通信電子線路課設(shè)

CEN7RALSOUTHUNIVERSlTV通信電子線路課程設(shè)計報告設(shè)計?題目：AM同步檢波器姓名:班級:學號：時間：2016.6一、設(shè)計任務?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 課程設(shè)計的目的 1\o"CurrentDocument"二、 課程設(shè)計基本要求 1三、 課程設(shè)計題目和要求 1二工作原理一、MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理二AM調(diào)制原理三、AM相干解調(diào)原理三、仿真結(jié)果.????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????一、仿真電路??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????二、結(jié)果分析 、整體電路圖及元件清單 一、整體電路圖 二、元件清單 五、心得體會. 10丸參考文獻. 11―、設(shè)計任務一、 課程設(shè)計的目的通過課程設(shè)計，使學生加強對高頻電子技術(shù)電路的理解，學會查尋資料、方案比較，以及設(shè)計、計算等環(huán)節(jié)。進一步提高分析、解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手、獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析、解決高頻電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解，增強學生的實踐能力。二、 課程設(shè)計基本要求1、 培養(yǎng)學生根據(jù)需要選學參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學能力，通過獨立思考、深入鉆研有關(guān)問題，學會自己分析解決問題的方法。2、 通過實際電路方案的分析比較，設(shè)計計算、元件選取、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。3、 掌握常用儀表的正確使用方法，學會簡單電路的實驗調(diào)試和整機指標測試方法，提高動手能力。4、 了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計任務書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計說明，能正確反映設(shè)計和實驗成果，能正確繪制電路圖。5、 培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和科學態(tài)度，使學生逐步建立正確的生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟觀點和全局觀點。三、課程設(shè)計題目和要求AM信號同步檢波器設(shè)計要求：用模擬乘法器如MC1496設(shè)計一AM信號同步檢波器。主要指標：輸入AM信號：載波頻率15MHz正弦波，調(diào)制信號：1KHz正弦波，幅度大于1V,調(diào)制度為60%輸出信號：無明顯失真，幅度大于5V二、工作原理一、MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器，是平衡調(diào)制器的核心器件，是Motorola公司出品的一種具有多種用途的集成模擬乘法器，，輸出電壓為輸入信號和載波信號的乘積，可以應用于抑制載波、調(diào)幅(振幅調(diào)制)、同步檢測、調(diào)頻檢測和相位檢測等功能，其內(nèi)部電路如下圖2-1所示。圖2-1單片集成模擬相乘器MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MC1496中包含了由帶雙電流源的標準差動放大器驅(qū)動的四個高位放大器，輸出集電極交叉耦合，故產(chǎn)生了兩輸入電壓的全波平衡調(diào)制乘積現(xiàn)象。其中載波輸入(CarrierInput)輸入至4個三極管組成的雙差分放大器，信號輸入(SignalInput)輸入至2個三極管組成的單差分放大器用以激勵載波。其中Q1、Q2與VQ5、Q6組成兩對差分放大器，Q3、Q7組成的單差分放大器，用以激勵Q1、Q2、Q5、Q6及其偏置電路；Q4、Q8組成差分放大器的恒流源。引腳8與10接輸入電壓Uc,1與4接另一輸入電壓u1，輸出電壓從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻Re，對差分放大器Q3、Q7產(chǎn)生電流負反饋，以擴展輸入電壓的線性動態(tài)范圍。采用雙電源供電時，引腳14接負電源，正電源由6腳和12腳引集電極電阻接入。引腳5外接電阻R5，用來調(diào)節(jié)偏置電流15及鏡像電流10的值。

二、AM調(diào)制原理如果載波信號是單頻正弦波，調(diào)制器輸出已調(diào)信號的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號為線性關(guān)系，則稱這種調(diào)制為常規(guī)調(diào)幅，或簡稱調(diào)幅(AM:AmplitudeModulation)。在AM調(diào)幅中，輸出已調(diào)信號的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號成正比，其時域表達式為:(2-1)S(2-1)AM式中:A0為外加的直流分量，％⑴為基帶調(diào)制信號，?c為載波信號的角頻率。根據(jù)已調(diào)信號的時域表達式，可以得出AM調(diào)制的一般模型如圖2-2:m0m0COS?ct圖2-2AM調(diào)制模型該模型中的核心器件是模擬乘法器，它實現(xiàn)了對基帶信號的調(diào)制，本系統(tǒng)中采用的是MC1496來實現(xiàn)調(diào)制器的設(shè)計。三、AM相干解調(diào)原理相干解調(diào)也叫同步檢波。解調(diào)是調(diào)制的反過程，把在載頻位置的已調(diào)信號的頻譜搬回到原始基帶位置，因此可以用相乘器與載波相乘實現(xiàn)。AM系統(tǒng)相干解U1調(diào)的一般模型如圖2-3：U1? ?低通濾波器 一u口A U匚圖2-3相干解調(diào)的一般模型

(2-2)設(shè)輸入的已調(diào)波為AM信號u1為(2-2)u(t)=U(1+mcosQt)coswt1 sm c另一輸入端輸入同步信號(即本地載波信號)u:cu(tu(t)二丄UUc 2cmsmcoswtc(2-3)經(jīng)乘法器相乘，可得u2為u2(t)—UU(1+mcos0t)cos2wt2 cmsm cUU m m—smcm[1+mcoit+co t+一cos2w+O)t+一cos2w-Q)t]2c2c2c(2-4)用低通濾波器濾除2w附近的頻率分量后，得到頻率為。的低頻信號和直c流分量/、uU" 小、(2-5)U(t)—smcm(1+mcosLit)o2(2-5)再去掉直流分量，就可恢復原調(diào)制信號。本系統(tǒng)中采用的是MC1496來實現(xiàn)解調(diào)器的設(shè)計。三、仿真結(jié)果一、仿真電路、AM調(diào)制電路在Multisim集成仿真環(huán)境中繪制下圖：電路參數(shù)：VCC為+12V，VEE為-8V,調(diào)零滑變?yōu)檎虚g50%。輸入基帶信號為50mvVp-p,1KHz的正弦信號，外加50mv的直流電壓；載波為100mvVp-p,500KHz的正弦信號。XSC1□OOrnypkRID76OD、）1kH聽/ITI~G5-TOIQQnF20JV3R11

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~=^-SVM4148D101&0QQ12R1SOODR25QQQ圖3-1AM調(diào)制電路圖（二）、同步檢波電路在調(diào)制的基礎(chǔ)上，在Multisim集成仿真環(huán)境中繪制下圖:10i_L0丄Q10Q12丄2N222.22N2222丄Q132H222227Q15G1G2忖22222忖XSC1□OOrnypkRID76OD、）1kH聽/ITI~G5-TOIQQnF20JV3R11

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~=^-SVM4148D101&0QQ12R1SOODR25QQQ圖3-1AM調(diào)制電路圖（二）、同步檢波電路在調(diào)制的基礎(chǔ)上，在Multisim集成仿真環(huán)境中繪制下圖:10i_L0丄Q10Q12丄2N222.22N2222丄Q132H222227Q15G1G2忖22222忖2邊N414832fcR31L20k￡lR26'-Wv1kflR25A/V^-1kQC11：1Q0nFJ1kQCJ^1C0nFQ14C6HI-1Q0nFC5Hl-JTflOnFR21S2anR30510C7^100nFR19iknQ112N2222jsoon:>5D0Q <140R1SR1GR17500￡l圖3-2AM解調(diào)電路圖二、結(jié)果分析（一）、AM調(diào)制電路仿真結(jié)果如下圖:夠"冇液器-XSC1tz^ti匹ID}DC觸發(fā)邊沿刁正Itz^ti匹ID}DC觸發(fā)邊沿刁正INB|外部I電平Ext.Triggerr比例1500us/DivXf立置斤斤加載I呂恨￥位蠱類型JE弦|標準|自動」底時囘通道」通道上斗500ms-31B.85SmV比例15V/Div比例|2Wv￥位蠱『圖3-3AM調(diào)制波形仿真分析：由于載波頻率較高，所以波形密集，顯然仿真出的波形與理論波形相符。（二）、同步檢波電路

圖3-4AM解調(diào)波形調(diào)節(jié)平衡電位器RP,使輸出u=0,即為平衡狀態(tài).再從u端輸入有載波的調(diào)TOC\o"1-5"\h\z0 y制信號U。調(diào)制度m=100%，這時乘法器的輸出U(t)經(jīng)低通濾波器后的輸出s 0U'(t)，經(jīng)隔直電容C后的輸出U(t)的波形分別如圖3-5(a)所示。調(diào)節(jié)電位0 8 Q器RP可使輸出波形U(t)的幅度增大，波形失真減小。若U為抑制載波的調(diào)制0 s信號，經(jīng)MC1496同步檢波后的輸出波形U(t)如下圖3-5(b)所示。n*uo(t) uo*uo(t) uo(t)(a)有載波信號調(diào)制(b)抑制載波調(diào)制信號圖3-5同步檢波輸出波形、整體分析經(jīng)多次調(diào)試與改良，仿真結(jié)果接近理論，但是還是有一些失真存在。解調(diào)之后，在解調(diào)信號處加一個頻譜分析儀，會看到解調(diào)之后信號在OKHZ附近存在直流分量，如圖3-6圖3-6頻譜分析分析其原因，應該是電路參數(shù)不準確或者在電路中濾波效果不太好。四、整體電路圖及元件清單一、整體電路圖IER142N22222N22229 ,Q8 LR15IkO-T--Z1LD1N414812...2N2222、*a補斤?t111Jt'I100nFIER142N22222N22229 ,Q8 LR15IkO-T--Z1LD1N414812...2N2222、*a補斤?t111Jt'I100nF振輻同步檢波電路振幅調(diào)制電路部分振輻同步檢波電路二、元件清單元件名稱個數(shù)/個510電阻45000電阻67600電阻28200電阻11k0電阻81.3k0電阻13k0電阻23.3kQ電阻26.8kQ電阻1lkQ滑動變阻器120kQ電阻1100nF電容85nF電容3晶體管2N222216五、心得體會本次課程設(shè)計收獲很大，無論是從拿到題目開始著手開始設(shè)計，還是到最后能將自己所涉及的電路圖通過仿真軟件調(diào)試出來，自己的感受和收獲都很大的。我們在本次課程設(shè)計中的任務是設(shè)計同步檢波電路，但為了更好的理解調(diào)制解調(diào)原理，我們自己加入了AM調(diào)制部分。開始設(shè)計時，我們并沒有對MC1496進行研究，只把它看做是一個功能單元,真正進行仿真時，才發(fā)現(xiàn)軟件中并沒有提供MC1496，于是我們從網(wǎng)上找來了MC1496內(nèi)部單元的結(jié)構(gòu)圖，研究起了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及每一根外接的線所對應的管腳。然而連好之后，并沒有出現(xiàn)預期的效果，在進行諸多對比，改正電路后，終于在調(diào)制部分得出了想要的結(jié)果，此時的上下偏壓一個是12V,另一個為-12V。后來，我們在調(diào)制電路的基礎(chǔ)上加上了同步檢波電路，發(fā)現(xiàn)將兩個部分連接起來后，原本上下兩部分對稱的調(diào)制后信號變成了不對稱，這個現(xiàn)象讓我們覺得很困惑，后來才明白是檢波電路對調(diào)制電路帶來了一定偏壓，造成了影響，改變調(diào)制電路偏壓，便解決了這個問題。通過本次課程設(shè)計，給我映像最深的是要設(shè)計一個成功的電路必須要有耐心和堅定的毅力，在整個電路的設(shè)計過程中，花費時間最多的是各個單元電路的連接及電路的細節(jié)設(shè)計上。在設(shè)計過程中，我們仔細比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在老師的耐心指導下，使整個電路可穩(wěn)定工作。通過此次設(shè)計，一方面加深我們對理論知識的認識和掌握，另一方面也可以增強我們對問題的全面考慮能力，并且助于我們對理論知識的運用。其次，電路設(shè)計及軟件應用要求我們有較強的靈活性，要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對試驗中出現(xiàn)的問題進行分析解決。留給我印象最深的是要設(shè)計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅韌的毅力。設(shè)計過程中，我深刻的體會到在設(shè)計過程中，需要反復實踐，其過程很可能相當煩瑣，有時花很長時間設(shè)計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有