杭電通信電路實(shí)驗(yàn)4

1、word通信電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名： 王健 學(xué)號(hào)： 14072119 班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)名稱： FM 鑒頻器的設(shè)計(jì)與仿真 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解和掌握雙失諧回路斜率鑒頻器的電路組成和工作原理。2、理解和掌握包絡(luò)檢波器的電路組成和設(shè)計(jì)方法。3、掌握差分輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出的設(shè)計(jì)方法。二、 設(shè)計(jì)指標(biāo)1、采用二極管完成一個(gè)鑒頻器的設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì) FM-AM 變換電路。3、輸入調(diào)頻波，觀測(cè)鑒頻器的輸入、輸出波形。4、完成雙端輸出到單端輸出的轉(zhuǎn)換。5、載波頻率f0 = 2MHz ；載波信號(hào)的電壓幅度Vm = 4V ；調(diào)制信號(hào)頻率F = 50KHz ；調(diào)頻指數(shù)mf =10；三、 原理圖1、雙失諧回路斜率鑒頻器元件參數(shù)選

2、取對(duì)于頻率振幅變換，在本實(shí)驗(yàn)中選用雙失諧回路斜率鑒頻器，此電路可以解決元器件的非線性原因引起的線性范圍小的問(wèn)題，具備電路失真較小，工作頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，靈敏度也高于單失諧回路鑒頻器。其根本的仿真原理圖如圖 4-2 所示。雙失諧回路斜率鑒頻器元件參數(shù)選取 1對(duì)于兩個(gè)諧振回路參數(shù)設(shè)置 兩個(gè)諧振回路分別諧振于f01、 f02 ，調(diào)頻波FM的最大頻偏可以求得為因?yàn)橐?f fm ,那么f 500KHz,我們選取 f = 700KHz 。從而可得在本實(shí)驗(yàn)中，選取的值為10uH， , 那么根據(jù)檢波電路參數(shù)設(shè)置因?yàn)檩d頻為f0 =2MHz,F = 50KHz 。我們首先選取R = 1K ，對(duì)于電容值的選取應(yīng)滿足上

3、述條件。 由計(jì)算可得C 15nF,中選取C=10nF時(shí),計(jì)算可得到滿足關(guān) 系式所以選取R = 1K C = 10nF2、 FM 解調(diào)局部電路圖圖 4-4 FM 解調(diào)局部電路圖FM 信號(hào)通過(guò)兩個(gè)線圈 L1L4 分別耦合到右邊上下兩個(gè)失諧回路中，同時(shí)也將各自電阻 R4R5 耦合過(guò)去，由于為擴(kuò)大雙失諧回路合成鑒頻曲線的線性范圍，要求雙失諧回路形狀盡可能相似，即有載品質(zhì)因子應(yīng)盡可能相同，根據(jù)并聯(lián)諧振回路有載品質(zhì)因子計(jì)算公式：由于兩個(gè)回路中電感量一樣，因此要求上下兩個(gè)回路的電阻阻值應(yīng)滿足且假設(shè)諧振回路的 Q 值過(guò)大，這合成鑒頻曲線的線性范圍較小，為了實(shí)現(xiàn)線性鑒頻，應(yīng)限制 ，最后經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整確定如圖中所示

4、阻值。仿真可得到信號(hào)源 V1 的波形如圖 4-5 所示。圖 4-5 調(diào)頻波波形圖通過(guò)兩個(gè)失諧的諧振回路后，將會(huì)轉(zhuǎn)化為 AM-FM 信號(hào)，仿真結(jié)果如圖 4-6所示圖 4-6 AM-FM 信號(hào)波形對(duì)于 AM-FM 信號(hào)，通過(guò)二極管包絡(luò)檢波后，將后輸出與 AM-FM 信號(hào)包絡(luò)一致的波形，即進(jìn)行了解調(diào)。仿真可得到最終輸出信號(hào)的波形圖如圖 4-7 所示。圖 4-7 解調(diào)輸出波形圖由圖 4-7 可得到，解調(diào)輸出根本為周期為 30KHz 的正弦波。為了得到更為平滑的正弦波，在解調(diào)輸出再參加一個(gè)低通濾波器，因?yàn)榻庹{(diào)出來(lái)的調(diào)制信號(hào)頻率為 30KHz，所以在輸出端參加一個(gè)截止頻率為 50KHz 的 RC 低通濾波

5、器即可。因?yàn)?RC 的低通濾波器的截止頻率且fc = 50kHz ，我們選取R = 1k ，那么計(jì)算可得電容值為C = 3.2nF最終形成到仿真原理圖如圖 4-8 所示。圖 4-8 參加選頻網(wǎng)絡(luò)后的 FM 解調(diào)局部電路圖通過(guò)仿真可得到輸出的波形圖如圖 4-9 所示。3、差分輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出由于以上分析的電路圖的輸出均為兩端口的差分輸出，在具體的應(yīng)用中有一定的限制。因此，通常會(huì)將差分輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出，對(duì)于差分與單端結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換可以利用線圈，也可以利用差分運(yùn)算放大電路實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中，采用運(yùn)算放大器進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？梢缘玫阶罱K的仿真電路原理圖如圖 4-11所示。圖 4-11 系統(tǒng)整體電路圖通過(guò) PSpice 仿真，可得到輸出的電壓波形如圖 4-12 所示。圖 4-12 運(yùn)放輸出電壓波形由圖 4-12 可知通過(guò)差分運(yùn)算放大電路，可以將差分輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出，并且比擬圖 4-9 與圖 4-12，可以看到，輸出電壓幅度增加 2 倍，與實(shí)際相吻合五、實(shí)驗(yàn)收獲與體會(huì)在做仿