之間外接有調(diào)零電路, 可通過調(diào)節(jié) 50k 電位器使 1 腳電位 比 4 腳高 uy, 調(diào)制信號 u(t)與直流電壓 uy 迭加后輸入 y 通道。調(diào)節(jié)電位器可改變調(diào)制 指數(shù) ma。輸出端 6、12 腳外應(yīng)接調(diào)諧于載頻的帶通濾波器。2、3 腳之間外接 y 通道負(fù) 反饋電阻。 3.1.3 實驗采用的調(diào)幅電路 實驗中所用的 am 調(diào)制電路是由圖 6 和圖 7 電路圖組合而成的電路圖，如下圖 8 所 示： 圖 8.am 調(diào)制電路 3.2 包絡(luò)檢波電路 3.2.1 二極管包絡(luò)檢波電路 am 波采用的解調(diào)電路為包絡(luò)檢波電路。包絡(luò)檢波電路通

13、常采用二極管和 rc 濾波網(wǎng) 絡(luò)組成，如圖 9 所示。 圖 9.二極管檢波電路 當(dāng)輸入的 am 波的幅度足夠大時，假設(shè)二極管起理想開關(guān)的作用，則 am 波經(jīng)過二 極管后 am 波的負(fù)半周被削去，只剩下幅度按調(diào)制信號規(guī)律變化的一連串正半周余弦脈 沖，如圖 10 所示。將這一串余弦脈沖經(jīng) rc 濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻分量后，就可取出調(diào)制信 號 u（t）分量，完成解調(diào)過程。如果輸入是高頻等幅波，則檢波輸出就是直流電壓， 這就可以作為接收信號的場強(qiáng)指示。 圖 10.檢波輸出波形 3.2.2 實驗采用的包絡(luò)檢波電路 為了使二極管峰值包絡(luò)檢波器能正常工作, 避免失真, 實驗過程中將普通二極管檢 波電路做了一些改

14、進(jìn)，因而實驗選取的電路如圖 11 所示。要求必須根據(jù)輸入調(diào)幅信號的 工作頻率與調(diào)幅指數(shù)以及實際負(fù)載 rl, 正確選擇二極管和 r1、r2 和 c、cc 的值。此次 實驗各元件的參數(shù)如下： c=0.01f，r1=1k，r2=5k，cc=47f，rl=10k 圖 11.改進(jìn)后的二極管峰值包絡(luò)檢波器 3.3 實驗總原理圖 綜合以上的原理，可以得到實驗總電路圖，如圖 12 所示： 圖 12.實驗總原理圖 4proteus 原理圖繪制 4.1 準(zhǔn)備畫圖 1.安裝好軟件后點擊桌面上圖標(biāo)進(jìn)入軟件環(huán)境。 2.在看是菜單中找到 proteus 圖標(biāo)單擊，進(jìn)入 proteus 操作界面。 3.設(shè)置所需原件。單擊繪

15、圖工具欄中的元件模式按鈕，進(jìn)入元件庫，在元件庫中通過 搜索欄中分別鍵入 cap 電容、res 電阻、pot-hg 滑動變阻器、2n1711 型 npn 三極管、 1n914 二極管、lt1014a 運(yùn)放、alternator 找到對應(yīng)屬性的元件。需在元件庫中找 出相應(yīng)阻值，電容，電感的元件。 圖 13.proteus 元件選擇框 4.2 放置元件及排版 1.通過對象選擇器窗口單擊選擇相應(yīng)元件，在右側(cè)圖形編輯窗口中單擊左鍵放置元件。 元件的移動：用鼠標(biāo)左鍵按住元件拖曳。 元件的旋轉(zhuǎn)：選定所需旋轉(zhuǎn)元件，單擊繪圖工具欄左右旋轉(zhuǎn)按鈕完成旋轉(zhuǎn)。 元件的刪除：通過鼠標(biāo)左鍵選定要刪除的元件，點擊鍵盤上的 d

16、elete 鍵即可完成對 應(yīng)元器件的刪除。 2.將鼠標(biāo)移至元件引腳處待出現(xiàn)紅色方框單擊鼠標(biāo)左鍵將鼠標(biāo)移至所需連接的另一元 件管腳處待出現(xiàn)紅色方框后再次單擊鼠標(biāo)左鍵完成單根導(dǎo)線的連接。以此類推，按照實 驗原理圖放置元件并布線。 引出節(jié)點：在所需引出節(jié)點導(dǎo)線處單擊鼠標(biāo)右鍵，移動鼠標(biāo)即可在該點設(shè)置節(jié)點并引 出導(dǎo)線。 3.完成電路布線后，為使電路更加緊湊有邏輯性，各功能區(qū)域明顯，應(yīng)對相應(yīng)元件或 導(dǎo)線位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。 元件位置調(diào)整：單擊相應(yīng)元件按住鼠標(biāo)左鍵并將元件拖曳至相應(yīng)位置后放開即可。 導(dǎo)線間距的調(diào)整：將鼠標(biāo)移至要調(diào)整導(dǎo)線所連接的元器件，單擊該器件，相應(yīng)導(dǎo)線及 元器件將變?yōu)檫x定狀態(tài)，將鼠標(biāo)移至該導(dǎo)

17、線處出現(xiàn)左右（上下）調(diào)節(jié)標(biāo)志，按住鼠標(biāo)左 鍵拖曳相應(yīng)導(dǎo)線到預(yù)定位置后放開，即可移動導(dǎo)線。 4.3 模擬及仿真 添加示波器：在繪圖欄中選擇虛擬儀器菜單中的 oscilloscope（示波器）選項，將其 放置到圖形編輯窗口，連接相應(yīng)導(dǎo)線至測試點。 電路連接無誤，并且添加完示波器以后，根據(jù)實驗要求，選定所需信號源及測試儀表， 單擊仿真鍵仿真。觀察仿真波形，并選擇合適的周期，然后調(diào)節(jié)波形的幅值，以獲得清 晰的波形。 5proteus 電路的仿真 實驗選用 proteus 軟件實現(xiàn)本電路圖的仿真。在電路原理圖中，將各元件合理安放， 并將參數(shù)調(diào)試完畢，然后用示波器觀察各輸出參考點波形。由圖 12 可清楚看

18、到 uam(t) 和 uo 的輸出端口，這樣便于將示波器上的波形與輸入輸出信號一一對應(yīng)。 單擊開始按鈕，彈出示波器顯示窗格，調(diào)整周期與各幅值使各波形清新可見。仿真 結(jié)果如圖 14 所示，各波形從上到下依次為：解調(diào)信號 uo，調(diào)制信號 uam(t)，輸入信號 uc，輸入信號 u。 圖 14.仿真得到的波形 將掃描周期改為 100s，觀察到的波形如下圖 15 所示，波形由上到下依次為： 解調(diào)信號 uo，調(diào)制信號 uam(t)，輸入信號 uc，輸入信號 u。 圖 15 然后緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察各波形的變化情況，發(fā)生失真時的波形記錄如下圖 16 所示： 圖 16 圖 17 為變掃描周期后觀察到的波

19、形 圖 17 6結(jié)果與分析 6.1 輸入信號的參數(shù) 載波信號 uc ：8v，25khz； 調(diào)制信號 u：1v，600hz。 6.2 am 調(diào)制信號產(chǎn)生電路 因為 x 通道輸入的是很大的信號，故 uo(t)=k2uyk2(ct)，又由于是普通調(diào)頻，故輸 入調(diào)制信號應(yīng)疊加在直流電壓 e2 上，即 uy(t)=e2+u(t)，而 e2=-8v，不小于 u(t)的最 大幅值，顯然調(diào)制指數(shù)不大于 1。 由于 fc=25khz，f=600hz，所以用帶通濾波器很容易取出其中的普通調(diào)幅信號頻譜 而濾除 fc 的三次及其以上奇次諧波周圍的無用頻譜。 包絡(luò)檢波電路 1) 檢波二極管通常選正向

20、電阻小(500 以下)、 反向電阻大(500k 以上)、結(jié)電容 小的點接觸型鍺二極管, 注意最高工作頻率應(yīng)滿足要求。 2) rc 時間常數(shù)應(yīng)同時滿足以下兩個條件: 電容 c 對載頻信號應(yīng)近似短路, 故應(yīng)有 , 通常取 ; 為避免惰性失真,應(yīng)有 rc ，代入已知條件,可得(1734)10-6rc0.1510- 3 3）設(shè) r17r18=0.2，則 r17=r/6，r18=5r/6。為避免底部切割失真，應(yīng)有 mar /r，其中 r=r17+r18rl/(r18+rl)。代入已知條件, 可得 r63 k。因為檢波器的輸入 電阻 ri不應(yīng)太小, 而 ri=0.5r，所以 r 不能太小。取 r=6k，另

21、取 c4=0.01f，這樣 rc=0.0610-3，滿足對于時間常數(shù)的要求，因此，r17=1 k，r18=5 k。 4）cc 的取值應(yīng)使低頻調(diào)制信號能有效的耦合到 rl 上，故取 c5=47f 由此可見：調(diào)幅指數(shù)越大, 調(diào)制信號的頻率越高, 時間常數(shù) rc 的允許值越小。 , 1 , 1 cc w rcr cw c w rc 105 max 2 1 a a m m 7.元器件清單 categoryreferencevalueorder codenumber resistors r1、r2、r8、r1 7 1k4 resistors r3、r4 3.9k2 resistors r5、r6、r19

22、 10k3 resistorsr7511 resistors r9、r10 7502 resistors r11、r12 1002 resistorsr36.8k1 resistors r14、r15、r16 5003 resistorsr185k1 capacitors c1、c3 1nf2 capacitorsc20.1uf1 capacitorsc40.01uf1 capacitorsc547uf1 transistorsq1-q82n17118 diodes d1、d2 1n9142 miscellaneousrv150k1 8設(shè)計總結(jié) 9心得體會 10參考文獻(xiàn) 【1】顧寶良編著通信電

23、子線路（第 2 版） ，電子工業(yè)出版社，2007.8 【2】寧帆 方建邦 高立 編通信電子電路基礎(chǔ) ，人民郵電出版社，2009.1 【3】高衛(wèi)斌主編電子線路（第 3 版） ， 電子工業(yè)出版社 ，2009.11 【4】余萍、李然、賈惠彬編著通信電子電路 ，清華大學(xué)出版，2010.10 【5】魯捷編 電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 ，清華大學(xué)出版社，2005.9 【6】謝自美 羅杰編電子線路設(shè)計、實驗、測試（第 4 版） ，電子工業(yè)出版社， 2008.4 通信基本電路通信基本電路課程設(shè)計課程設(shè)計 超外差調(diào)幅接收機(jī)超外差調(diào)幅接收機(jī) 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 姓姓 名：名： 學(xué)學(xué) 號：號： 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 時時

24、間：間： 摘摘要要 隨著廣播技術(shù)的發(fā)展，無論是發(fā)射機(jī)還是接收機(jī)都在不斷更新?lián)Q代。 尤其以接收機(jī)的發(fā)展更為明顯，目前的無線電接收機(jī)不單能收音，且還有可 以接收影像的電視機(jī)、數(shù)字信息的電報機(jī)等。其中，超外差調(diào)幅接收機(jī)由天 線回路、高頻小信號放大電路，變頻電路、中頻放大電路、檢波器、低頻放 大電路等六部分組成，經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個預(yù)先確定好的 頻率（在我國為 465khz） ，然后再進(jìn)行放大和檢波。這個固定的頻率，是由 差頻的作用產(chǎn)生的。一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選 擇性好及失真度小等優(yōu)點。因此，超外差調(diào)幅接收機(jī)的應(yīng)用更加普遍。 關(guān)鍵詞：變頻，檢波，功放。 目目 錄

25、錄 摘要.1 1概述 .3 1.1設(shè)計題目 .3 1.2設(shè)計目的與要求 .3 1.3設(shè)計的技術(shù)指標(biāo) .3 2系統(tǒng)總體方案 .3 2.1超外差調(diào)幅接收機(jī)工作原理 .3 2.2系統(tǒng)的方框圖 .4 3高頻小信號功能放大器模塊 .4 3.1高頻小信號放大器特點 .4 3.2高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo) .4 3.2.1增益：（放大系數(shù)）.5 3.2.2通頻帶：.5 3.2.3選擇性.5 3.2.4工作穩(wěn)定性.5 3.3高頻小信號放大器的原理圖及仿真 .5 3.4高頻放大器功能 .7 3.5參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo) .7 4混頻器模塊 .7 4.1混頻器功能 .7 4.2混頻器原理圖及仿真圖 .8 5本地振

26、蕩器模塊 .9 5.1本地振蕩器功能 .9 5.2本地振蕩器原理圖及仿真 .9 5.3本地振蕩器參數(shù)設(shè)置及條件 .10 6中頻放大器 .11 6.1中頻放大器的功能 .11 6.2中頻放大器原理圖及仿真 .11 6.3參數(shù)設(shè)置及電路分析 .11 7包絡(luò)檢波器 .12 7.1包絡(luò)檢波器的功能 .12 7.2包絡(luò)檢波器原理圖及仿真 .12 7.3參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo) .13 8低頻放大器 .14 8.1功率放大器概述 .14 8.1.1功率放大器的功能.14 8.1.2功率放大器的特點.14 8.2低頻放大器原理圖及仿真 .14 8.3參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo) .15 9總電路原理圖 .16 10心得體會

27、 .17 概述概述 1.2設(shè)計目的與要求設(shè)計目的與要求 1、聯(lián)系課堂所學(xué)知識，增強(qiáng)查閱、收集、整理、吸收消化資料的能力，為畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備。 2、培養(yǎng)一定的獨立分析問題、解決問題的能力。對設(shè)計中遇到的問題能通過獨立思考、查閱有關(guān)資料， 尋找解決問題的途徑。 3、熟練掌握 multiuse、matlab、system view 等軟件的仿真 4、掌握超外差調(diào)幅接收機(jī)的工作原理，以及對其電路模塊高頻小信號放大器、混頻器、本地振蕩器、 中頻放大器、檢波器、低頻放大器等的電路、原理、功能的鞏固理解。 1.3設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo) 1、載波頻率 f0 =10mhz，載波頻率穩(wěn)定度不低于 10-3。

28、2、調(diào)制頻率 f=20hz80khz.。 3、輸出負(fù)載 rl=50，總的輸出功率 pa=200mw，調(diào)幅系數(shù)平均值 ma=30%。 系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)總體方案 1.4超外差調(diào)幅接收機(jī)工作原理超外差調(diào)幅接收機(jī)工作原理 本設(shè)計總體有五大功能模塊組成，其中接收天線將接收到的微弱信號經(jīng)過高頻小信號放大器放大 器將有用信號進(jìn)行放大，并抑制干擾信號，然后信號經(jīng)過變頻器進(jìn)行變頻，其中變頻器是由混頻器與 本地振蕩器組成，將高頻信號變成中頻信號 f=465khz，然后中頻信號經(jīng)過中頻放大器進(jìn)行功率的放大， 然后再經(jīng)過檢波器進(jìn)行檢波，即對信號進(jìn)行解調(diào)，將信號變成變成低頻調(diào)制信號，最后進(jìn)過低頻放大 器進(jìn)行功率放大以實

29、現(xiàn)對揚(yáng)聲器的驅(qū)動！ 1.5系統(tǒng)的方框圖系統(tǒng)的方框圖 圖 2-1超外差調(diào)幅接收機(jī)系統(tǒng)方框圖 各模塊分析設(shè)計與仿真各模塊分析設(shè)計與仿真 1.6高頻小信號功能放大器模塊高頻小信號功能放大器模塊 .1 高頻小信號放大器特點 放大高頻小信號(中心頻率在幾百 khz 到幾百 mhz，頻譜寬度在幾 khz 到幾十 mhz 的范圍內(nèi))的放 大器。 .2 高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo) 1.增益：（放大系數(shù)） 電壓增益： 2.通頻帶： 放大器的總通頻帶隨著放大級數(shù)的增加而變窄，并且通頻帶越寬，放大器的增益就越小，兩者是相 矛盾的！ 3.選擇性 從各種不同頻率信號的總和（有用的和有

30、害的）中選出有用信號，抑制干擾信號的能力稱為放大 器的選擇性。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。 4.工作穩(wěn)定性 指放大器的工作狀態(tài)(直流偏置)、晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時，放大器的主要 特性的穩(wěn)定。 .3 高頻小信號放大器的原理圖及仿真 圖 0.1.1 高頻小信號放大器原理圖 i o v v a v 圖 0.1.2 高頻小信號放大器仿真 圖 0.1.3 高頻小信號放大器仿真 圖 0.1.4 高頻小信號放大器仿真 .4 高頻放大器功能 由小信號諧振放大器組成，放大有用信號；并抑制干擾信號。是可調(diào)諧的。 .5 參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo)

31、輸入電壓：5mv50mv 輸入頻率：6mhz20mhz 電壓增益：2 到 15 倍，且隨著輸入頻率增加而減小 1.7混頻器模塊混頻器模塊 .1 混頻器功能 兩個輸入信號。fc：高頻已調(diào)信號，fl：本振信號。將 fc 不失真的變換為 fi fi=| fc- fl|，我國中頻 fi=465khz。將高頻轉(zhuǎn)變成中頻。由調(diào)諧回路和本振電路組成天線所接收信號由 l2 耦合到 bg1 的基極，本機(jī)振蕩信號通 c3 耦合到 bg1 的發(fā)射極。兩種頻率的信號在 bg1 中混 頻，混頻后由集電極輸出各種頻率的信號。其中包含本機(jī)振蕩頻率和電臺振蕩頻率的差額等于 465khz 的中頻信號。 1.7.

32、21.7.2 混頻器原理圖及仿真圖 圖 3.2.1 混頻器原理圖 圖 3.2.2 混頻器仿真（載波頻率 f0=5mhz） 圖 3.2.3 混頻器仿真（載波頻率 f0=13mhz） 圖 3.2.4 混頻器仿真（載波頻率 f0=17mhz） 1.8本地振蕩器模塊本地振蕩器模塊 .1 本地振蕩器功能 為混頻器產(chǎn)生 fl，是可調(diào)的，并能跟蹤 fc，以實現(xiàn)變頻功能！ .2 本地振蕩器原理圖及仿真 圖 3.3.1 本地振蕩器原理圖 圖 3.3.2 本地振蕩器仿真 .3 本地振蕩器參數(shù)設(shè)置及條件 由晶體管 bg1 、可變電容 cb 、振蕩變壓器（簡稱中振或短振

33、) b2 和電容 c3 構(gòu)成變壓器反 饋式振蕩器。它能產(chǎn)生等幅高頻振蕩信號，振蕩頻率總是比輸入的電臺信號高 465khz。 本振條件：正反饋 (相位條件） ，幅度(反饋量要足夠大） 。 1.9中頻放大器中頻放大器 .1 中頻放大器的功能 中頻放大器的功能是將混頻器輸出信號進(jìn)行電壓放大以滿足鑒頻器輸入幅度的要求。 .2 中頻放大器原理圖及仿真 圖 3.4.1 中頻放大器原理圖 圖 3.4.2 中頻放大器仿真 .3 參數(shù)設(shè)置及電路分析 輸入電臺信號與本振信號差出的中頻信號 fi 恒為某一固定值 465khz ，它可以在中頻“通道” 中暢通無阻，并被逐

34、級放大，即將這個頻率固定的中頻信號用固定調(diào)諧的中頻放大器進(jìn)行放大。而不 需要的鄰近電臺信號和一些干擾信號與本振信號所產(chǎn)生的差頻不是預(yù)定的中頻，便被“拒之門外” ，因 此，接收機(jī)的選擇性也大為提高。 中頻放大器的設(shè)計指標(biāo)為：中心頻率 f0=465khz，帶寬為 2f0.7=8khz。負(fù)載 zl 為下級一個完 全相同的晶體管的輸入阻抗。 1.10 包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 0.1包絡(luò)檢波器的功能 大信號的檢波過程主要是利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載 rc 的充放電過程。包絡(luò)檢波的 將高頻變成低頻，即實現(xiàn)了解調(diào)，從而從已調(diào)波中獲得信息，并將信號送給低頻放大器。 0

35、.2包絡(luò)檢波器原理圖及仿真 圖 3.5.1 包絡(luò)檢波器原理圖 圖 3.5.2 包絡(luò)檢波器仿真圖 圖 3.5.3 包絡(luò)檢波器仿真圖 0.3參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo) 電路圖是二極管峰包絡(luò)檢波器，其中 d1 是檢波二極管，c1 是檢波電容，其中檢波電容通高頻阻 低頻，而 r2 是直流負(fù)載電阻。電路中調(diào)制指數(shù) m=0.8 ，輸入信號的載波頻率是 465khz，幅值是 0.2 伏，調(diào)制信號的頻率是 60khz。包絡(luò)檢波器的質(zhì)量指標(biāo)：電壓傳輸系數(shù)、等效輸入電阻，失真（惰性 失真、負(fù)峰切割失真、非線性失真、頻率失真） ，等都要在電路總仿真中考慮。 1.11 低頻放大器低頻放大器 1.1功率放大器概述 1功率放大器的功能 將直流功率轉(zhuǎn)化為交流功率，工作在非線性狀態(tài)，即丙類。 2功率放大器的特點 1）輸入為大信號