頻波斜率鑒頻電路設計

北方民族大學

課程設計報告院（部、中心） 電氣信息工程學院姓名 馬福廣學號20090444專業(yè) 通信工程 班級09級2班課程名稱 通信電路課程設計 設計題目名稱 1.5MHz頻波斜率鑒頻電路設計起止時間 2011.12.19——2011.12.23 成績 指導教師簽名 北方民族大學教務處制摘要鑒頻器使輸出電壓和輸入信號頻率相對應的電路。按用途可分為兩類。第一類用于調頻信號的解調。常見的有斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器等，對這類電路的要求主要是非線性失真小，噪聲門限低。第二類用于頻率誤差測量，如用在自動頻率控制環(huán)路中產生誤差信號的鑒頻器。對這類電路的零點漂移限制較嚴，對非線性失真和噪聲門限則要求不高。實現(xiàn)調頻信號解調的鑒頻電路可分為三類，第一類是調頻一調幅調頻變換型。這種類型是先通過線性網絡把等幅調頻波變換成振幅與調頻波瞬時頻率成正比的調幅調頻波，然后用振幅檢波器進行振幅檢波。第二類是相移乘法鑒頻型。這種類型是將調頻波經過移相電路變成調相調頻波，其相位的變化正好與調頻波瞬時頻率的變化成線性關系，然后將調相調頻波與原調頻波進行相位比較，通過低通濾波器取出解調信號。因為相位比較器通常用乘法器組成，所以稱為相移乘法鑒頻。第三類是脈沖均值型。這種類型是把調頻信號通過過零比較器變換成重復頻率與調頻信號瞬時頻率相同的單極性等幅脈沖序列，然后通過低通濾波器取出脈沖序列的平均值，這就恢復出與瞬時頻率變化成正比的信號。調頻波的特點是振幅保持不變，而瞬時頻率隨調制信號的大小線形變化，調制信號代表所要傳送的信息，在分析或實驗時，常以低頻正弦波為代表。鑒頻的目的就是從調頻波中檢出低頻調制信號，即完成頻率一電壓的變換作用。能完成這種作用的電路被稱為鑒頻器。率鑒頻器：其中，品體管和LC回路實質上是一個調諧放大器，但回路的諧振頻率f0與已調頻信號的中心頻率fc是失諧的。一旦已調頻信號的瞬時頻率發(fā)生變化，放大器就輸出一個與之相對應的調幅-調頻波。經二極管檢波處理，即可在負載RL上得到與原調制信號變化規(guī)律相同的輸出。斜率鑒頻器的電路比較簡單，但回路失諧時其諧振特性曲線不是直線，因而鑒頻特性的線性較差。關鍵詞：中心頻率 頻偏 輸入信號課程設計題目

調頻波斜率鑒頻電路設計二、 課程設計的日的、意義過課程設計的實踐學習，可很好地理解《通信電子線路》課程中所涉及到的基本內容、基本概念、基本電路結構與原理、基本分析方法與簡單的計算方法。培養(yǎng)學生設計通信電子線路和解決實際問題的能力。這次課程設計主要以仿真形式進行，使學生基本學會一種優(yōu)秀的電子電路仿真軟件。三、 課程設計電路的要求中心頻率1.5MHz，頻偏40KHz，輸入信號不大于IV，負載電阻300歐，輸出信號大于3V四、課程設計電路的設計■2AP30?KOhm-VvV■2AP30?KOhm-VvV五、課程設計電路的工作原理1.為了獲得較好的線性鑒頻特性以減小失真，并適用于解調較大頻偏的調制信號，采用由兩個特性完全相同的單失諧回路對稱組成的雙失諧回路斜率鑒頻制信號，采用由兩個特性完全相同的單失諧回路對稱組成的雙失諧回路斜率鑒頻由上圖可知，它共有三個諧振回路，初級回路I調諧于調頻信號的中心頻率f，f=f，次級的兩個回路II和III分別調諧于f和f兩頻率，f>f，f<f。c01c 02 03 02c03c而且f和f對f是對稱的，即02 03cf—f=f—f02cc03因此此電路叫做雙失諧回路鑒頻器或平衡鑒頻器。調頻信號在回路兩端產生的電壓\和u2的幅度分別以U1和U2表示。假設圖中兩個二極管檢波器參數一致，（C=C，R=R，D和D參數一樣）。U和U分別經二極管檢波器得到輸出12 12 1 2 1 2電壓U和U，由于次級回路線圈與D和D接法相反，所以U和U是反相o1o2 1 2 o1o2的，合成輸出電壓U=Uo1-Uo2，當輸入調頻信號的頻率由f向升高的方向偏離時，諧振回路II輸出電壓大，而回路III輸出電壓小，則檢波后Uo1<Uo2，則Uo=Uo1-Uo2<0。當輸入調頻信號的頻率由f向降低的方向偏離時，諧振回路II輸出電壓小，而回路III輸出電壓大，則檢波后U1>U2，則U=U1-U>0O可以粗略的認為兩個檢波器傳輸系數都近于1，可以得出U°QU1-U2。也就是說，U隨頻率改變的規(guī)律應與U1-U2隨頻率改變的規(guī)律一致。將U1和U2兩曲線相減，就可以得出雙失諧回路鑒頻器的鑒頻特性曲線，不僅可以完成鑒頻作用，而且鑒頻特性的直線性和直線性工作范圍都比單失諧回路的振幅鑒頻器有顯著改善。這是因為，當一邊鑒頻輸出波形有失真，例如正半周大，負半周小時，對稱的另一邊鑒頻輸出波形也必定有失真，但卻是正半周小，負半周大，因而相互抵雙失諧回路鑒頻器的鑒頻特性模塊二為將調頻、調幅波檢波，解調出原調制信號的二極管包絡檢波器，電路圖如下圖所示。二極管包絡檢波器是利用二極管的單向導電性和檢波器的負載RC的充放電過程實現(xiàn)檢波，所以RC時間常數的選擇很重要，RC時間常數過大會產生惰性失真；RC常數太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足：1 i'1-m2f□RC□這一一0 maxa式中。m.為調制度，f。為載波頻率，。皿'為調制信號角頻率的最大值。此電路中檢波器用于大信號狀態(tài)，輸入信號電壓要大于0.5V，通常在1V左右。檢波過程就是信號源通過二極管給電容充電與電容對電阻R放電的交替重復過程圖中回路B和C的連接點與檢波電容中點一起接地，由于接地點的改變，輸出信號uo從檢波電阻的中點輸出，此時uo不再由兩檢波器輸出電壓之差決定，而由兩檢波器電流％和七之差決定，為了得到電流之差，所以圖中把下面的二極管反接過來，這也為空載時構成了檢波直流通路。-2AP30 ■1N414&""""""^301N4-143電路中相關參數的計算雙失諧回路鑒頻器中回路A調諧于中頻頻率為3.5MHZ，則LC并聯(lián)回路中，設電容C=10pF,由f=1/{2?！?LC)}可得，L=2&H，用兩個相同的電感代替，均為1.3皿。諧振回路B中，LC并聯(lián)回路中，電容為可變電容，設電感為1.3^H，當諧振頻率為3MHZ時，可變電容值為21.7pF，可選擇2.5/25pF的可變電容，將其調到所需電容值21.7pF，回路C中諧振頻率為4MHZ，電感也為1.3皿，計算可得可變電容值為12.2pF，仍選擇2.5/25pF的可變電容，將其調到電容值為12.2pF。其他的參數均可自行設置，其中三極管的上拉電阻不宜太大，否則容易造成波形失真，本電路中選擇300Q的電阻。七、仿真電路的測試及結果分析輸入調頻波的波形圖調幅波與輸出信號波形圖八、總結為期近一周的高頻電子線路課程設計已經結束。通過這次課程設計首先對高頻電路原理與分析課程的到了復習和應用。并且對所學的知識的到了應用。使得理論與實踐相結合，對知識的掌握更佳的熟練。拿到題目后對老師給的題目進行分析。到圖書館借了一些與課程設計有關的書，并且對其進行了選擇和篩選。我還收索了大量的網站，在網上收索了很多關于高頻電子線路設計的資料。在這個過程中我發(fā)現(xiàn)網上有很多有用的知識。以后應該多注意，充分合理的利用網絡，通過網絡來學習東西。之后分析電路實現(xiàn)的方案，對不同的電路進行分析，結合任務要求找出最好的電路方案。并設計出它的總體電路圖，了解電路圖的各部分功能和電路實現(xiàn)的具體過程。本次是要設計鑒頻器，鑒頻電路的作用是解調頻率調制信號的調制信號。本次課程設計采用振幅鑒法中的斜率鑒頻法。至此已經接近尾聲，一周的時間雖然很短暫，但在這一個星期的高頻電子線路課程設計過程中收獲頗豐。設計的核心內容就是運用所學的高頻電子線路知識和電工電子以及EWB軟件相關知識設計了一個鑒頻電路設計。在電路的設計過程中，無形中便加深了對高頻電子線路，模擬電路，數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理解。這次課程設計業(yè)使我明白了在知識的領域里我還有很多很多的不足，并且再一次的深深的體會到理論和實踐之間還有很到的差別。在以后的學習中應該多多的注意實踐知識的訓練和積累。在以后的學習生活中要不斷的開拓自己的動手能力，不斷的訓練自己的動手能力。這次課