電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)_圖文

1、 Tianjin University of Technology and Education課程設(shè)計(jì)二一四年一月目錄0.引言11.目的和任務(wù) (12.硬件電路設(shè)計(jì) (53.AM調(diào)制實(shí)際測(cè)試 (64.結(jié)論與心得體會(huì) (7引言在通信系統(tǒng)中,從消息變換過(guò)來(lái)的信號(hào)是頻率很低的電信號(hào),其頻譜特點(diǎn)是包括(或不包括直流分量的低通頻譜,如電話信號(hào)的頻率范圍在 300到3000Hz,稱為基帶信號(hào)。這種基帶信號(hào)在很多信道中不能直接傳播.為了使基帶信號(hào)適宜在信道中傳輸,就需要采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。調(diào)制通?？梢苑譃槟M調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種方式。在本系統(tǒng)中,基帶信號(hào)和載波信號(hào)都為連續(xù)的正弦波,采用集成模擬乘法器MC1496

2、實(shí)現(xiàn)AM模擬調(diào)制。本文將通過(guò)集成模擬乘法器芯片MC1496的原理、作用和功能出發(fā),闡述整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。整個(gè)課程設(shè)計(jì)將豐富讀者的應(yīng)用知識(shí)。也為MC1496芯片的應(yīng)用和功能多添一項(xiàng)展示。1 課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)掌握手工電烙鐵的焊接技術(shù),能夠獨(dú)立的完成簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的安裝與焊接。熟悉電子產(chǎn)品的安裝工藝的流程。能夠自己設(shè)計(jì)繪制電路原理圖并根據(jù)原理圖以及元器件實(shí)物設(shè)計(jì)并制作小工藝品。熟悉常用電子器件的類別、型號(hào)、規(guī)格、性能及其使用范圍,能查閱有關(guān)的電子器件圖書(shū)。能夠正確識(shí)別和選用常用的電子器件。了解電子產(chǎn)品的焊接、調(diào)試方法。根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)基于MC1496的AM調(diào)制器,要求載波在6M-10M之間。要求作

3、品功能表現(xiàn)突出,結(jié)構(gòu)明確。認(rèn)真調(diào)試作品,并記錄主要數(shù)據(jù)和波形,并且仔細(xì)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。2 硬件電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的調(diào)制器,在能在6M-10M的載波信號(hào)下調(diào)制;能夠使調(diào)制器實(shí)現(xiàn)抑制載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制;2.2 如何實(shí)現(xiàn)調(diào)制所謂“調(diào)制”就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理,使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^(guò)程。一般來(lái)說(shuō),信號(hào)源的信息(也稱為信源含有直流分量和頻率較低的頻率分量,稱為基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)往往不能作為傳輸信號(hào),因此必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的信號(hào)以適合于信道傳輸。這個(gè)信號(hào)叫做已調(diào)信號(hào),而基帶信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。調(diào)制是通過(guò)改變高頻載波即消息的載體信號(hào)的幅度

4、、相位或者頻率,使其隨著基帶信號(hào)幅度的變化而變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.3 AM調(diào)制原理標(biāo)準(zhǔn)振幅調(diào)制(Amplitude Modulation,AM是一種相對(duì)便宜的,質(zhì)量不高的調(diào)制形式。主要用于聲頻和視頻的商業(yè)廣播。我們首先討論單頻信號(hào)的調(diào)制情況。如果設(shè)單頻調(diào)制信號(hào), 載波,那么調(diào)幅信號(hào)(已調(diào)波可表示為: 式中,為已調(diào)波的瞬時(shí)振幅值(也稱為調(diào)幅波的包絡(luò)函數(shù)。由于調(diào)幅信 號(hào)的瞬時(shí)振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系,即有: 式中,為比例常數(shù),一般由調(diào)制電路的參數(shù)決定;為調(diào)制系 數(shù),反映了調(diào)幅波振幅的該變量,常用百分?jǐn)?shù)表示。把式(1.2帶入(1.1,可得 單頻信號(hào)調(diào)幅波的表達(dá)式為: 或 可見(jiàn),要完成AM調(diào)制,其核心部分

5、在于實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘。2.4 MC1496芯片介紹MC1496PG是摩托羅拉(Motorola公司生產(chǎn)的一款單片集成模擬乘法器,該芯片內(nèi)部非常簡(jiǎn)單,只集成了8個(gè)晶體管。它是一款可應(yīng)用于抑制載波調(diào)幅、普通調(diào)幅,同步解調(diào),FM解調(diào),相位解調(diào)等應(yīng)用的模擬乘法器,其性能良好,外圍電路簡(jiǎn)單,十分適合在普通調(diào)幅器中選用。引腳圖如圖2-1 (a所示其主要特性有:極好的載波抑制度 -65dB typ0.5 MHz-50dB typ10 MHz可調(diào)節(jié)的增益與信號(hào)處理 平衡輸入輸出 -85dB 典型值的高共模抑制比 MC1496為平衡調(diào)制器的核心器件,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖2-1(b所示。 MC1496中包含

6、了由帶雙電流源的標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)放大器驅(qū)動(dòng)的四個(gè)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(Carrier Input輸入至4個(gè)三極管組成的雙差分放大器,信號(hào)輸入(Signal Input輸入至2個(gè)三極管組成的單差分放大器用以激勵(lì)載波。最上的四個(gè)三極管構(gòu)成兩對(duì)差動(dòng)放大器;中間兩個(gè)三極管也構(gòu)成一對(duì)差動(dòng)放大器,用于激勵(lì)上述兩對(duì)差動(dòng)放大器及相關(guān)的偏置電路;下面兩個(gè)三極管構(gòu)成恒流源電路。引腳8與1O 接輸入電壓V 1,引腳1與4接另一輸入電壓V 2 ;輸出電壓 V 0從引腳6與12輸出。引腳2和3外接電阻Ry 對(duì)中間一對(duì)差分放大器產(chǎn)生電流負(fù)反饋,以擴(kuò)展輸入電壓的線性

7、動(dòng)態(tài)范圍。采用雙電源供電時(shí),引腳14接負(fù)電源;若采用單電源供電,腳14接地。2.5 原理圖設(shè)計(jì)用MC1496設(shè)計(jì)調(diào)幅電路時(shí)除了遵循上述原則外,還要考慮共模擺幅、互導(dǎo)納帶圖2-1 (b 寬、耦合和旁路電容、輸出信號(hào)、信號(hào)端口的穩(wěn)定性等因素的影響。綜合以上各種因素,最終設(shè)計(jì)出的AM調(diào)制器的原理圖如圖2-2所示:2.6 幾個(gè)重要參數(shù)的計(jì)算MC1496可以采用單電源供電,也可以采用雙電源供電。器件的靜態(tài)工作點(diǎn)由外接元件確定。靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置應(yīng)保證各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài),即晶體管c-b間電壓應(yīng)大于或等于2V,小于或等于最大允許工作電壓。根據(jù)上述內(nèi)部電路圖及特性參數(shù),應(yīng)用時(shí),靜態(tài)偏置電壓(輸入為0時(shí)應(yīng)

8、滿足下列關(guān)系,即, 一般情況下,晶體管的基極電流很小,對(duì)于圖(,三對(duì)差分放大器的基極電流I8,I10,I1,I4可以忽略不記,因此器件的靜態(tài)偏置電流主要由恒流源I0的值確定?，F(xiàn)MC1496PG為雙電源工作,其恒流源I0可由下式確定: 根據(jù)MC1496PG的特性參數(shù),器件的靜態(tài)電流小于4mA,一般取左右。圖中R11取值為6.8K,經(jīng)計(jì)算。器件的總耗散功率可由下式估算 PD應(yīng)小于器件的最大允許耗散功率(33mW。2.7 PCB的布線與電路板的制作PCB板講究布線優(yōu)美,元件放置緊湊,外觀精致美觀。因此該門(mén)鈴的PCB用了圓滑的圓滑曲線布線,沒(méi)有堅(jiān)硬的棱角。寬度為0.8mm的寬線繪制,不用擔(dān)心干擾問(wèn)題。

9、最終繪制成的PCB版圖請(qǐng)參見(jiàn)附錄(圖1。繪制PCB時(shí),想要作品美觀,則需事先買(mǎi)好元器件。然后根據(jù)器件的實(shí)際規(guī)格繪制PCB封裝,進(jìn)而再繪制PCB板,這樣才可以將器件放置得整齊緊湊,而不用擔(dān)心封裝問(wèn)題。3 AM 調(diào)制器的實(shí)際測(cè)試3.1 初步硬件測(cè)試接通電源,測(cè)量?jī)啥穗妷杭s為6.8V ,可計(jì)算出靜態(tài)工作電流約為1mA ,靜態(tài) 工作點(diǎn)設(shè)置正常。 調(diào)制信號(hào)對(duì)地短接,載波輸入端加入頻率6MHz 、幅度50mVpp 的正弦波,輸出端 接至示波器,可以看到示波器上顯示6MHz正弦波,調(diào)節(jié)電位器可以改變輸出正 弦波幅度,硬件基本正常。3.2 性能測(cè)試輸入頻率6MHz ,幅度40mVpp 正弦信號(hào)至載波輸入端。輸

10、入頻率20KHz ,幅度100mVpp正弦信號(hào)至調(diào)制信號(hào)輸入端。調(diào)節(jié)電位器可得到如圖3-1所示有載撥振 幅調(diào)制波形。調(diào)節(jié),可以改變調(diào)制系數(shù),使得調(diào)制系數(shù)在0-1間連續(xù)變化。輸入頻率6MHz ,幅度40mVpp 正弦信號(hào)至載波輸入端。輸入頻率20KHz ,先使幅度為0的正弦信號(hào)至調(diào)制信號(hào)輸入端。調(diào)節(jié)電位器,使輸出(此時(shí) ,再逐漸增加調(diào)制信號(hào)幅度,則輸出信號(hào)幅度的幅度逐漸增大,最后出現(xiàn)如圖3-2所示的抑制載波的條幅信號(hào)。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱,致使輸出圖3-1 有載波調(diào)節(jié)器幅波 出現(xiàn)漏信號(hào)。腳1和4分別接電阻和可以較好地抑制載波漏信號(hào)和改善溫度性 能。4 結(jié)論通過(guò)對(duì)此作品整個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)、繪

11、制、制作、調(diào)試等方面來(lái)看。由MC1496模擬乘法器構(gòu)成的AM調(diào)制器具有穩(wěn)定性好、功率小、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。由于本課程設(shè)計(jì)主要在于驗(yàn)證,所選用的模擬乘法器為較為廉價(jià)的MC1496PG,電路性能基本符合要求。所設(shè)計(jì)的調(diào)幅器實(shí)際輸出幅度較小,且幅度變化較大,無(wú)法直接進(jìn)行發(fā)射。若要進(jìn)行無(wú)線發(fā)射,則需要在后級(jí)接入AGC(自動(dòng)增益控制,功率放大等電路。心得體會(huì)(王敏在這一周的時(shí)間里我在做“AM調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)”。在這一過(guò)程中,真切感覺(jué)到自己知識(shí)能力的匱乏,好多東西都只是知道一些皮毛,真正搞懂會(huì)應(yīng)用的東西很少。或許一個(gè)人的進(jìn)步需要一個(gè)緩慢的過(guò)程,在過(guò)程中需要不斷地借鑒,學(xué)習(xí),汲取別人的東西。同別人的成果中攫取

12、知識(shí)和營(yíng)養(yǎng),然后把它變成自己的東西。收獲之一是不做系統(tǒng)的東西,許多細(xì)小的環(huán)節(jié)是注意不到的。而這諸多環(huán)節(jié)往往影響你整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這可真應(yīng)驗(yàn)了那句話“細(xì)節(jié)決定一切”。通過(guò)對(duì)此作品的完成以及調(diào)試等方面來(lái)看,由MC1496模擬乘法器構(gòu)成的AM調(diào)制器具有穩(wěn)定性好、功率小、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。由于本課程設(shè)計(jì)主要在于驗(yàn)證,所選用的模擬乘法器為較為廉價(jià)的MC1496G,電路性能基本符合要求。所設(shè)計(jì)的調(diào)幅器實(shí)際輸出幅度較小,且幅度變化較大,無(wú)法直接進(jìn)行發(fā)射。若要進(jìn)行無(wú)線發(fā)射,則需要在后級(jí)接入AGC(自動(dòng)增益控制,功率放大等電路。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,出現(xiàn)了一下幾種問(wèn)題:首先,連接電路的時(shí)候出現(xiàn)了斷路、短路等問(wèn)題,導(dǎo)

13、致了電路的不連通,從而顯示不出波形;其次,在連接電路的具體操作過(guò)程中沒(méi)有做好充分的工作來(lái)提高電路的抗干擾能力,從而導(dǎo)致信號(hào)失真;第三,在硬件檢測(cè)中,忽略了如示波器檢測(cè),信號(hào)發(fā)生器檢測(cè)等重要儀器的檢測(cè),想當(dāng)然的以為儀器都是準(zhǔn)確的?？傊?在這次課程設(shè)計(jì)的制作的過(guò)程中學(xué)到了很多東西,能力也有相應(yīng)的提升。心得體會(huì)(陳永志通過(guò)此次課程設(shè)計(jì),使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)高頻電子線路方面的知識(shí),在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題,但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考,一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在,也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知,通過(guò)親自動(dòng)手制作,使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專

14、業(yè)課,給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升,同時(shí)又是一門(mén)講道課,一門(mén)辯思課,給了我許多道,給了我很多思,給了我莫大的空間。同時(shí),設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我掌握了模擬乘法器芯片MC1496的原理、作用和功能。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái),從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會(huì)服務(wù),從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題,可以說(shuō)得是困難重重,但可喜的是最終都得到了解決。此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢,只要認(rèn)真鉆研,動(dòng)腦思考,動(dòng)手實(shí)踐,就沒(méi)有弄不懂的知識(shí),收獲頗豐。心得體會(huì)(劉子源查閱了圖書(shū)館、書(shū)店、和internet網(wǎng),查閱了大量的調(diào)幅發(fā)射機(jī)機(jī)設(shè)計(jì)的資料,并且整理了它們,經(jīng)過(guò)許多天的實(shí)際演練與修改,完成任務(wù)。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)讓我了解了我的基礎(chǔ)知識(shí)一點(diǎn)也不好,就像沒(méi)學(xué)過(guò)這些東西,讓我無(wú)從下手,還是通過(guò)同學(xué)的細(xì)心指點(diǎn)與自己的不懈努力才有所成績(jī),因此也讓我了解到信號(hào)的產(chǎn)生、發(fā)射過(guò)程,了解并運(yùn)用MC1