頻波斜率鑒頻電路設(shè)計(jì)

北方民族大學(xué)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告院（部、中心） 電氣信息工程學(xué)院姓名 馬福廣學(xué)號(hào)20090444專業(yè) 通信工程 班級(jí)09級(jí)2班課程名稱 通信電路課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目名稱 1.5MHz頻波斜率鑒頻電路設(shè)計(jì)起止時(shí)間 2011.12.19——2011.12.23 成績(jī) 指導(dǎo)教師簽名 北方民族大學(xué)教務(wù)處制摘要鑒頻器使輸出電壓和輸入信號(hào)頻率相對(duì)應(yīng)的電路。按用途可分為兩類。第一類用于調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)。常見(jiàn)的有斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器等，對(duì)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(cè)量，如用在自動(dòng)頻率控制環(huán)路中產(chǎn)生誤差信號(hào)的鑒頻器。對(duì)這類電路的零點(diǎn)漂移限制較嚴(yán)，對(duì)非線性失真和噪聲門限則要求不高。實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)解調(diào)的鑒頻電路可分為三類，第一類是調(diào)頻一調(diào)幅調(diào)頻變換型。這種類型是先通過(guò)線性網(wǎng)絡(luò)把等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率成正比的調(diào)幅調(diào)頻波，然后用振幅檢波器進(jìn)行振幅檢波。第二類是相移乘法鑒頻型。這種類型是將調(diào)頻波經(jīng)過(guò)移相電路變成調(diào)相調(diào)頻波，其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化成線性關(guān)系，然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波進(jìn)行相位比較，通過(guò)低通濾波器取出解調(diào)信號(hào)。因?yàn)橄辔槐容^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(diào)頻信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較器變換成重復(fù)頻率與調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率相同的單極性等幅脈沖序列，然后通過(guò)低通濾波器取出脈沖序列的平均值，這就恢復(fù)出與瞬時(shí)頻率變化成正比的信號(hào)。調(diào)頻波的特點(diǎn)是振幅保持不變，而瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)的大小線形變化，調(diào)制信號(hào)代表所要傳送的信息，在分析或?qū)嶒?yàn)時(shí)，常以低頻正弦波為代表。鑒頻的目的就是從調(diào)頻波中檢出低頻調(diào)制信號(hào)，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(shí)質(zhì)上是一個(gè)調(diào)諧放大器，但回路的諧振頻率f0與已調(diào)頻信號(hào)的中心頻率fc是失諧的。一旦已調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率發(fā)生變化，放大器就輸出一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的調(diào)幅-調(diào)頻波。經(jīng)二極管檢波處理，即可在負(fù)載RL上得到與原調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律相同的輸出。斜率鑒頻器的電路比較簡(jiǎn)單，但回路失諧時(shí)其諧振特性曲線不是直線，因而鑒頻特性的線性較差。關(guān)鍵詞：中心頻率 頻偏 輸入信號(hào)課程設(shè)計(jì)題目

調(diào)頻波斜率鑒頻電路設(shè)計(jì)二、 課程設(shè)計(jì)的日的、意義過(guò)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐學(xué)習(xí)，可很好地理解《通信電子線路》課程中所涉及到的基本內(nèi)容、基本概念、基本電路結(jié)構(gòu)與原理、基本分析方法與簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)通信電子線路和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這次課程設(shè)計(jì)主要以仿真形式進(jìn)行，使學(xué)生基本學(xué)會(huì)一種優(yōu)秀的電子電路仿真軟件。三、 課程設(shè)計(jì)電路的要求中心頻率1.5MHz，頻偏40KHz，輸入信號(hào)不大于IV，負(fù)載電阻300歐，輸出信號(hào)大于3V四、課程設(shè)計(jì)電路的設(shè)計(jì)■2AP30?KOhm-VvV■2AP30?KOhm-VvV五、課程設(shè)計(jì)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(diào)較大頻偏的調(diào)制信號(hào)，采用由兩個(gè)特性完全相同的單失諧回路對(duì)稱組成的雙失諧回路斜率鑒頻制信號(hào)，采用由兩個(gè)特性完全相同的單失諧回路對(duì)稱組成的雙失諧回路斜率鑒頻由上圖可知，它共有三個(gè)諧振回路，初級(jí)回路I調(diào)諧于調(diào)頻信號(hào)的中心頻率f，f=f，次級(jí)的兩個(gè)回路II和III分別調(diào)諧于f和f兩頻率，f>f，f<f。c01c 02 03 02c03c而且f和f對(duì)f是對(duì)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(diào)頻信號(hào)在回路兩端產(chǎn)生的電壓\和u2的幅度分別以U1和U2表示。假設(shè)圖中兩個(gè)二極管檢波器參數(shù)一致，（C=C，R=R，D和D參數(shù)一樣）。U和U分別經(jīng)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(jí)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(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率由f向升高的方向偏離時(shí)，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(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率由f向降低的方向偏離時(shí)，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(rèn)為兩個(gè)檢波器傳輸系數(shù)都近于1，可以得出U°QU1-U2。也就是說(shuō)，U隨頻率改變的規(guī)律應(yīng)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?yàn)?，?dāng)一邊鑒頻輸出波形有失真，例如正半周大，負(fù)半周小時(shí)，對(duì)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(fù)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(diào)頻、調(diào)幅波檢波，解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)的二極管包絡(luò)檢波器，電路圖如下圖所示。二極管包絡(luò)檢波器是利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波器的負(fù)載RC的充放電過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢波，所以RC時(shí)間常數(shù)的選擇很重要，RC時(shí)間常數(shù)過(guò)大會(huì)產(chǎn)生惰性失真；RC常數(shù)太小，高頻分量會(huì)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(diào)制度，f。為載波頻率，。皿'為調(diào)制信號(hào)角頻率的最大值。此電路中檢波器用于大信號(hào)狀態(tài)，輸入信號(hào)電壓要大于0.5V，通常在1V左右。檢波過(guò)程就是信號(hào)源通過(guò)二極管給電容充電與電容對(duì)電阻R放電的交替重復(fù)過(guò)程圖中回路B和C的連接點(diǎn)與檢波電容中點(diǎn)一起接地，由于接地點(diǎn)的改變，輸出信號(hào)uo從檢波電阻的中點(diǎn)輸出，此時(shí)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(guò)來(lái)，這也為空載時(shí)構(gòu)成了檢波直流通路。-2AP30 ■1N414&""""""^301N4-143電路中相關(guān)參數(shù)的計(jì)算雙失諧回路鑒頻器中回路A調(diào)諧于中頻頻率為3.5MHZ，則LC并聯(lián)回路中，設(shè)電容C=10pF,由f=1/{2?！?LC)}可得，L=2&H，用兩個(gè)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(shè)電感為1.3^H，當(dāng)諧振頻率為3MHZ時(shí)，可變電容值為21.7pF，可選擇2.5/25pF的可變電容，將其調(diào)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(jì)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(diào)到電容值為12.2pF。其他的參數(shù)均可自行設(shè)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(cè)試及結(jié)果分析輸入調(diào)頻波的波形圖調(diào)幅波與輸出信號(hào)波形圖八、總結(jié)為期近一周的高頻電子線路課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)首先對(duì)高頻電路原理與分析課程的到了復(fù)習(xí)和應(yīng)用。并且對(duì)所學(xué)的知識(shí)的到了應(yīng)用。使得理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)知識(shí)的掌握更佳的熟練。拿到題目后對(duì)老師給的題目進(jìn)行分析。到圖書館借了一些與課程設(shè)計(jì)有關(guān)的書，并且對(duì)其進(jìn)行了選擇和篩選。我還收索了大量的網(wǎng)站，在網(wǎng)上收索了很多關(guān)于高頻電子線路設(shè)計(jì)的資料。在這個(gè)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上有很多有用的知識(shí)。以后應(yīng)該多注意，充分合理的利用網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)學(xué)習(xí)東西。之后分析電路實(shí)現(xiàn)的方案，對(duì)不同的電路進(jìn)行分析，結(jié)合任務(wù)要求找出最好的電路方案。并設(shè)計(jì)出它的總體電路圖，了解電路圖的各部分功能和電路實(shí)現(xiàn)的具體過(guò)程。本次是要設(shè)計(jì)鑒頻器，鑒頻電路的作用是解調(diào)頻率調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)。本次課程設(shè)計(jì)采用振幅鑒法中的斜率鑒頻法。至此已經(jīng)接近尾聲，一周的時(shí)間雖然很短暫，但在這一個(gè)星期的高頻電子線路課程設(shè)計(jì)過(guò)程中收獲頗豐。設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是運(yùn)用所學(xué)的高頻電子線路知識(shí)和電工電子以及EWB軟件相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)鑒頻電路設(shè)計(jì)。在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)形中便加深了對(duì)高頻電子線路，模擬電路，數(shù)字電路的了解及運(yùn)用能力，對(duì)課本以及以前學(xué)過(guò)的知識(shí)有了一個(gè)更好的總結(jié)與理解。這次課程設(shè)計(jì)業(yè)使我明白了在知識(shí)的領(lǐng)域里我還有很多很多的不足，并且再一次的深深的體會(huì)到理論和實(shí)踐之間還有很到的差別。在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該多多的注意實(shí)踐知識(shí)的訓(xùn)練和積累。在以后的學(xué)習(xí)生活中要不斷的開拓自己的動(dòng)手能力，不斷的訓(xùn)練自己的動(dòng)手能力。這次課