峰值檢波器電路的設(shè)計(jì)

1、峰值檢波器電路的設(shè)計(jì)第一章 緒論檢波器，是檢出波動(dòng)信號(hào)中某種有用信息的裝置。用于識(shí)別波、振蕩或信號(hào)存在或變化的器件。檢波器通常用來提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。從調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的電路，也可稱為幅度解調(diào)器。與調(diào)制器一樣，檢波器必須使用非線性元件，因而通常含有二極管或非線性放大器。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸

2、入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。 1.1檢波器的構(gòu)成 1.2檢波器的作用1.2.1包絡(luò)檢波器電路圖1是典型的包絡(luò)檢波電路。由中頻或高頻放大器來的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)ua(t)加在L1C1回路兩端。經(jīng)檢波后在負(fù)載RLC上產(chǎn)生隨ua(t)的包絡(luò)而變化的電壓u(t)，其波形如圖2所示。這種檢波器的輸出u(t)與輸入信號(hào)ua(t)的峰值成正比,所以又稱峰值檢波器。1.2.2包絡(luò)檢波器波形 包絡(luò)檢波器的工作原理可用圖2的波

3、形來說明。在t1<t<t2時(shí)間內(nèi),輸入信號(hào)瞬時(shí)值ua(t)大于輸出電壓u(t)，二極管導(dǎo)通,電容C通過二極管正向電阻ri充電,u(t)增大;在t2<t<t3時(shí)間內(nèi),ua(t)小于u(t)，二極管截止，C 通過RL放電，因此u(t)下降；到t3以后,二極管又重新導(dǎo)電,這一過程照此重復(fù)不已。只要RLC選擇恰當(dāng),就可在負(fù)載RLC上得到與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出電壓u(t)。如果時(shí)間常數(shù)RLC太大，放電速度就會(huì)放慢,當(dāng)輸入信號(hào)包絡(luò)下降時(shí),u(t)可能始終大于ua(t)，造成所謂對(duì)角切割失真(圖2)。此外，檢波器的輸出通常通過電容、電阻耦合電路加到下一級(jí)放大器，如圖1中虛線所

4、示。如果Rg太小,則檢波后的輸出電壓 u(t)的底部即被切掉，產(chǎn)生所謂的底部切割失真。1.2.3 同步檢波器圖3 同步檢波器框圖圖3為同步檢波器的框圖。模擬相乘器的一個(gè)輸入為一單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號(hào)，即us(t)Umcos(ctmt),其中c為載波信號(hào)角頻率,m為調(diào)制信號(hào)角頻率；另一輸入是本機(jī)產(chǎn)生的相干信號(hào)，即uc(t)Uccos ct,則乘法器的輸出電壓u0(t)與uS(t)和uc(t)的乘積成正比，即：u0(t)=Kus(t)*uc(t)，式中K為一比例常數(shù)。u0(t)中包括兩項(xiàng)，一項(xiàng)為高頻項(xiàng)(2c+m),另一項(xiàng)為低頻項(xiàng)(m)。通過低通濾波器后將高頻項(xiàng)濾除，即得到與調(diào)制波成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出

5、。uc(t) 通?？捎帽镜卣袷幤骰蜴i相環(huán)產(chǎn)生。同步檢波器的抗干擾性能比包絡(luò)檢波器優(yōu)越，但是它的電路比較復(fù)雜。1.3檢波器的工作原理 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1工作原理峰值檢波器工作原理：峰值檢波器，它是一個(gè)能記憶信號(hào)峰值的電路，其輸出電壓的大小，一直追隨輸入信號(hào)的峰值，而且保持在輸入信號(hào)的最大峰值。 圖4 峰值檢波器電路 當(dāng)V1V。時(shí)： 信號(hào)由（+）端加入，OPA的輸出Va為正電壓，二級(jí)管D導(dǎo)通，于是輸出電流經(jīng)D對(duì)電容C充電一直充至與Vi相等之電壓。（當(dāng)D導(dǎo)電時(shí)此電路作用如同電壓跟隨器）當(dāng)V1V。時(shí)： OPA的輸出Va為逆向偏壓，相當(dāng)于開路，于是電容C既不充電也不放電，維持于輸入之最大值電壓圖

6、5為輸出與輸入的充放電情形，其中輸出波形V。，一直保持在輸入波形Vi的最大峰值。圖5 電容C輸入輸出的充放電2.2電路圖第三章 元器件介紹3.1電路所需元器件元件名稱元件個(gè)數(shù)功能LF3981采樣保持芯片LM3111電壓比較器電阻24K1電阻15K1電阻30K1電阻5.1K11K可調(diào)電阻13V穩(wěn)壓二極管10.1uf鉭電容18 DIP插座2雙列直插插座兩芯插座1三芯插座1面板1導(dǎo)線、焊錫絲若干3.2 LF398采樣保持器采樣保持電路實(shí)質(zhì)上是一種模擬信號(hào)存儲(chǔ)器，它在數(shù)字指令控制下，使開關(guān)通斷，對(duì)輸入信號(hào)瞬時(shí)值進(jìn)行采樣并寄存，通常用兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成高輸入阻抗的采樣/保持電路，如圖6所示：圖6放大器A

7、1是射隨器。它對(duì)模擬信號(hào)提供了高輸入阻抗，并提供了一個(gè)低的輸出阻抗，使存儲(chǔ)電容CH能快速充電和放電，放大器A2在存儲(chǔ)電容和輸出端之間起緩沖作用。開關(guān)K1在指令控制下通斷，對(duì)電容CH充電或放電，開關(guān)S1通常使用FET開關(guān)或MOSFET開關(guān)，存儲(chǔ)電容CH一般取0.010.1F。采樣/保持電路經(jīng)常使用集成電路LF398，該器件的工作原理和使用方法說明如下：LF398具有采樣和保持功能，它是一種模擬信號(hào)存儲(chǔ)器，在邏輯指令控制下，對(duì)輸入的模擬量進(jìn)行采樣和寄存。圖7是該器件的引腳圖。各引腳端的功能如下：和端分別為VCC和VEE電源端。電源電壓范圍為±5V±15V。端為失調(diào)調(diào)零端。當(dāng)輸入

8、Vi=0，且在邏輯輸入為1采樣使，可調(diào)節(jié)端使Vo=0。端為模擬量輸入端。端為輸出端。端為接采樣保持電容CH端。端為邏輯基準(zhǔn)端（接地）。端為邏輯輸入控制端。該端電平為“1”時(shí)采樣，為“0”時(shí)保持。圖7LF398內(nèi)部電路原理圖如圖8所示。當(dāng)8端為“1”時(shí)，使LF398內(nèi)部開關(guān)閉合，此時(shí)A1和A2構(gòu)成1：1的電壓跟隨器，所以，Vo = Vi，并使迅速充電到Vi，電壓跟隨器A2輸出的電壓等于CH上的電壓。 圖8 LF398電路原理圖當(dāng)8端為“0”時(shí)，LF398內(nèi)部開關(guān)斷開，輸出電壓Vo值為控制端8由“1”跳到“0”時(shí)CH上保持的電壓，以實(shí)現(xiàn)保持目的。端8的邏輯輸入再次為“1”、再次采樣時(shí)，輸出電壓跟隨

9、變化。采用保持器LF398對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采樣/保持。在單片機(jī)P2.5口的控制下，高電平，采樣；低電平，保持。輸入的正弦波信號(hào)經(jīng)LF398后變?yōu)槌闃有盘?hào)。電路如圖9所示： 圖93.2.1 LF398芯片介紹LF398是一種高性能單片采樣/保持器。它具有很高的直流精度、很快的采樣時(shí)間和低的下降速度。器件的動(dòng)態(tài)性能和保持性能可通過合適的外接保持電容達(dá)到最佳。例如選擇1000PF的保持電容，具有6us的采樣時(shí)間，可達(dá)到12bit的精度。LF398的價(jià)格低廉。電源電壓可從±5±18V任意選擇，其性能幾乎無影響。采樣/保持的邏輯控制可與TTL或CMOS電平接口。它可廣泛地應(yīng)用于高速A/

10、D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和要求同步采樣的領(lǐng)域。該器件外形采用8腳DIP封裝結(jié)構(gòu)。性能特點(diǎn)：A.具有12bit吞吐精度；B.采樣時(shí)間：小于10us;C.寬帶噪聲：小于20uV;D.可靠的整體結(jié)構(gòu)；E.輸入阻抗：大于1010；F.TTL和CMOS邏輯接口。主要參數(shù)：輸入偏流：小于50nA;b.增益：1；c.輸入失調(diào)：小于±7mV;d.輸出阻抗：小于0.5；e.電源電壓:±5±18V;f.電源電流：±4.5±6.5mA。內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明： 圖10 LF398內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)LF398內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖10，N1是輸入緩沖放大器，N2是高輸入阻抗射極輸出器。邏輯

11、控制采樣/保持開關(guān)：當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)，開始采樣，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，進(jìn)行保持。3.2.2基本接法與應(yīng)用下圖是LF398的基本連接圖。失調(diào)電壓的調(diào)整是通過與V的分壓并調(diào)整1K電位器實(shí)現(xiàn)的。保持電容CH應(yīng)選用3001000PF的高性能低漏電云母電容器。控制邏輯在高電平時(shí)為采樣，在低電平時(shí)為保持。本設(shè)計(jì)采用此種連接方法。電路如圖11所示：圖113.3 LM3113.3.1 引腳圖圖123.3.2 引腳功能GROUND/GND：接地。INPUT +：正向輸入端。INPUT -：反向輸入端。OUTPUT：輸出端。BALANCE：平衡。BALANCE/STROBE：平衡/選通。V+：電源正。V-：電源負(fù)。3.4

12、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是一個(gè)特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管，其V-A特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)，由于它在電路中與適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反向電流很小，當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí)，反向電流突然猛增，穩(wěn)壓管從而反向擊穿，此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓的變化卻相當(dāng)小，利于這一特性，穩(wěn)壓管訪問就在電路到起到穩(wěn)壓的作用了。而且，穩(wěn)壓管與其它普能二極管不同之反向擊穿是可逆性的，當(dāng)去掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常，但如果反向電流超過允許范圍，二極管將會(huì)發(fā)熱擊穿，所以，與其配合的電阻往往起到

13、限流的作用。3.4.1 穩(wěn)壓管的伏安特性圖13穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)它的電路符號(hào)是：此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個(gè)很少的數(shù)值，在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因?yàn)檫@種特性,穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。其伏安特性見圖13所示，穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。3.4.2 穩(wěn)壓管的應(yīng)用1.浪涌保護(hù)電路(如圖14)：穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸?，這就使得它可作為限制或保護(hù)之元件來使用,因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到，故對(duì)于這種

14、應(yīng)用特別適宜。圖中的穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護(hù)器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩(wěn)壓值D就導(dǎo)通，使繼電器J吸合負(fù)載RL就與電源分開。圖142、電視機(jī)里的過壓保護(hù)電路(如圖15)：EC是電視機(jī)主供電壓，當(dāng)EC電壓過高時(shí)，D導(dǎo)通，三極管BG導(dǎo)通，其集電極電位將由原來的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖?，通過待機(jī)控制線的控制使電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。 圖153、電弧抑制電路如圖16所示，電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話，當(dāng)線圈在導(dǎo)通狀態(tài)切斷時(shí)，由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收，所以當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，開關(guān)的電弧也就被消除了。這個(gè)應(yīng)用電路在工業(yè)上用得比較多，如一

15、些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。圖16 4、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路(如圖17)：在此電路中，串聯(lián)穩(wěn)壓管BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V，那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了。這個(gè)電路在很多場(chǎng)合下都有應(yīng)用。圖173.4.3 穩(wěn)壓二極管的參數(shù)1.Vz 穩(wěn)定電壓。 指穩(wěn)壓管通過額定電流時(shí)兩端產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別，同一型號(hào)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。 2.Iz 穩(wěn)定電流。指穩(wěn)壓管產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時(shí)通過該管的電流值。低于此值時(shí)，穩(wěn)壓管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會(huì)變差;高于此值時(shí)，只

16、要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會(huì)好一些，但要多消耗電能。 3.Rz 動(dòng)態(tài)電阻。 指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動(dòng)態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為 5mA時(shí)，Rz為18;工作電流為1OmA時(shí)，Rz為8;為20mA時(shí)，Rz為2 ; 20mA則基本維持此數(shù)值。 4.Pz 額定功耗。由芯片允許溫升決定，其數(shù)值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo 5.Ctv 電壓溫度系數(shù)。 是說明穩(wěn)定電壓值受溫度影響的參數(shù)。例如2CW58穩(wěn)壓管的Ct

17、v是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。 6.IR 反向漏電流。指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時(shí)，IR=O.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。第4章 峰值檢波器的測(cè)試及性能指標(biāo)4.1峰值測(cè)量精度4.1.1測(cè)量直流信號(hào)分別輸入0.5V、1V、2V、5V的直流電壓，測(cè)量輸出電壓，并計(jì)算誤差。表1 直流信號(hào)測(cè)量表：輸入信號(hào)電壓ui（V）檢測(cè)信號(hào)峰值u0（V） 相對(duì)誤差 0.50.5011021.9-5%54.7-6%4.1.2測(cè)量交流信號(hào)分別輸入50KHZ有效值為1V、2V、4V、5V的正弦波，測(cè)量

18、輸出電壓，并計(jì)算誤差。表2 交流信號(hào)測(cè)量表輸入信號(hào)電壓（V）輸入信號(hào)峰值（V）檢測(cè)信號(hào)峰值（V）相對(duì)誤差11.441.4-2.8%22.842.7-4.9%45.625.4-3.9%576.8-2.9%表3 交直流信號(hào)測(cè)量表4.1.3測(cè)量具有直流分量的交流信號(hào)輸入50KHZ、幅度為2V的正弦波，直流分量分別為-1V、0.5V、1V、2V，測(cè)量輸出電壓，并計(jì)算誤差。輸入信號(hào)直流分量（V）輸入信號(hào)峰值（V）檢測(cè)信號(hào)峰值（V）相對(duì)誤差-110.9-10%0.52.52.4-4%132.7-10%243.8-5%4.2 頻率響應(yīng)輸入有效值為2V的正弦波，當(dāng)頻率分別為20HZ、100HZ、200HZ、5

19、00HZ、1KHZ、2KHZ、5KHZ、10KHZ、50KHZ、100KHZ時(shí)，測(cè)量輸出電壓，并畫出頻率響應(yīng)圖頻率20HZ100HZ200HZ500HZ1KHZ2KHZ5KHZ10KHZ50KHZ100KHZ輸出電壓（V）2.32.22.12.12.02.02.12.12.01.9圖18 頻率響應(yīng)圖第五章 系統(tǒng)分析5.1 系統(tǒng)的測(cè)量范圍 頻率測(cè)量范圍即有效頻率范圍，是指能保證儀器其他指標(biāo)正常工作的輸入信號(hào)或輸出信號(hào)的頻率范圍。常規(guī)的單片機(jī)測(cè)頻系統(tǒng)頻率測(cè)量范圍小于500kHz。5.2 系統(tǒng)的測(cè)量精度測(cè)量都是對(duì)“真實(shí)”值的大致估計(jì)，也就是說測(cè)量的數(shù)值總是和“真實(shí)”值有一定的誤差，那么這樣一個(gè)誤差的

20、大小就是通常所說的測(cè)量精度，它反映了測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)所能真實(shí)還原測(cè)量信號(hào)值的能力。測(cè)量誤差的來源是多方面的，對(duì)于測(cè)量設(shè)備而言，除了ADC本身的各種誤差因素外，前端的信號(hào)調(diào)理和整個(gè)板卡的布局都會(huì)影響到總的測(cè)量精度；此外，測(cè)量精度還受到眾多外部因素的影響，如環(huán)境的噪聲、工作溫度等。因此，在評(píng)測(cè)一個(gè)儀器系統(tǒng)的測(cè)量精度時(shí)，除了ADC的位數(shù)，還應(yīng)該考慮設(shè)備的絕對(duì)精度值（多種誤差因素的綜合值），以及系統(tǒng)工作在真實(shí)環(huán)境中遇到的溫度、噪聲及其他外部因素的影響。5.3 誤差來源系統(tǒng)誤差定義：在規(guī)定測(cè)量條件下，對(duì)同一量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，如果測(cè)量誤差能夠保持恒定或按照某種規(guī)律變化，則這種誤差成為系統(tǒng)誤差或確定性誤差，簡(jiǎn)稱

21、為系差。如電表零點(diǎn)不準(zhǔn)，溫度、濕度、電源電壓變化等引起的誤差、，測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三類。產(chǎn)生誤差的原因有很多，例如儀器誤差、使用誤差、人身誤差、環(huán)境誤差、方法誤差等。5.4 系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng)(1) 示波管示波管是示波器的主件，是一個(gè)呈喇叭形抽成真空的玻璃泡有電子槍和二對(duì)互相垂直的偏轉(zhuǎn)板，喇叭口的球面內(nèi)壁上涂有熒光物質(zhì)，構(gòu)成熒光屏。（2）頻率設(shè)置 按電壓/頻率/相位切換按鈕切換顯示器為頻率顯示（KHz指示燈亮）。 按設(shè)置按鈕，進(jìn)入頻率設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)頻率顯示最高位開始閃爍。 按位選擇按鈕，改變閃爍位到所需步長(zhǎng)。 按調(diào)節(jié)按鈕，改變頻率，如果閃爍在100.000KHz位，則頻率增

22、加或減少，其余類推。再次按設(shè)置按鈕，退出頻率設(shè)置狀態(tài)。電子槍由燈絲f 、陰極k 、柵極G以及一組陽極A所組成。燈絲通過熾熱，使陰極發(fā)熱而發(fā)射電子。由于陽極電位高于陰極，所以電子被陽極加速，當(dāng)高速電子撞擊在熒光屏的壁上會(huì)使熒光物質(zhì)發(fā)光，在屏上就能看到一個(gè)亮點(diǎn)改變陽極電位，可以使不同發(fā)射方向的電子恰好會(huì)聚在熒光屏的某一點(diǎn)上，這種調(diào)節(jié)稱為聚焦。柵極的電位較陰極k為低，改變柵極電位的高低，可以控制電子槍發(fā)射電子數(shù)的多少，使熒光屏上的亮點(diǎn)發(fā)生明暗變化，這種調(diào)節(jié)稱為輝度調(diào)節(jié)。兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板的作用是用來控制亮點(diǎn)在熒光屏上的位置的，Y軸偏轉(zhuǎn)板加上信號(hào)電壓可以控制電子束的縱向偏轉(zhuǎn)，X軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓可控制電子束的橫

23、向偏轉(zhuǎn)。在一定范圍內(nèi)，光點(diǎn)偏離熒光屏中心的距離與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的大小成正比。（3） 電壓設(shè)置按電壓/頻率/相位切換按鈕切換顯示器為電壓顯示（V指示燈亮）。 按設(shè)置按鈕，進(jìn)入電壓設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)電壓顯示最高位開始閃爍。 按位選擇按鈕，改變閃爍位到所需步長(zhǎng)。按調(diào)節(jié)按鈕，修改電壓。 再次按設(shè)置按鈕，退出電壓設(shè)置狀態(tài)。設(shè)置/顯示的電壓為波形峰值電壓，調(diào)節(jié)范圍為0.02V5.00V，電壓精度優(yōu)于10。注意：輸出波形為正弦波時(shí)，顯示為有效電壓修改步長(zhǎng)為最前面各步長(zhǎng)的0. 707倍。此外還要注意的有1 接入電源前，要檢查電源電壓和儀器規(guī)定的使用電壓是否相符。 2各旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切忌用力過猛。 3為了保護(hù)熒光屏不

24、被灼傷，使用時(shí)，亮度不能太強(qiáng)，而且也不能讓光點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上。 4示波器應(yīng)聚焦良好。5.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的不足首先，在電路板布局中，有可能存著設(shè)計(jì)的不足，它的整體搭接會(huì)影響最終的效果；其次，元器件的功能不足，如此次的電容沒有達(dá)到理想中的要求；最后，在調(diào)試過程中，同學(xué)們對(duì)電子儀器的不熟悉，會(huì)導(dǎo)致使用不完善。第六章 實(shí)驗(yàn)總結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)題目是峰值檢波器電路的設(shè)計(jì)，以往我們焊電路板時(shí)，電路板上的布線都是現(xiàn)成的，而這次老師發(fā)給我們的板子是萬能板，需要自己布線，開始老師要我們先打好草稿，之后才能更好的焊接。我們都只是稍微布置了一下，便開始焊接了。元器件的測(cè)量以及焊接現(xiàn)在對(duì)我們來說已經(jīng)不是什么

25、大問題了。待元器件都焊好后，就是布線了。為了省事，剛開始時(shí)，我們都是直接用導(dǎo)線將兩端口直接“架橋”似的焊在一起。慢慢的隨著“橋”的增多，眼也開始花了，不久老師發(fā)現(xiàn)我們焊的這些“橋”都不由得汗顏了一把，后來找來了別班的一個(gè)板子，呃，焊的真好看，又清楚?？赐旰笥行┤嘶厝ジ暮?，有些不能改的也就這樣了，我看我的板子再對(duì)照那個(gè)好看的板子，簡(jiǎn)直慘不忍睹啊，所以回去重新焊一個(gè)去，此時(shí)才懂得老師要我們好好打草稿的原因，首先在草稿上將電路圖畫出（不能有交叉的線），然后再焊，這樣思路清晰，不容易出錯(cuò)，雖然花的時(shí)間稍微多了點(diǎn)，但質(zhì)量有保障又美觀。電路板焊好之后就要檢查其好壞，再進(jìn)行修改然后測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)。 課程設(shè)計(jì)，

26、是以學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦，親手設(shè)計(jì)，制作，組裝與調(diào)試為特色的。它培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題，和同學(xué)相互討論，明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我了解到要完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程大致是這樣的：知道它的原理，然后制定設(shè)計(jì)方案，繪畫出原理圖。具體的也要了解每個(gè)器件，它的作用和原理等。再對(duì)電路有了分析的基礎(chǔ)上測(cè)量和進(jìn)行計(jì)算。這次我焊的電路板雖然看上去挺好看的，但是線路有點(diǎn)多，焊接技術(shù)也不怎么樣，導(dǎo)致線路不穩(wěn)定，測(cè)量的時(shí)候誤差比較大。所以，以后在焊板子的時(shí)候還是要注意焊接的，焊接很重要。焊接的好很快就可以調(diào)試出來，不然很難調(diào)試出來，就算出來了結(jié)果也不好。還有一點(diǎn)就是調(diào)試真的是需

27、要耐心，煩躁的時(shí)候結(jié)果出不來還會(huì)更煩躁，耐心很重要。希望我通過這次的課程設(shè)計(jì)能吸取教訓(xùn)，這樣以后的實(shí)驗(yàn)中才會(huì)有更好的結(jié)果。參考文獻(xiàn)高吉祥。電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)。北京：電子工業(yè)出版社，2005方彥軍，孫建。智能儀器技術(shù)及其應(yīng)用。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004肖曉萍。電子測(cè)量技術(shù)。北京：電子工業(yè)出版社，2002盧文科。實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)及其電路精辟。北京：國防工業(yè)出版社，2000李明生，劉偉。電子測(cè)量?jī)x器與應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，2000趙茂泰。智能儀器原理及應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，1999萬象。電子測(cè)量與儀器。北京：中國勞動(dòng)出版社，1995陸希明。電子元件測(cè)量與儀表。北京：電子工業(yè)出

28、版社，1995管致中等。電子測(cè)量?jī)x器實(shí)用大全。南京：東南大學(xué)出版社，1995古天祥，王厚軍等。電子測(cè)量原理。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 基于乘法器的調(diào)幅電路設(shè)計(jì) 王鳳啟（安慶師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院 安徽 安慶 080408005） 指導(dǎo)老師 李強(qiáng)摘要：系統(tǒng)地提出了用集成模擬乘法器MC1496(雙列直插式)組件實(shí)現(xiàn)選定的電路，總體方案設(shè)計(jì)由單元電路MC1496實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制器和利用包絡(luò)二極管檢波器、低通濾波器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)兩大部分組成。其中第一部分電路完成不同調(diào)制系數(shù)M值的全載波調(diào)幅；第二部分是把前者輸出的全載波調(diào)幅信號(hào)解調(diào)出來。從而進(jìn)行各單元設(shè)計(jì)，總體調(diào)試。關(guān)鍵詞：集成模擬乘法器；檢

29、波器；濾波器1引言 集成模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量(電壓或電流)相乘的電子器件，高頻電子線路中的振幅調(diào)制、同步檢波等調(diào)制、解調(diào)的過程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過程。模擬乘法器是一個(gè)多用途器件，它與放大器相結(jié)合可以完成許多數(shù)學(xué)運(yùn)算，如乘法、除法、乘方、開方等。除此之外模擬乘法器還能用來進(jìn)行各種頻率變換，如平衡調(diào)制、同步檢波、鑒相等。本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制作主要是用MC1496的乘法器工作原理，用來實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅、測(cè)量調(diào)幅系數(shù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)幅波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。掌握這些后對(duì)調(diào)幅波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，采用設(shè)計(jì)的二極管包絡(luò)檢波器、低道濾波器電路來實(shí)現(xiàn)。了解二極管包絡(luò)檢波器、濾波器的主要指標(biāo)，對(duì)檢波頻率及波

30、形進(jìn)行分析。所以目前在無線電通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。2.乘法器的工作原理1 乘法器的工作原理MC1496是雙平衡四象限的集成模擬乘法器，內(nèi)部電路圖及引腳圖如圖1所示，由圖1可知，該乘法器是屬于并聯(lián)交叉耦合可變互導(dǎo)型，由T1，和T2兩個(gè)晶體管組成一對(duì)差分放大器,T5是它的恒流源；又由T3和T4兩個(gè)晶體管組成第二對(duì)差分放大器，T6是它的恒流源。T1 和T3集電極連在一起，T2 和T4集電極聯(lián)在一起，T2 的基極與T3的基極相連，Tl和T4的基極相連。從這種聯(lián)接方式可以看出，第一對(duì)差分放大器的極性(對(duì)ux (t)來說) 恰好與第二對(duì)差分放大器的輸入信號(hào)的極性相反，當(dāng)uy(t)=O時(shí)，i5=i6

31、 。即，=一， 。根據(jù)分析表明，在“中只存在和的乘積項(xiàng)，而無直通分量。T7、T8、T9等組成具有負(fù)反饋電阻的恒流源R7R8R9 為負(fù)反饋電阻，它們的作用是展寬動(dòng)態(tài)范圍。引腳和外接電阻，對(duì)差分放大器T5、T6產(chǎn)生電流負(fù)反饋?？烧{(diào)節(jié)乘法器的信號(hào)增益，擴(kuò)展輸入電壓的線性動(dòng)態(tài)范圍。引卻外接電阻用來調(diào)節(jié)偏置電流 和鏡像電流的值。MC1496只適用于頻率較低的場(chǎng)合，它的工作頻率在1MHz以下。2 靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置21 靜態(tài)偏置電壓設(shè)置根據(jù)MC1496的特性參數(shù)和它的內(nèi)部電路，在應(yīng)用時(shí)，靜態(tài)偏置電壓應(yīng)滿足下列關(guān)系： 22 靜態(tài)偏置電流的確定靜態(tài)偏置電流主要由恒流源，的值來確定，當(dāng)器件為單電源供電時(shí)，引腳接地，

32、腳通過一個(gè)電阻接正電源 ，由于是 的鏡像電流，所以改變電阻 可以調(diào)節(jié)的大小，即： 當(dāng)器件雙電源工作時(shí)，引腳接負(fù)電源，腳通過電阻R 接地，因此改變R 也可以調(diào)節(jié)，0的大小，即 根據(jù)MC1496的性能參數(shù)，器件的靜態(tài)電流小于4mA，一般取 =lmA左右。器件的總耗散功率可得：=2 ( )+ ( )，應(yīng)小于器件的最大允許耗散功率(33mW)。3 設(shè)計(jì)要求(1)掌握MC1496乘法器實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制器及包絡(luò)二極管檢波器的設(shè)計(jì)組裝與調(diào)試方法。(2)熟悉MC1496集成電路及檢波二極管、低通濾波器的使用。4 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)利用MC1496集成乘法器實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制電路。(2)利用檢波二極管、濾波器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅信號(hào)的解

33、調(diào)。5 設(shè)計(jì)方案調(diào)制器及解調(diào)器的框圖如圖2所示。它由MCl496集成乘法器芯片、三極管、檢波二極管、濾波器等元器件組成。 6 單元電路設(shè)計(jì)、原理及器件選擇61 振幅調(diào)制器采用MC1496實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制，調(diào)制器如圖3所示。幅度調(diào)制就是載波的振幅調(diào)制信號(hào)控制周期的變化，由MC1496構(gòu)成調(diào)幅器，它將高頻正弦波信號(hào)為載波信號(hào)輸人到I，并加在兩組差動(dòng)放大器、對(duì)地的輸入端腳和腳之間；另將低頻正弦波信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器、 輸入端腳和腳之間。將這兩種信號(hào)輸人后，二者相乘為輸出信號(hào)的全載波信號(hào)。在腳和腳外接=lk電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。已調(diào)信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩個(gè)集電極(和腳之間)輸出。用來調(diào)節(jié)腳和腳之間的平衡，調(diào)節(jié)腳和腳之間的平衡。三極管T提高調(diào)幅器帶負(fù)功能力。(1)用直流調(diào)制特性調(diào)節(jié)。(2)實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅，加入(t)=200sint高頻輸入；加入(t)=60sint低頻信號(hào)，分別將高頻、低頻信號(hào)輸入I和I端。62 調(diào)幅波信號(hào)解調(diào)器調(diào)幅波解調(diào)器，采用非線性元件二極管2AP12及RC元器件低通濾波器構(gòu)成，實(shí)際的調(diào)幅波解調(diào)器如圖5所示。調(diào)幅波的解調(diào)，就是要求從調(diào)幅波中不失真地還原出調(diào)制信號(hào)，它是調(diào)制的逆過程。振幅解調(diào)框圖如圖6所示。63 調(diào)試調(diào)試所需儀器有雙蹤示波；高頻信號(hào)發(fā)生器；低頻信號(hào)發(fā)生器；直流穩(wěn)壓電源與設(shè)計(jì)自制實(shí)驗(yàn)?zāi)０暹M(jìn)行