不對(duì)稱斬波電路設(shè)計(jì)

1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電子與信息工程學(xué)院 教研室：電子信息工程學(xué) 號(hào)100404038學(xué)生姓名劉峰專業(yè)班級(jí)電子 102課程設(shè)計(jì)（論 文）題 目不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：1設(shè)計(jì)不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路用 EWB 仿真，2能夠觀察輸入輸出波形。3并寫出其工作原理。設(shè)計(jì)參數(shù)：調(diào)制信號(hào)頻率 1000HZ，載波頻率 10000HZ， 輸入電壓幅度自定。設(shè)計(jì)要求：1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2.確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、成本的高低

2、及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3.設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）I指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī) 平時(shí)成績(jī)（20%）： 論文成績(jī)（40%）： 答辯成績(jī)（40%）： 總成績(jī) ： 指導(dǎo)教師簽字： 學(xué)生簽字： 年 月 日高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）II目 錄第 1 章 緒論 .11.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路設(shè)計(jì)意義 .11.2 本文設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求 .11.3 總體設(shè)計(jì)方案 .2第 2 章 不對(duì)稱斬波調(diào)

3、幅電路各單元電路設(shè)計(jì) .42.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路開關(guān)電路設(shè)計(jì) .42.2 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路帶通濾波器設(shè)計(jì) .52.3 帶通濾波器的原理分析.52.4 帶通濾波器的電路圖.6第 3 章 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路整體設(shè)計(jì)電路 .73.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路整體電路圖.73.2 開關(guān)電路輸出波形仿真.83.3 斬波調(diào)幅電路輸出波形仿真.9第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié) .10參考文獻(xiàn) .11高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）0第 1 章 緒論1.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路設(shè)計(jì)意義所謂斬波調(diào)幅就是將所要傳送的信號(hào)通過一個(gè)受載波頻率控制的開關(guān)電路，以使它的輸出波形被“斬”成周期為/的脈沖，因而包含及各種諧波200分量等。再

4、通過中心頻率為的帶通濾波器，取出所需要的調(diào)幅波輸出，即實(shí)現(xiàn)0了調(diào)幅。為得到使受調(diào)波的幅度隨調(diào)制信號(hào)而變化的電路。調(diào)幅器輸出信號(hào)幅度與調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)值的關(guān)系曲線叫做調(diào)幅特性。理想的調(diào)幅特性應(yīng)是直線，否則便會(huì)產(chǎn)生失真。調(diào)幅器主要由非線性器件和選擇性電路構(gòu)成。非線性器件實(shí)現(xiàn)頻率變換，產(chǎn)生邊帶和諧波分量；選擇性電路用來選出所需的頻率分量并濾掉其他成分，如高次諧波等。常用的非線性器件有晶體二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。選擇性電路大多用諧振回路或帶通濾波器。按照電平的高低，調(diào)幅器可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅。大功率廣播或通信發(fā)射機(jī)多采用高電平調(diào)幅器。這種調(diào)幅器輸出功率大，效率高。載波電話機(jī)和各種電子儀器多采用低電

5、平調(diào)幅器。它們對(duì)輸出功率和效率要求不高，可以選用調(diào)幅特性較好的電路。1.2 本文設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)不對(duì)稱的斬波調(diào)幅電路，所謂斬波調(diào)幅就是將所要傳送的信號(hào)通過一個(gè)受載波頻率控制的開關(guān)電路，以使它的輸出波形被“斬”成周期為的脈沖，因而包含及各種諧波分量等。再通過中心頻率為的帶通濾波000器，取出所需要的調(diào)幅波輸出，即實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。設(shè)計(jì)要求：1設(shè)計(jì)不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路用 EWB 仿真，2能夠觀察輸入輸出波形。3并寫出其工作原理。參數(shù)要求：調(diào)制信號(hào)頻率 1000HZ，載波頻率 10000HZ， 輸入電壓幅度自定。設(shè)計(jì)任務(wù)： 1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及

6、應(yīng)用環(huán)境等，繪制結(jié)構(gòu)框圖。高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）1 2.確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。 3.設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。 4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。1.3 總體設(shè)計(jì)方案輸入信號(hào)開關(guān)電路帶通濾波器輸出信號(hào)所謂斬波調(diào)幅就是將所要傳送的信號(hào)通過一個(gè)手載波頻率控制的開)(tc關(guān)電路(斬波電路)，以使它的輸出波形被切割成周期為/的脈沖，因而包含20及各種諧波分量；再通過中心頻

7、率為的帶通濾波器，取出所需要的調(diào)幅cc波輸出,即實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。本次課程設(shè)計(jì)不對(duì)稱斬波條幅電路由開關(guān)電路和帶)(0tv通濾波器組成如下圖所示為斬波調(diào)幅方框圖。電路中的開關(guān)電路可由二級(jí)管組成。橋式電路即可起到開關(guān)電路作用。 圖 1.1 斬波調(diào)幅器方框圖開關(guān)函數(shù)圖 1.1.總體設(shè)計(jì)方案框圖1cos010( ).0cos00tS tt高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）2因此，是一個(gè)振幅等于 1 重復(fù)頻率為 的矩形波 。斬波后的電壓1S ( ) to2為( )v t1( )( )( )v tvt S t斬波調(diào)幅器工作原理： 圖 1.2 斬波調(diào)幅原理圖 由于可用如下的傅里葉級(jí)數(shù)展開為 所以1( )S t 如果，

8、則中包含 ( )v t 等項(xiàng)。 通過中心頻率為 的帶通濾波器后，即可取出（）項(xiàng)，即輸出ooo)(電壓為載波被抑止的雙邊帶（）輸出。( )v too)(oo122( )coscos3.231S ttt oo122( )( )( )cos( )cos3.23v tvtvttvtt( )cosvtVtoo3 o3 o.高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）3第 2 章 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路各單元電路設(shè)計(jì)2.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路開關(guān)電路設(shè)計(jì) 利用二極管的單向?qū)щ娦?，四個(gè)二極管起到開關(guān)作用。 圖 2.1 二極管電橋斬波調(diào)幅電路圖中，。應(yīng)取得足夠大，以使二極管ttm011cos)(ttcos)(m1的通斷完全由控制

9、，即當(dāng)時(shí)，四個(gè)二極管導(dǎo)通，使輸出電壓等)(1tba)(t于零；當(dāng)時(shí)，四個(gè)二極管截止，使，因此可以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。ba)()(tt圖 2.2 開關(guān)電路圖高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）42.2 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路帶通濾波器設(shè)計(jì) 濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng)，具有濾除噪聲和分離各種不同信號(hào)的功能。按電路組成分可分為：LC 無源、RC 無源、由特殊元件構(gòu)成的無源濾波器、RC 有源濾波器。常用的濾波器有有源和無源兩種，無源濾波器即為由無源原件組成如 L、R 和 C 組成。無源濾波器電路的通帶放大倍數(shù)和其截止頻率都隨負(fù)載而變化，這一點(diǎn)不符合信號(hào)處理的要求，因而產(chǎn)生有源濾波電路。有源濾波器有源濾波器

10、實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。它是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上增加一些 R、C 等無源元件而構(gòu)成的。集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗比較低，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。由集成和 R、C 組成的有源濾波電路，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。此外，它還具有一定的增益，且因輸入與輸出之間有良好的隔離而便于級(jí)聯(lián)。由于大多數(shù)反映生理信息的光電信號(hào)具有頻率低、幅度小、易受干擾等特點(diǎn)，因而 RC 有源濾波器普遍應(yīng)用于光電弱信號(hào)檢測(cè)電路中。有源濾波器的性能更加好.綜合以上分析，本次設(shè)計(jì)選用有源帶通濾波器。 2.3 帶通濾波器的原理分析 本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)帶通濾波，設(shè)計(jì)采用

11、有源二階網(wǎng)絡(luò)完成。將一個(gè)低通濾波器和一個(gè)高通濾波器串聯(lián)即可得到一個(gè)帶通濾波器。 如圖 2.4。 圖 2.3 帶通濾波器電路圖高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）5二階有源模擬帶通濾波器電路，如圖四所示。圖中 R1、C2 組成低通網(wǎng)絡(luò)，R3、C1 組成高通網(wǎng)絡(luò)，A、Ra、Rb 組成了同相比例放大電路，三者共同組成了具有放大作用的二階有源模擬帶通濾波器，以下均簡(jiǎn)稱為二階帶通濾波器。與一階 RC 濾波電路相比，二階 RC 濾波電路對(duì)通頻帶外信號(hào)的抑制能力更強(qiáng)，濾波效果更好。二階 RC 電路移相范圍為 180，比一階電路移相范圍更大。二階 RC 濾波電路不僅能實(shí)現(xiàn)低通和高通濾波特性，還可實(shí)現(xiàn)帶通濾波特性。其幅

12、頻特性如下所示：圖 2.4 帶通濾波器幅頻特性圖中，當(dāng) =時(shí)， 電壓放大倍數(shù)達(dá)到最大。 帶通濾波器的通頻帶寬度為o ，顯然 Q 值越高，則通頻帶越窄。在通頻帶內(nèi)濾波器幅度是平坦的，而通帶外的各種干擾信號(hào)卻具有無限抑制能力。各種帶通濾波器總是力求趨近理想矩形特性。2.4 帶通濾波器的電路圖 圖 2.5 帶通濾波器電路圖0.72oofBwQQ高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）6第 3 章 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路整體設(shè)計(jì)電路3.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路整體電路圖圖 3.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路圖圖 3.1 不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路圖高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）73.2開關(guān)電路輸出波形仿真 開關(guān)電路輸出波形與前面方案分析

13、中的波形基本一致，說明仿真正確。高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）83.3 斬波調(diào)幅電路輸出波形仿真 整體電路輸出波形與前面方案分析中的波形基本一致，略微有些失真，但總體符合方案期望的要求，說明仿真基本正確。高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）9第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié)本課程的課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)不對(duì)稱斬波調(diào)幅電路，能觀察輸入輸出波形并且通過 EWB 軟件仿真出輸出波形。拿到這個(gè)項(xiàng)目之后，首先查閱了大量資料，了解了帶通濾波器的基本模型，及公式算法。通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了動(dòng)手、思考和解決問題的能力。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自身的不足，了解到自身的水平十分有限，需要學(xué)習(xí)的地方還很多，有很多知識(shí)需要自己去拓展，同時(shí)也需要更多的實(shí)踐來

14、完善我們對(duì)知識(shí)的理解。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，通過實(shí)際的操作，調(diào)試，對(duì)濾波器有了更深入的了解。在電路圖設(shè)計(jì)的時(shí)候本設(shè)計(jì)采用了先讓需要調(diào)幅的信號(hào)經(jīng)過一個(gè)振幅等于 1的開關(guān)電路，然后通過一個(gè)帶通濾波器輸出被調(diào)幅的信號(hào)。本設(shè)計(jì)通過仿真經(jīng)過開關(guān)函數(shù)的波形與整體輸出波形來觀察是否符合設(shè)計(jì)要求，開關(guān)函數(shù)波形與預(yù)計(jì)波形相符合，整體輸出波形仿真略微失真，但整體基本一致，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期目的。 高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）10參考文獻(xiàn)1 陸秀令模擬電子技術(shù) 北京大學(xué)出版社，2007. 62 張肅文高頻電子線路 高等教育出版社 2012.12 3 謝自美高頻電子線路實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社，2009,04, 4 華成英電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)華中理工大學(xué)出版社，2006