斜率鑒頻器完整版本

斜率鑒頻器09組徐源超xycwshr@126.com閆松154703381@一、實(shí)驗(yàn)原理斜率鑒頻器是由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡(luò)檢波器組成，如REF_Ref24332\h圖1所示。其中諧振電路不是調(diào)諧于調(diào)頻波的載波頻率，而是比它高或低一些，形成一定的失諧。在實(shí)際調(diào)整時(shí)，為了獲得線性的鑒頻特性曲線，總是使輸入調(diào)頻波的中心頻率處于諧振特性曲線中接近直線段的中點(diǎn)。這樣，諧振電路電壓幅度的變化將與頻率成線性關(guān)系，就可將調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成調(diào)幅調(diào)頻波。再通過二極管對(duì)調(diào)幅波的檢波，便可得到調(diào)制信號(hào)。圖SEQ圖\*ARABIC1斜率鑒頻器電路二、仿真步驟及分析1.單失諧的斜率鑒頻器（1）根據(jù)斜率鑒頻器電路原理連接仿真電路如REF_Ref24257\h圖2所示，輸出的仿真波形如REF_Ref25168\h圖3所示。圖SEQ圖\*ARABIC2斜率鑒頻器仿真電路圖SEQ圖\*ARABIC3斜率鑒頻器輸出波形（2）如REF_Ref21623\h圖4所示為斜率鑒頻器的工作原理示意圖。我們需要讓調(diào)頻波的中心頻率在諧振特性曲線中接近直線段的中點(diǎn)。圖SEQ圖\*ARABIC4斜率鑒頻器的工作原理如果我們讓諧振頻率增大，即曲線右移，這樣輸出的調(diào)幅調(diào)頻波的幅值就會(huì)減小。如REF_Ref23906\h圖5所示為減小C后得到的波形，其幅值減小了。圖SEQ圖\*ARABIC5減小LC之后的輸出波形（3）與（2）相對(duì)的，如果我們?cè)龃驝的值，將會(huì)出現(xiàn)失真的波形。如REF_Ref24846\h圖6所示，輸出波形的頂端出現(xiàn)下凹，這是因?yàn)椋淖兓呀?jīng)不再近似線性的區(qū)域內(nèi)了。圖SEQ圖\*ARABIC6增大LC之后的輸出波形由REF_Ref26574\h圖4斜率鑒頻器的工作原理可知，值越大，則輸出調(diào)幅波的幅值越大，但波形會(huì)出現(xiàn)失真。我們通過增大REF_Ref27025\h圖2斜率鑒頻器仿真電路中的值，使諧振回路的值增大，得到輸出波形如REF_Ref28419\h圖7所示。圖SEQ圖\*ARABIC7增大Q值之后的輸出波形與（4）相對(duì)應(yīng)的，我們通過減小REF_Ref27025\h圖2斜率鑒頻器仿真電路中的值，使諧振回路的值減小，得到輸出波形如REF_Ref29200\h圖8所示。圖SEQ圖\*ARABIC8減小Q之后的輸出波形參差斜率鑒頻器由上述實(shí)驗(yàn)可知，斜率鑒頻器的性能在很大程度上取決于諧振電路的品質(zhì)因素。由REF_Ref21623\h圖4可見，如果低，則諧振曲線傾斜部分的線性較好，在調(diào)頻轉(zhuǎn)換為調(diào)幅調(diào)頻過程中失真小。但是，轉(zhuǎn)換后的調(diào)幅調(diào)頻波幅度變化小，對(duì)于一定頻移而言，所檢得的低頻電壓也小，即“鑒頻靈敏度”低。反之，如果高，則鑒頻靈敏度可提高，但諧振曲線的線性范圍變窄。當(dāng)調(diào)頻波的頻偏大時(shí)，失真較大。為了改善斜率鑒頻器的線性，可以采用參差調(diào)諧鑒頻器，如REF_Ref13981\h圖9所示，其工作原理如REF_Ref14020\h圖10所示。圖SEQ圖\*ARABIC9參差調(diào)諧鑒頻器電路圖SEQ圖\*ARABIC10參差調(diào)諧鑒頻器的工作原理（1）根據(jù)參差調(diào)諧鑒頻器電路連接仿真電路如REF_Ref14879\h圖11所示。根據(jù)，我讓兩個(gè)諧振回路分別調(diào)諧于9.5kHz和10.5kHz，則中心頻率為10kHz。我們得到的輸出波形如所示。圖SEQ圖\*ARABIC11參差調(diào)諧鑒頻器仿真電路圖SEQ圖\*ARABIC12參差調(diào)諧鑒頻器輸出波形（2）為了對(duì)比參差調(diào)諧鑒頻器和單失諧的斜率鑒頻器的線性效果，我們?cè)赗EF_Ref24257\h圖2的基礎(chǔ)上修改了參數(shù)，使之適用于中心頻率為10kHz的調(diào)頻波。得到輸出波形如REF_Ref14039\h圖13所示。圖SEQ圖\*ARABIC13單失諧斜率鑒頻器輸出波形由REF_Ref14871\h圖12和REF_Ref14039\h圖13我們可以大致的看出單失諧的斜率鑒頻器輸出波形失真比較明顯。我們利用“傅立葉分析”對(duì)二者的輸出波形進(jìn)行分析。其結(jié)果如REF_Ref28214\h圖14和REF_Ref28228\h圖15所示。圖SEQ圖\*ARABIC14單失諧的斜率鑒頻器傅立葉分析圖SEQ圖\*ARABIC15參差調(diào)諧鑒頻器傅立葉分析傅立葉分析顯示，參差調(diào)諧鑒頻器的THD值小于單失諧的斜率鑒頻器，說明參差調(diào)諧鑒頻器的線性效果優(yōu)于單失諧的斜率鑒頻器。（傅立葉分析計(jì)算了信號(hào)的總諧波失真THD，THD定義為信號(hào)的各次諧波幅度平方和的平方根再除以信號(hào)的基波幅度。此處，我們已經(jīng)調(diào)節(jié)了單失諧回路的LC，使之在中心頻率為10kHz時(shí)的THD值最小。）圖中“Norm.Mag”表示各次諧波與基波的幅值之比，比較兩組數(shù)據(jù)也可以得出上述結(jié)論。我們?cè)龃笮盘?hào)源的調(diào)制信號(hào)頻率，即最大頻偏為200Hz，REF_Ref3702\h圖16和REF_Ref3705\h圖17分別為單失諧的斜率鑒頻器和參差調(diào)諧鑒頻器的分析結(jié)果。REF_Ref3702\h圖16中失諧的斜率鑒頻器的輸出波形明顯失真其THD值達(dá)到了39.8%；而參差調(diào)諧鑒頻器的失真不是很明顯，相較之下，其THD值只有9.2%。這說明參差調(diào)諧鑒頻器的線性范圍更大。圖SEQ圖\*ARABIC16調(diào)制信號(hào)為200Hz的斜率鑒頻器分析圖SEQ圖\*ARABIC17調(diào)制信號(hào)為200Hz時(shí)的參差調(diào)諧鑒頻器分析三、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)本次實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，我們很快就設(shè)置好了參數(shù)，并得到了比較理想的輸出波形。因此我們把重點(diǎn)放在了參差調(diào)諧鑒頻器與單失諧的斜率鑒頻器的比較上。在分析比較過程中我們多次用到了“傅立葉分析”來分析輸出波形的失真狀況。在以往分析波形時(shí)，我們常常是通過直接觀察波形，進(jìn)行定性的分析；而在許多情況下我們需要對(duì)一些參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行定量分析，以判斷電路性能的好壞程度。這次用到的“THD值”就能夠比較準(zhǔn)確地反映出鑒頻器的線性效果，進(jìn)而分析鑒頻特性的線性范圍。我們發(fā)現(xiàn)在輸入相同的情況下，參差調(diào)諧鑒頻器所檢得的電壓幅值較小。我們是在