高頻電子線路課程設(shè)計(jì)與仿真

1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）題目：集電極調(diào)幅院 （系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 起止時(shí)間：任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）： 教研室： 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目集電極調(diào)幅課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)要求：1用EWB仿真，能夠觀察輸入輸出波形。 2三極管工作在丙類狀態(tài) 3采用單調(diào)諧做為負(fù)載4采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號(hào)頻率15000HZ，電壓500mV左右 輸入直流電源電壓12V 采用單調(diào)諧做為負(fù)載設(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，廣開(kāi)思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。對(duì)各種

2、方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、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(lái)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(shuō)明。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會(huì)員提供,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。文檔在線網(wǎng)會(huì)對(duì)會(huì)員提供的文檔資料進(jìn)行篩選和編輯，但是并不聲明或保證其內(nèi)容的合法性和正確性。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文）目

3、錄第1章 集電極調(diào)幅設(shè)計(jì)方案11.1 調(diào)幅器11.2 集電極調(diào)幅11.3 集電極調(diào)幅的要求及技術(shù)指標(biāo)1第2章 集電極調(diào)幅的工作原理及分析22.1集電極調(diào)幅的工作原理22.2 集電極電流脈沖的變化情形32.3 集電極調(diào)幅波形圖32.4 集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性4第3章 集電極調(diào)幅設(shè)計(jì)仿真63.1 設(shè)計(jì)電路63.2 輸入載波信號(hào)波形63.3 輸入調(diào)制信號(hào)波形73.4 輸出波形7第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)8器件附表8參考文獻(xiàn)8第1章 集電極調(diào)幅設(shè)計(jì)方案論證11 調(diào)幅器使受調(diào)波的幅度隨調(diào)制信號(hào)而變化的電路稱為調(diào)幅器。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

4、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(lái)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 集電極調(diào)幅所謂的集電極調(diào)幅，就是用調(diào)幅信號(hào)來(lái)改變高頻功率放大器的集電極直流電源電壓，以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。集電極調(diào)幅的特點(diǎn)：（1）因過(guò)壓工作，

5、高(與m無(wú)關(guān))用于大功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)。（2）要求v提供較大的驅(qū)動(dòng)功率。（3）m較大時(shí)，調(diào)幅波非線性失真1.3集電極調(diào)幅的要求及技術(shù)指標(biāo)要求：1用EWB仿真，能夠觀察輸入輸出波形。 2針對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析，并計(jì)算輸出功率。 3三極管工作在丙類狀態(tài) 4采用單調(diào)諧做為負(fù)載5采用三極管作為放大器參數(shù)：輸入信號(hào)頻率15000HZ，電壓500mV左右 輸入直流電源電壓12V 采用單調(diào)諧做為負(fù)載采用三極管作為放大器 第2章 集電極調(diào)幅的工作原理及分析2.1 集電極調(diào)幅的工作原理集電極調(diào)幅是利用低頻調(diào)制電壓去控制晶體管的集電極電壓，通過(guò)集電極電壓的變化，使集電極高頻電流的基波分量隨調(diào)制電壓的規(guī)律變化，從而實(shí)

6、現(xiàn)調(diào)幅。實(shí)際上，它是一個(gè)集電極電源受調(diào)制信號(hào)控制的諧振功率放大器，屬高電平調(diào)幅。調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。集電極調(diào)幅的基本原理電路如圖21所示：圖21 集電極調(diào)幅原理電路 圖中，設(shè)基極激勵(lì)信號(hào)電壓（即載波電壓）為：則加在基射極間的瞬時(shí)電壓為2.2 集電極電流脈沖的變化情形調(diào)制信號(hào)電壓 加在集電極電路中，與集電極直流電壓VCC串聯(lián)，因此，集電極有效電源電壓為 式中，VCC 為集電極固定電源電壓； 為調(diào)幅指數(shù)。由式可見(jiàn)，集電極的有效電源電壓VC隨調(diào)制信號(hào)壓變化而變化。由圖22所示，圖22 同集電極電壓相對(duì)應(yīng)的集電極電流脈沖的變化情形圖中，由于-VBB與b不變，故為常數(shù)，又RP不變，因此動(dòng)態(tài)特性曲線的

7、斜率也不變。若電源電壓變化，則動(dòng)態(tài)線隨VCC值的不同，沿c平行移動(dòng)。由圖可以看出，在欠壓區(qū)內(nèi)，當(dāng)VCC由VCC1變至VCC2（臨界）時(shí)，集電極電流脈沖的振幅與通角變化很小，因此分解出的Icm1的變化也很小，因而回路上的輸出電壓c的變化也很小。這就是說(shuō)在欠壓區(qū)內(nèi)不能產(chǎn)生有效的調(diào)幅作用。2.3集電極調(diào)幅波形圖當(dāng)動(dòng)態(tài)特性曲線進(jìn)入過(guò)壓區(qū)后，VCC等于VCC3、VCC4等，集電極電流脈沖的振幅下降，出現(xiàn)凹陷，甚至可能使脈沖分裂為兩半。在這種情況下，分解出的Icm1隨集電極電壓VCC的變化而變化，集電極回路兩端的高頻電壓也隨VCC而變化。輸出高頻電壓的振幅Vc=Icm1·Rp，Rp不變，Icm1

8、隨Vc而變化，而VCC是受控制的，回路兩端輸出的高頻電壓也隨變化，因而實(shí)現(xiàn)了集電極調(diào)幅。其波形如圖23所示。 圖2-3 集電極調(diào)幅波形圖2.4集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性當(dāng)沒(méi)有加入低頻調(diào)制電壓（即=0）時(shí)，逐步改變集電極直流電壓VCC的大小，同樣可使ic電流脈沖發(fā)生變化，分解出的ICO或Icm1也會(huì)發(fā)生變化。我們稱集電極高頻電流Icm1（或ICO）隨VCC變化的關(guān)系線為靜態(tài)調(diào)制特性曲線。根據(jù)分析結(jié)果可作出靜態(tài)調(diào)制特性曲線如圖24所示。 圖24 集電極調(diào)幅的靜態(tài)調(diào)制特性靜態(tài)調(diào)制特性曲線不能完全反映實(shí)際的調(diào)制過(guò)程，因?yàn)闆](méi)有加入調(diào)制信號(hào)，輸出電壓中沒(méi)有邊頻存在，只有載波頻率，不是調(diào)幅波。通常調(diào)制信號(hào)角頻

9、率要比載波角頻率o低得多，因此對(duì)載波來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)的變化是很緩慢的，可以認(rèn)為在載波電壓交變的一周內(nèi)，調(diào)制信號(hào)電壓基本上不變。這樣，靜態(tài)調(diào)制特性曲線仍然能正確反映調(diào)制過(guò)程。我們可以利用它來(lái)確定已調(diào)波包絡(luò)的非線性失真的大小。由圖24可知，為了減小非線性失真，當(dāng)加上調(diào)制信號(hào)電壓時(shí)，保證整個(gè)調(diào)制過(guò)程都工作在過(guò)壓狀態(tài)，所以工作點(diǎn)Q應(yīng)選在調(diào)制特性曲線直線段的中央，即VCCQ=1/2VCCO處，VCCO為臨界工作狀態(tài)時(shí)的集電極直流電壓。否則，工作點(diǎn)Q偏高或偏低，都會(huì)使已調(diào)波的包絡(luò)產(chǎn)生失真。在本實(shí)驗(yàn)中會(huì)得到證實(shí)。第3章 集電極調(diào)幅設(shè)計(jì)仿真3.1 設(shè)計(jì)電路3.2 輸入載波信號(hào)波形3.3 輸入調(diào)制信號(hào)波形3.4

10、輸出波形第4章 設(shè)計(jì)總結(jié) 我感覺(jué)這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了不少知識(shí)，把自己所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用了實(shí)際的課程設(shè)計(jì)中，感覺(jué)收獲很多。雖然有些地方不是很懂，也不能很好的運(yùn)用，但通過(guò)去圖書(shū)館查資料和經(jīng)過(guò)同學(xué)的幫助，終于把完成了。也對(duì)相關(guān)集電極這方面的了解加深了。參考文獻(xiàn)1 李東生.信號(hào)與電子系統(tǒng)原理及EDA仿真.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2000年2 陳爾紹. 電子控制電路實(shí)例. 電子工業(yè)出版社，2004年3 李新平.實(shí)用電子仿真技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003年4 楊寶清. 實(shí)用電路手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社,2002年器件附表器件名個(gè)數(shù)變壓器1電壓源2電容3電阻2示波器1滑動(dòng)變阻器1三極管1 振幅調(diào)制與解調(diào)電路

11、設(shè)計(jì)信息學(xué)院 09電子B班 吳志平 0915212020一、設(shè)計(jì)目的：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握調(diào)幅與檢波的工作原理。2、掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅和抑制波雙邊帶調(diào)幅的方法和過(guò)程，并研究已調(diào)波與二輸入信號(hào)的關(guān)系。3、進(jìn)一步了解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。4、掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的的方法。5、掌握調(diào)幅系數(shù)測(cè)量與計(jì)算的方法。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：    1調(diào)測(cè)模擬乘法器MC1496正常工作時(shí)的靜態(tài)值。    2實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅，改變調(diào)幅度，觀察波形變化并計(jì)算調(diào)幅度。3實(shí)現(xiàn)抑止載波的雙邊帶調(diào)幅波。4完成普通調(diào)幅波的解調(diào)5觀察抑制載波的雙邊

12、帶調(diào)幅波的解調(diào)三、設(shè)計(jì)原理：幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡(luò)）受調(diào)制信號(hào)的控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號(hào)周期相同。即振幅變化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。通常稱高頻信號(hào)為載波信號(hào)，低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器和同步檢波器，在此，我們主要研究同步檢波器。同步檢波器：利用一個(gè)和調(diào)幅信號(hào)的載波同頻同相的載波信號(hào)與調(diào)幅波相乘，再通過(guò)低通濾波器濾除高頻分量而獲得調(diào)制信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用集成模擬器1496來(lái)構(gòu)成調(diào)幅器和解調(diào)器。圖41為1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，

13、電路采用了兩組差動(dòng)對(duì)由V1V4組成，以反極性方式相連接；而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一對(duì)差分電路，即V5與V6，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動(dòng)放大器  V5與  V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在  V1V4的輸入端，即引腳的、之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接 1K電位器，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，己調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極（即引出腳（6）、（12）之間）輸出。四、設(shè)計(jì)電路：用MC1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器原理圖：用MC1496集成電路構(gòu)成的解調(diào)器原理圖：五：電路PCB

14、原理圖 調(diào)幅器 解調(diào)器六、實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅a、 調(diào)節(jié)Rp1使Vab=0.1V，載波信號(hào)仍為Vc（t）=25sin2×100000t（mv）將低頻信號(hào)Vs（t）=25sin2×1000t（mv）加至解調(diào)器IN2Vs（t）=25sin2×1000t（mv）Vc（t）=25sin2×100000t（mv）全載波的調(diào)幅波形實(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅b、 調(diào)節(jié)Rp1使調(diào)制端平衡，并在載波信號(hào)輸入端IN1加Vc（t）=25sin2×100000t（mv），調(diào)制信號(hào)端IN2不加信號(hào) 抑止載波的調(diào)幅波形c、 載波輸入端不變，調(diào)制信號(hào)輸入端IN2加Vs（t）=25

15、sin2×1000t（mv）信號(hào)d、 解調(diào)全載波信號(hào)將從調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中獲得的調(diào)幅波，加至解調(diào)器VAM的輸入端，并在解調(diào)器的載波輸入端加上與調(diào)幅信號(hào)相同的載波信號(hào)Vc（t）=25sin2×100000t（mv） 同步檢波輸出波形 七、設(shè)計(jì)心得體會(huì)：在拿到設(shè)計(jì)題目后，查閱了圖書(shū)館，書(shū)店，和網(wǎng)站，查閱了大量的振幅調(diào)制與解調(diào)設(shè)計(jì)的資料，并且整理了它們。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)讓我了解了信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程。也特意去了解了下接收機(jī)的原理，在今后的工作中，它將帶給我無(wú)窮大設(shè)計(jì)思路和指導(dǎo)。因?yàn)橐瓿烧麄€(gè)設(shè)計(jì)，首先要對(duì)整體設(shè)計(jì)流程有一個(gè)深入的理解，學(xué)會(huì)一些設(shè)計(jì)電路需要用到的軟件。在這里，我就學(xué)會(huì)了使用PROTEL進(jìn)行原理圖的錄入，和將原理圖導(dǎo)入，完成PCB圖設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)初期，還需要反復(fù)使用MULTI