幅度調(diào)制電路的設計(DOC)

1、東北石油大學課程設計課程咼頻電子線路題目幅度調(diào)制電路的設計院系電子科學學院專業(yè)班級電信10-1班學生姓名 學生學號指導教師 2014年2月28日東北石油大學課程設計任務書課程咼頻電子線路題目幅度調(diào)制電路的設計專業(yè)電子信息工程姓名 學號主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等1主要內(nèi)容本題目為集成模擬乘法器應用設計之一，即設計幅度調(diào)制電路。通過本次電路設計，掌握集成模擬乘法器的基本原理及其所構成的幅度調(diào)制電路的設計方法、電路調(diào)整及測試技術。加深對高頻電子線路課程理論知識的理解，提高電路設計及電子實踐能力。2、基本要求(1) 采用集成模擬乘法器設計幅度調(diào)制；(2) 調(diào)整平衡調(diào)節(jié)電路分別實現(xiàn)抑制載波的雙邊

2、帶調(diào)幅和有載波的普通調(diào)幅；(3) 另外再設計一種利用模擬乘法器實現(xiàn)的其它高頻功能電路，并分析工作原理。3、主要參考資料1 陽昌漢高頻電子線路哈爾濱：高等教育出版社，2006.2 吳運昌.模擬集成電路原理與應用.廣州：華南理工大學出版社，2000.3 謝自美.電子線路設計實驗測試.武漢：華中科技大學出版社，2000.4 高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計.北京：電子工業(yè)出版社，2002.完成期限 2月24日-2月28日指導教師專業(yè)負責人2014年 2 月21日東北石油大學本科生課程設計（報告）一、電路基本原理1、基本原理幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡）隨調(diào)制信號的參數(shù)變化而變化。本實驗中載波是由實

3、 驗箱的高頻信號源產(chǎn)生的10MHz高頻信號，利用DDS言號發(fā)生器輸出1KHz的低頻信號為調(diào)制 信號。振幅調(diào)制器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號的裝置。集成模擬乘法器是完成兩個模擬量（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、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)過程，均可視為兩個信號相乘 的過程。MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器，電路如圖1所示。引腳與接輸入電壓 Ux，與 接另一輸入電壓Uy，輸出電壓Uo從引腳與（12）輸出。弓|腳與外接電阻 R8為電流負反 饋電阻，可調(diào)節(jié)乘法器的信號增益，并擴展輸入電壓Uy的線性動態(tài)范圍。引腳（14）為負電源（雙 電源供電時）或接地端（單電源供電時）

4、。j+12U圖1模擬乘法器模擬乘法器是一種完成兩路互不相關的模擬信號（連續(xù)變化的兩個電壓或電流）相乘作用的電子器件。它是利用晶體管特性的非線性巧妙的進行結(jié)合實現(xiàn)調(diào)幅的電路。使輸出中僅 保留晶體管非線性所產(chǎn)生的兩路輸入信號的乘 這一項，從而獲得良好的乘法特性。MC1496內(nèi)部電路圖中，晶體管T1T4組成雙平衡差分放大器 T5T6組成 單差分放大 器，晶體管T7、T8及其偏置電阻作為T5T6的恒流源。它是一個四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動對由V1 V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對的恒流源又組成一對差分電路，即V5與V6,因此恒流源的控制電壓可正可負，以此實現(xiàn)了四象限工作

5、進行調(diào)幅時，載波信號加在V1 V4的輸入端，即引腳的、之間；調(diào)制信號加在差動放大器V5 V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接1KQ電位器，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍，已調(diào)制信號取自雙差動放大器的兩集電極1東北石油大學本科生課程設計(報告)(即引出腳、(12)之間)輸出。為了擴展乘法器的輸入線性動態(tài)范圍，在引腳“2”和“3”之間接了一個電阻R7( 1KQ ),它的作用為晶體管T5、T6形成串聯(lián)電流負反饋。因此擴大了 Vx的輸入線性動態(tài)范圍，其目 的輸入線性化。2、設計框圖(1) 對傳輸信號進行調(diào)制的原因根據(jù)電磁波理論，天線尺寸大于信號波長的十分之一，信號才能有效發(fā)射。如聲音信號 的頻率范圍為 0.

6、1 6 kHz 。設 f = 1 kHz，入=C/?=3X 108/103=3X 105 (m)，顯然，低頻信 號直接發(fā)射是不現(xiàn)實的。(2) 調(diào)制調(diào)制(Modulatio n)將低頻信號裝載于高頻信號。(3) 調(diào)制的方式調(diào)幅AM (檢波)、調(diào)頻FM (鑒頻)、調(diào)相PM (鑒相)(4) 信息傳輸系統(tǒng)圖2程序框圖已調(diào)信號接收設備低頻電信號輸 出 變 換 器輸出信息二、設計方案1、總體設計電路用低頻信號去改變高頻信號的幅度，稱為調(diào)幅。經(jīng)調(diào)幅后的高頻信號稱調(diào)幅信號，把沒 有調(diào)幅的等幅高頻信號稱為載波信號，它是運載低頻信號的工具。采用模擬乘法器構成的調(diào)幅電路如下所示。調(diào)幅系數(shù)表示載波受低頻信號控制的程度

7、， 為了不產(chǎn)生調(diào)幅失真，要求 UYQ三Uq m。圖3電路原理圖2、元件參數(shù)的確定MC1496可采用單電源，也可采用雙電源供電，其直流偏置由外接元器件來實現(xiàn)。1腳和4腳所接對地電阻F5、R6決定于溫度性能的設計要求。若要在較大的溫度變化范圍 內(nèi)得到較好的載波抑制效果(如全溫度范圍-55至+125), Fl、R6一般不超過51 Q ;當工作環(huán) 境溫度變化范圍較小時，可以使用稍大的電阻。R1-R4及RR為調(diào)零電路。在實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制時，F(xiàn)和F2接入，以使載漏減小；在實現(xiàn)普通調(diào)幅時，將R及F2短路(關閉開關S、S2)，以獲得足夠大的直流補償電壓調(diào)節(jié)范圍，由于 直流補償電壓與調(diào)制信號相加后作用到乘法器上，

8、故輸出端產(chǎn)生的將是普通調(diào)幅波，并且可 以利用RR來調(diào)節(jié)調(diào)制系數(shù)的大小。5腳電阻R決定于偏置電流丨5的設計。丨5的最大額定值為10mA通常取1mA由圖可看 出，當取l5=1mA雙電源(+12V, -8V)供電時，民可近似取6.8k Q。輸出負載為R15，亦可用L2與C7組成的并聯(lián)諧振回路作負載，其諧振頻率等于載頻，用于 抑制由于非線性失真所產(chǎn)生的無用頻率分量。VT所組成的射隨器用于減少負載變化和測量帶 來的影響。三、電路調(diào)試與仿真分析1、電路調(diào)整及測試(1)載波輸入端平衡調(diào)節(jié)在調(diào)制信號輸入端IN2輸入調(diào)制信號UQ (t )，Ub (t )為f=1KHz幅度為100mV( Vp-p)的正弦信號。將

9、示波器接至 OUT處，調(diào)節(jié)電位器 懇2,使示波器上輸出的波形幅度最小。(然后去掉輸入信號Ub)o(2)抑制載波調(diào)幅(在載波輸入端平衡的狀態(tài)下進行)輸入端INi輸入載波信號UC (t), UC( t)為f=465KHz,幅度UC( p-p)=30 mv的正弦信號，將 示波器接至OUT處。調(diào)節(jié) 昭，使輸出電壓Vo最小。輸入端IN2輸入調(diào)制信號Ub (t),其頻率為1KHz幅度由零逐漸增大，當U-p)為幾百 毫伏時，將出現(xiàn)如圖2所示的抑制載波的調(diào)幅信號。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對稱，致 使輸出波形出現(xiàn)漏載信號?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)電位器R=2來改善波形的對稱性。圖4抑制載波調(diào)幅波2、實驗調(diào)試結(jié)果(1)輸入失

10、調(diào)調(diào)零將高頻輸入信號Uc加至高頻輸入端。其頻率為500KHz,幅度為Uc 0.1v左右(參考值)。 讓低頻信號輸入端接地，調(diào)節(jié)電位器Rt1使輸出的波形幅度較小且不失真(用示波器觀察)， 然后撤除高頻信號。將低頻信號加入低頻信號的輸入端，其頻率為1KHz，幅度為uca+b Channel AScale:20 vytivY pos.(Div):ESQ圖6仿真圖通過仿真圖可以看出，在輸入載波頻率和調(diào)制信 邊帶調(diào)幅波調(diào)幅，必須通過調(diào)幅電路產(chǎn)生新的頻率分 調(diào)幅的要求。BTriggerEdge:圖可以分析出，此，要實現(xiàn)普通調(diào)幅四、總結(jié)及體會通過這次課程設計，我明白了一個道理，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行

11、。不親自實踐一 下，總覺得自己什么都會了，但是到真要用到的時候，才發(fā)現(xiàn)原來一切都是紙上談兵。通過一周 的高頻設計，我發(fā)現(xiàn)了很多問題是從課本上學不到的，所以剛開始拿到設計課題是時候有些 不知所措，不知道該干什么，不過經(jīng)過和同組人的共同探討和學習，我逐漸把握住了思路，并 開始了設計。通過本課題的設計，增強了我的高頻設計能力，鞏固所學的理論知識，進一步深入了解 集成模擬乘法器MC1496的工作原理，在一定程度上掌握了調(diào)幅器與檢波器的設計原理用來實 現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅和有載波的普通調(diào)幅。掌握這些后對調(diào)幅波信號進行解調(diào)，采用設 計的二極管包絡檢波器、低道濾波器電路來實現(xiàn)。在此次高頻電子線路課程設計中

12、，我綜合 運用了所學知識，構成了新的知識框架，提高了對知識的理解與實際運用能力，進一步熟悉 常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用的原則，提高了知識運用的綜合能力?？偟膩碇v，本次課程設計對于我來說有很大的意義。通過本次課程設計，我有一種溫故 知新感覺。不僅對原有知識進行了鞏固，還增加了不少新的知識，即使在設計中并沒有用到 所有新的知識，但我學會了，就是我的財富，今后我一定會好好加以利用。同時，我在以后 的學習生活當中一定會牢牢記住這次課程設計給我的經(jīng)驗和教訓，在學習工作中更加努力和 細心，學有所用才是硬道。唯有加以實踐，才能掌握的更加牢固。2000.2000.2002.參考資料1 陽昌漢.高頻電子線路哈爾濱：高等教育出版社，2006.2 吳運昌.模擬集成電路原理與應用.廣州：華南理工大學出版社，3 謝自美.電子線路設計實驗測試.武漢：華中科技大學出版社,4 高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計.北京：電子工業(yè)出版社，東北石油大學課程設計成績評價表課程名稱高頻電子線路題目名稱幅度調(diào)制電路的設計學生姓名學號指導教學號師姓名職稱序號評價項目指標滿分評分1工作量、工作態(tài)度和