同步檢波器的設計說明書

通信13-3崔紅梅可編輯版/目錄TOC\o"1-3"\h\u276241緒論285092任務概述2208872.1設計題目295152.2設計目的2152232.3設計要求2186053MC1496芯片介紹2264104同步檢波器的仿真設計4220224.1普通調(diào)幅波解調(diào)器的設計452294.1.1普通調(diào)幅波的產(chǎn)生4149684.1.2普通調(diào)幅波的解調(diào)4240714.2抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波解調(diào)器的設計4179114.2.1抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生469764.2.2抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)595425工作原理及仿真波形556365.1基本原理6210055.2仿真波形圖及結(jié)果分析67916心得體會720663參考文獻7同步檢波器設計1緒論信息傳輸是人類社會生活的重要內(nèi)容,而信息的傳遞很大程度上離不開調(diào)制和解調(diào)技術(shù)。振幅調(diào)制和解調(diào)是相對的過程,幅度調(diào)制波的解調(diào)稱為檢波,其作用是調(diào)幅波中不失真的恢復出調(diào)制信號。從頻譜上看,就是將已調(diào)波的邊帶信號不失真的從高頻出搬到零頻附近。完成調(diào)幅解調(diào)作用的電路稱為檢波電路,可分為包絡檢波和同步檢波兩種,同步檢波相比包絡檢波,其檢波線性好,不存在惰性失真和底部切割失真問題,它采用一個與發(fā)射端載波同頻同相的同步信號通過乘法器和低通濾波器來實現(xiàn)檢波的。本次設計通過用Multisim12.0中的MC1496構(gòu)建了同步檢波電路,并對其進行仿真測試分析。2任務概述2.1設計題目同步檢波器的設計2.2設計目的培養(yǎng)學生正確的設計思想,理論聯(lián)系實際的工作作風,嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。鞏固所學的專業(yè)技術(shù)知識,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識與生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,分析和解決工程技術(shù)問題的能力,培養(yǎng)初步的獨立設計能力；通過課程設計實踐,了解并掌握通信系統(tǒng)、通信信號處理等技術(shù)的一般設計方法,訓練并提高學生在理論計算、結(jié)構(gòu)設計、工程繪圖、查閱設計資料、運用標準與規(guī)范和應用計算機等方面的能力,更好地將理論與實踐相結(jié)合,提高綜合運用所學理論知識獨立分析和解決問題的能力。2.3設計要求用模擬乘法器MC1496/1596設計一個同步檢波電路,使其能實現(xiàn)對AM和DSB的解調(diào),參數(shù)自行設計。3MC1496芯片介紹在高頻電子線路中,振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻的調(diào)制與解調(diào)的過程均可視為兩個信號相乘的過程,而模擬乘法器正是實現(xiàn)兩個模擬量〔電壓或電流相乘的電子器件。采用集成模擬乘法器實現(xiàn)上述功能比分立器件要簡單的多,而且性能優(yōu)越,因此集成乘法器在無線通信、廣播電視等方面應用較為廣泛。在目前的乘法器中,單通道器件〔如MOTOROLA的MC1496無法實現(xiàn)多通道的復雜運算；二象限器件〔如ADI公司的AD539又會使負信號的應用受到限制。而ADI公司的MC1496則是一款完全四通道四象限電壓輸出模擬乘法器,這種乘法器克服了以上器件的諸多不足之處,適用于電壓控制放大器、可變?yōu)V波器、多通道功率計算以及低頻解調(diào)器等電路。非常適合于產(chǎn)生復雜的要求高的波形,尤其適用于高精度CRT顯示系統(tǒng)的幾何修正。圖3-1MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig3-1MC1496internalstructureMC1496是以雙差分電路為基礎(chǔ)的四象限雙平衡式模擬乘法器,用以實現(xiàn)兩個模擬信號的相乘功能,是調(diào)幅電路的核心組成。但Multisim元器件中不存在這個元件,所以我們要創(chuàng)建一個MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,連接上輸入/輸出端符號后,通過編輯設置生成子電路,以便調(diào)用。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：Q1和Q2組成第一對差分放大器,Q5是它的恒流源；Q3和Q4組成第二對差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5組成單差分放大器用以激勵Q1~Q4。Q7和Q8組成的具有負反饋電阻的鏡像恒流源,電阻R1、R2、R3為負反饋電阻,用以擴展輸入電壓的線性動態(tài)范圍。其引腳8和引腳10接輸入電壓,引腳1和引腳4接另一個輸入電壓,應交6和引腳12輸出電壓,引腳14為負電源端,引腳2和引腳3接電阻對差分放大器Q5、Q6產(chǎn)生電流負反饋,調(diào)節(jié)乘法器的信號增益,引腳5外接電阻,用來偏置電流以及鏡像電流。4同步檢波器的仿真設計4.1普通調(diào)幅波解調(diào)器的設計4.1.1普通調(diào)幅波的產(chǎn)生普通調(diào)幅波使用Multisim軟件中的安捷倫函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生,按下電源開關(guān)按鈕,屏幕默認顯示正弦波頻率,先按下Shift鍵,再按下AM鍵,此時可以選擇調(diào)幅波的載頻頻率,只要頻率為處于跳動狀態(tài)即可對它進行設置,此次設計將調(diào)幅波的載波頻率設置為10KHz。確定好載波頻率后,再按Ample鍵,設置載波的幅度,載波幅度設為300.0mVpp~。載波頻率和幅度設置好后,點擊Freq鍵,界面顯示10.000000KHz。先按Shift鍵,再按Freq鍵,可以設置調(diào)制波的頻率,設置為1KHz。將調(diào)制波的頻率設置好后點擊Ampl鍵,設置調(diào)制波的幅度為400mV。調(diào)幅波的各參數(shù)都設置好后,點擊Enter鍵,將以上設置的數(shù)據(jù)保存。4.1.2普通調(diào)幅波的解調(diào)圖4-1-1AM的同步解調(diào)原理框圖Fig4-1-1AMsynchronousdemodulationprincipleblockdiagram4.2抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波解調(diào)器的設計4.2.1抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生DSB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-2-1所示。圖4-2-1DSB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig4-2-1TheinternalstructureofDSB4.2.2抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)圖4-2-2DSB波的解調(diào)原理框圖Fig4-2-2TheDSBwavedemodulationprincipleblockdiagram5工作原理及仿真波形同步檢波器主要作用與抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的解調(diào),也可以用來解調(diào)普通調(diào)幅波。乘積型同步檢波器主要是由相乘器和低通濾波器兩部分組成。檢波器的輸入除了有需要解調(diào)的調(diào)幅信號電壓外,還必須外加一個頻率和相位與輸入信號載頻完全同步信號電壓,此信號與輸入已調(diào)波相乘產(chǎn)生一個含有原調(diào)制信號成分和其他頻率成分的組合信號,經(jīng)低通濾波器后,檢取出原調(diào)制信號,其原理框圖如圖5-1所示。低通濾波器調(diào)制信號 解調(diào)輸出低通濾波器載波信號圖5-1同步檢波器原理框圖Fig5-1Synchronousdetectorprincipleblockdiagram5.1基本原理在模擬乘法器MC1496的一個輸入端輸入振幅調(diào)制信號如抑制雙邊帶載波信號,另一輸入端輸入載波信號,經(jīng)乘法器相乘,可得輸出信號為 〔5-1式〔5-1中,第一項是所需的低頻調(diào)制信號分量,后兩項為高頻分量,可用低通濾波器濾掉,從而實現(xiàn)雙邊帶信號的解調(diào)。如果輸入普通調(diào)幅波的信號,同步信號為載波信號,經(jīng)乘法器相乘,得到輸出信號為 〔5-2經(jīng)低通濾波和隔直電容可濾除掉高頻分量和直流分量,從而實現(xiàn)普通調(diào)幅波的信號解調(diào)。5.2仿真波形圖及結(jié)果分析圖5-2-1AM波的同步檢測波形Fig5-2-1AMwavesynchronousdetectionwaveform圖5-2-2DSB同步檢測的波形Fig5-2-2DSBsynchronousdetectionofwaveform經(jīng)運行后,出現(xiàn)的同步解調(diào)的波形如圖5-2-1和圖5-2-2所示。6心得體會通過兩周的課程設計,我的收獲很大。利用所學的知識設計電子線路是我們將來必備的技能,這次課程設計恰恰給我們提供了一個應用自己所學知識的機會,從網(wǎng)上查找資料對電路的設計、對電路的仿真再到最后電路的成形,都對我所學的知識進行了檢驗,可以說,本次的課程設計有苦也有甜。在此次課程設計中遇到很多問題,而這些問題正是我們今后學習工作的重點問題或者說是必備的技能。首先我們要有自己的設計思路,通過翻閱書籍、查找資料,建立自己的思路；其次要求我們有一個正確的調(diào)試方法,這要求我們靈活處理,在不影響實驗的的前提下可以加快速度,要熟練的掌握課本上所學習的知識,這樣才能對實驗中所出現(xiàn)的問題進行分析。在設計的過程中,我深刻的體會到在設計的過程中,需要反復實踐,其過程可能相當?shù)姆爆?有時花很長時間設計出來的電路還是需要重