高頻電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)振幅的解調(diào)

1、高頻電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì) 題目： 振幅的解調(diào) 班級(jí)：08級(jí)通信工程3班姓名： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)： 一、設(shè)計(jì)要求2二、設(shè)計(jì)目的3三、設(shè)計(jì)原理31.振幅解調(diào)的框架32.包絡(luò)檢波的原理4四、功能分析6五、設(shè)計(jì)性能指標(biāo)6六、設(shè)計(jì)考慮7七、設(shè)計(jì)結(jié)果111.仿真原理電路112.仿真結(jié)果11八、設(shè)計(jì)心得14振幅的解調(diào)一、設(shè)計(jì)要求本課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)檢波器，從已調(diào)信號(hào)中提取出調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)，從而恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的波形：1、調(diào)幅信號(hào)源am的電壓v1=15v2、調(diào)幅信號(hào)源的頻率f=1khz至 100hz3、電容c1=c2=0.005uf4、電阻r1=3k,r2=10k,r3=4k5、二極管d為diode_vurltual

2、二、設(shè)計(jì)目的1.掌握包絡(luò)檢波電路的工作原理及測(cè)試方法； 2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)包絡(luò)檢波電路來(lái)提取調(diào)制信號(hào)波形；3.鞏固已學(xué)知識(shí)，熟悉振幅解調(diào)的原理及其特性；4.提高知識(shí)運(yùn)用的綜合能力與實(shí)際動(dòng)手操作能力；5.熟悉常用電子器件的類(lèi)型以及電路連接的特性。三、設(shè)計(jì)原理1.振幅解調(diào)的框架解調(diào)是從已調(diào)波中提取出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，是調(diào)制的逆過(guò)程。解調(diào)又叫檢波。振幅調(diào)制的解調(diào)叫振幅檢波。振幅檢波像振幅調(diào)制一樣也是頻譜搬移過(guò)程，它是把位于載頻 f0位置的調(diào)制信號(hào)頻譜搬回到零頻位置的過(guò)程。其組成原理框圖如下圖所示： 高頻小信號(hào)放大器 低頻 放大器混頻器解調(diào) 中頻 放大器 本地 振蕩器2.包絡(luò)檢波的原理調(diào)幅波的解調(diào)（檢波）方法

3、有包絡(luò)檢波、同步檢波等，本課程設(shè)計(jì)采用包絡(luò)檢波。 檢波器的組成應(yīng)包括三部分，高頻已調(diào)信號(hào)源，非線(xiàn)性器件，rc低通濾波器。其組成原理框圖如下圖所示，它適于解調(diào)普通調(diào)幅波：非線(xiàn)性 器件 低通 濾波器 要從am調(diào)幅波中提取振幅變化的信息，可以首先將am調(diào)幅波變成單極性信號(hào)，之后再?gòu)膯螛O性信號(hào)中取出它的平均值或峰值。 包絡(luò)檢波方法是將單極性信號(hào)通過(guò)電阻和電容組成的惰性網(wǎng)絡(luò)，取出單極性信號(hào)的峰值信息，這種包絡(luò)檢波器叫峰值包絡(luò)檢波器。最常用的是二極管峰值包絡(luò)檢波器，如圖所示： 電路中，電容c2=0.005uf，電阻r2=10k,r3=4k為負(fù)載電阻，其數(shù)值較大；c1=0.005uf為負(fù)載電容，它的數(shù)值應(yīng)選

4、取得在高頻時(shí)，其阻抗遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻，可視為短路；而在調(diào)制頻率（低頻）時(shí)，其阻抗遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻，可視為開(kāi)路。此時(shí)輸入的高頻信號(hào)電壓ui較大。由于負(fù)載電容c1=0.005uf的高頻阻抗很小，因此高頻電壓大部分加到二極管d上。因此這個(gè)過(guò)程叫做峰值包絡(luò)檢波。大信號(hào)的檢波過(guò)程，主要是利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)載rc的充放電過(guò)程實(shí)現(xiàn)。二極管峰值包絡(luò)檢波器是大信號(hào)檢波器。在檢波過(guò)程中二極管處于導(dǎo)通或截止兩種狀態(tài)，所以二極管特性曲線(xiàn)可以用折線(xiàn)近似。二極管峰值檢波電路，以單一頻率信號(hào)的調(diào)制為例，設(shè)調(diào)制信號(hào)電壓為：vw = vwcoswt載波信號(hào)電壓為：v = v0cosw0t通常情況下滿(mǎn)足w0 >&g

5、t;w，調(diào)幅后已調(diào)信號(hào)的振幅隨調(diào)制信號(hào)vw線(xiàn)性變化為：vam = vm(1+mcoswt)cosw0t 式中m為調(diào)幅度，其值一般小于1，顯然，當(dāng)vm(1+mcoswt)cosw0t的幅度大于二極管的電壓時(shí)，用二極管峰值檢波電路可以調(diào)制出與vm(1+mcoswt)cosw0t成線(xiàn)性比例的輸出電壓。 四、功能分析檢波器的組成應(yīng)包括三部分，高頻已調(diào)信號(hào)源，非線(xiàn)性器件，rc低通濾波器。 五、設(shè)計(jì)性能指標(biāo) 二極管峰值包絡(luò)檢波器的性能指標(biāo)主要有檢波效率、輸入電阻、 惰性失真和負(fù)峰切割失真幾項(xiàng)。 1) 檢波效率 kd = 檢波的音頻輸出電壓vw/輸出調(diào)幅波包絡(luò)振幅mvim = cos rd或r越大, 則越小

6、, kd越大。如果考慮到二極管的實(shí)際導(dǎo)通電壓不為零, 以及充電電流在二極管微變等效電阻上的電壓降等因素, 實(shí)際檢波效率比以上公式計(jì)算值要小。 2) 等效輸入電阻 ri = vim / iim = rl / 2kd 由于二極管在大部分時(shí)間處于截止?fàn)顟B(tài), 僅在輸入高頻信號(hào)的峰值附近才導(dǎo)通, 所以檢波器的瞬時(shí)輸入電阻是變化的。 檢波器的前級(jí)通常是一個(gè)調(diào)諧在載頻的高q值諧振回路, 檢波器相當(dāng)于此諧振回路的負(fù)載。 為了研究檢波器對(duì)前級(jí)諧振回路的影響, 故定義檢波器等效輸入電阻ri為 ri = vim / iim 其中vim是輸入等幅高頻載波的振幅。 若vi是等幅高頻載波, 則流經(jīng)二極管電流應(yīng)是高頻窄尖頂

7、余弦脈沖序列, iim即為其中基波分量的振幅, 而輸出vo應(yīng)是電平為vo的直流電壓。 顯然, 檢波器對(duì)前級(jí)諧振回路等效電阻的影響是并聯(lián)了一個(gè)阻值為ri的電阻。 可以求得iim與vim的關(guān)系式, 從而可得到: ri = vim / iim 通常kd1, 因此 ri = 1 / 2kd ，即大信號(hào)的二極管的輸入電阻約等于負(fù)載電阻的一半。3）參數(shù)設(shè)計(jì)二極管包絡(luò)檢波器中的失真：為了使二極管峰值包絡(luò)檢波器能正常工作, 避免失真, 必須根據(jù)輸入調(diào)幅信號(hào)的工作頻率與調(diào)幅指數(shù)以及實(shí)際負(fù)載rl, 正確選擇二極管和r、c的值。六、設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)二極管包絡(luò)檢波器的關(guān)鍵在于：正確選用晶體二極管，合理選取能大的輸入電阻，

8、同時(shí)滿(mǎn)足不失真的要求。 (1)檢波二極管的選擇 為了提高檢波電壓傳輸系數(shù)，應(yīng)選用正向?qū)娮韬蜆O間電容?。ɑ蜃罡吖ぷ黝l率高）的晶體二極管。為了克服導(dǎo)通電壓的影響，一般都需外加正向偏置，提供（2050）µa靜態(tài)工作點(diǎn)電流，具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。(2) 和c的選擇1）從提高檢波電壓傳輸系數(shù)和高頻濾波能力考慮，應(yīng)盡可能大。2）從避免惰性失真考慮，允許的最大值滿(mǎn)足下式：（1）惰性失真（對(duì)角線(xiàn)切割失真）產(chǎn)生的原因：它是在調(diào)幅波包絡(luò)下降時(shí)，由于時(shí)間常數(shù)太大，輸入電壓包絡(luò)的下降速度。這種非線(xiàn)性失真是由于c的惰性太大引起的，所以稱(chēng)為惰性失真。避免惰性失真的條件： 當(dāng) 時(shí)， 最大， 時(shí)也不產(chǎn)生失真應(yīng)滿(mǎn)足

9、：（2）底部切割失真（負(fù)峰切割失真）負(fù)峰切割失真產(chǎn)生的原因：檢波器的直流負(fù)載阻抗zl（0）與交流（音頻）負(fù)載阻抗zl（w）不相等，而且調(diào)幅度ma太大時(shí)引起的。 通常情況下，檢波器輸出須通過(guò)耦合電容與輸入等效電阻為ri的低頻放大器相連接。 七、設(shè)計(jì)結(jié)果1.仿真原理電路2.仿真結(jié)果 （1）正常輸出的波形（2）擴(kuò)展后的波形（3）擴(kuò)展后的波形八、設(shè)計(jì)心得首先是對(duì)數(shù)字電路這門(mén)課程有了更深的理解，課程設(shè)計(jì)要求將以前所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，加深了對(duì)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)與了解；課程設(shè)計(jì)總體電路的設(shè)計(jì)要求十分嚴(yán)格，需要通過(guò)數(shù)字電路的知識(shí)確立實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)方案，然后逐步細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)。其次，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電路中coms門(mén)電路有了更進(jìn)一步的了解，學(xué)會(huì)了multisim軟件的基本操作，掌握了十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160和六位七段顯示器顯示計(jì)數(shù)器的工作原理，進(jìn)一步了解了74160的邏輯功能，學(xué)會(huì)了使用74160計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)