高頻電子線路課程設計振幅的解調

1、高頻電子線路課程設計 題目： 振幅的解調 班級：08級通信工程3班姓名： 學號： 成績： 一、設計要求2二、設計目的3三、設計原理31.振幅解調的框架32.包絡檢波的原理4四、功能分析6五、設計性能指標6六、設計考慮7七、設計結果111.仿真原理電路112.仿真結果11八、設計心得14振幅的解調一、設計要求本課程設計要求設計一個檢波器，從已調信號中提取出調制信號的包絡，從而恢復出調制信號的波形：1、調幅信號源am的電壓v1=15v2、調幅信號源的頻率f=1khz至 100hz3、電容c1=c2=0.005uf4、電阻r1=3k,r2=10k,r3=4k5、二極管d為diode_vurltual

2、二、設計目的1.掌握包絡檢波電路的工作原理及測試方法； 2.學會設計包絡檢波電路來提取調制信號波形；3.鞏固已學知識，熟悉振幅解調的原理及其特性；4.提高知識運用的綜合能力與實際動手操作能力；5.熟悉常用電子器件的類型以及電路連接的特性。三、設計原理1.振幅解調的框架解調是從已調波中提取出調制信號的過程，是調制的逆過程。解調又叫檢波。振幅調制的解調叫振幅檢波。振幅檢波像振幅調制一樣也是頻譜搬移過程，它是把位于載頻 f0位置的調制信號頻譜搬回到零頻位置的過程。其組成原理框圖如下圖所示： 高頻小信號放大器 低頻 放大器混頻器解調 中頻 放大器 本地 振蕩器2.包絡檢波的原理調幅波的解調（檢波）方法

3、有包絡檢波、同步檢波等，本課程設計采用包絡檢波。 檢波器的組成應包括三部分，高頻已調信號源，非線性器件，rc低通濾波器。其組成原理框圖如下圖所示，它適于解調普通調幅波：非線性 器件 低通 濾波器 要從am調幅波中提取振幅變化的信息，可以首先將am調幅波變成單極性信號，之后再從單極性信號中取出它的平均值或峰值。 包絡檢波方法是將單極性信號通過電阻和電容組成的惰性網絡，取出單極性信號的峰值信息，這種包絡檢波器叫峰值包絡檢波器。最常用的是二極管峰值包絡檢波器，如圖所示： 電路中，電容c2=0.005uf，電阻r2=10k,r3=4k為負載電阻，其數(shù)值較大；c1=0.005uf為負載電容，它的數(shù)值應選

4、取得在高頻時，其阻抗遠小于負載電阻，可視為短路；而在調制頻率（低頻）時，其阻抗遠大于負載電阻，可視為開路。此時輸入的高頻信號電壓ui較大。由于負載電容c1=0.005uf的高頻阻抗很小，因此高頻電壓大部分加到二極管d上。因此這個過程叫做峰值包絡檢波。大信號的檢波過程，主要是利用二極管的單向導電性和檢波負載rc的充放電過程實現(xiàn)。二極管峰值包絡檢波器是大信號檢波器。在檢波過程中二極管處于導通或截止兩種狀態(tài)，所以二極管特性曲線可以用折線近似。二極管峰值檢波電路，以單一頻率信號的調制為例，設調制信號電壓為：vw = vwcoswt載波信號電壓為：v = v0cosw0t通常情況下滿足w0 >&g

5、t;w，調幅后已調信號的振幅隨調制信號vw線性變化為：vam = vm(1+mcoswt)cosw0t 式中m為調幅度，其值一般小于1，顯然，當vm(1+mcoswt)cosw0t的幅度大于二極管的電壓時，用二極管峰值檢波電路可以調制出與vm(1+mcoswt)cosw0t成線性比例的輸出電壓。 四、功能分析檢波器的組成應包括三部分，高頻已調信號源，非線性器件，rc低通濾波器。 五、設計性能指標 二極管峰值包絡檢波器的性能指標主要有檢波效率、輸入電阻、 惰性失真和負峰切割失真幾項。 1) 檢波效率 kd = 檢波的音頻輸出電壓vw/輸出調幅波包絡振幅mvim = cos rd或r越大, 則越小

6、, kd越大。如果考慮到二極管的實際導通電壓不為零, 以及充電電流在二極管微變等效電阻上的電壓降等因素, 實際檢波效率比以上公式計算值要小。 2) 等效輸入電阻 ri = vim / iim = rl / 2kd 由于二極管在大部分時間處于截止狀態(tài), 僅在輸入高頻信號的峰值附近才導通, 所以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諧在載頻的高q值諧振回路, 檢波器相當于此諧振回路的負載。 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為 ri = vim / iim 其中vim是輸入等幅高頻載波的振幅。 若vi是等幅高頻載波, 則流經二極管電流應是高頻窄尖頂

7、余弦脈沖序列, iim即為其中基波分量的振幅, 而輸出vo應是電平為vo的直流電壓。 顯然, 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。 可以求得iim與vim的關系式, 從而可得到: ri = vim / iim 通常kd1, 因此 ri = 1 / 2kd ，即大信號的二極管的輸入電阻約等于負載電阻的一半。3）參數(shù)設計二極管包絡檢波器中的失真：為了使二極管峰值包絡檢波器能正常工作, 避免失真, 必須根據(jù)輸入調幅信號的工作頻率與調幅指數(shù)以及實際負載rl, 正確選擇二極管和r、c的值。六、設計考慮設計二極管包絡檢波器的關鍵在于：正確選用晶體二極管，合理選取能大的輸入電阻，

8、同時滿足不失真的要求。 (1)檢波二極管的選擇 為了提高檢波電壓傳輸系數(shù)，應選用正向導通電阻和極間電容?。ɑ蜃罡吖ぷ黝l率高）的晶體二極管。為了克服導通電壓的影響，一般都需外加正向偏置，提供（2050）µa靜態(tài)工作點電流，具體數(shù)值由實驗確定。(2) 和c的選擇1）從提高檢波電壓傳輸系數(shù)和高頻濾波能力考慮，應盡可能大。2）從避免惰性失真考慮，允許的最大值滿足下式：（1）惰性失真（對角線切割失真）產生的原因：它是在調幅波包絡下降時，由于時間常數(shù)太大，輸入電壓包絡的下降速度。這種非線性失真是由于c的惰性太大引起的，所以稱為惰性失真。避免惰性失真的條件： 當 時， 最大， 時也不產生失真應滿足

9、：（2）底部切割失真（負峰切割失真）負峰切割失真產生的原因：檢波器的直流負載阻抗zl（0）與交流（音頻）負載阻抗zl（w）不相等，而且調幅度ma太大時引起的。 通常情況下，檢波器輸出須通過耦合電容與輸入等效電阻為ri的低頻放大器相連接。 七、設計結果1.仿真原理電路2.仿真結果 （1）正常輸出的波形（2）擴展后的波形（3）擴展后的波形八、設計心得首先是對數(shù)字電路這門課程有了更深的理解，課程設計要求將以前所學的理論知識運用到實際的電路設計中，在電路的設計過程中，加深了對數(shù)字電路的了解及運用能力，對課本以及以前學過的知識 有了一個更好的總結與了解；課程設計總體電路的設計要求十分嚴格，需要通過數(shù)字電路的知識確立實驗總體設計方案，然后逐步細化進行各模塊的設計。其次，通過這次課程設計，我對數(shù)字電路中coms門電路有了更進一步的了解，學會了multisim軟件的基本操作，掌握了十進制計數(shù)器74160和六位七段顯示器顯示計數(shù)器的工作原理，進一步了解了74160的邏輯功能，學會了使用74160計數(shù)器設計60進制和24進制計數(shù)