同步檢波器的設(shè)計(jì)

1、同步檢波器的設(shè)計(jì)目錄1 緒論22 任務(wù)概述22.1 設(shè)計(jì)題目22.2 設(shè)計(jì)目的22.3 設(shè)計(jì)要求23 MC1496芯片介紹24 同步檢波器的仿真設(shè)計(jì)44.1 普通調(diào)幅波解調(diào)器的設(shè)計(jì)44.1.1 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生44.1.2 普通調(diào)幅波的解調(diào)44.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波解調(diào)器的設(shè)計(jì)44.2.1 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生44.2.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)55 工作原理及仿真波形55.1 基本原理65.2 仿真波形圖及結(jié)果分析66 心得體會(huì)7參考文獻(xiàn)7同步檢波器設(shè)計(jì)1 緒論信息傳輸是人類社會(huì)生活的重要內(nèi)容，而信息的傳遞很大程度上離不開調(diào)制和解調(diào)技術(shù)。振幅調(diào)制和解調(diào)是相對(duì)的過程，幅度調(diào)

2、制波的解調(diào)稱為檢波，其作用是調(diào)幅波中不失真的恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)。從頻譜上看，就是將已調(diào)波的邊帶信號(hào)不失真的從高頻出搬到零頻附近。完成調(diào)幅解調(diào)作用的電路稱為檢波電路，可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩種，同步檢波相比包絡(luò)檢波，其檢波線性好，不存在惰性失真和底部切割失真問題，它采用一個(gè)與發(fā)射端載波同頻同相的同步信號(hào)通過乘法器和低通濾波器來實(shí)現(xiàn)檢波的。本次設(shè)計(jì)通過用Multisim12.0中的MC1496構(gòu)建了同步檢波電路，并對(duì)其進(jìn)行仿真測(cè)試分析。2 任務(wù)概述2.1 設(shè)計(jì)題目同步檢波器的設(shè)計(jì)2.2 設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。鞏固所學(xué)

3、的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解并掌握通信系統(tǒng)、通信信號(hào)處理等技術(shù)的一般設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計(jì)算機(jī)等方面的能力，更好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力。2.3 設(shè)計(jì)要求用模擬乘法器MC1496/1596設(shè)計(jì)一個(gè)同步檢波電路，使其能實(shí)現(xiàn)對(duì)AM和DSB的解調(diào)，參數(shù)自行設(shè)計(jì)。3 MC1496芯片介紹在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻的調(diào)制與解調(diào)的過程均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘的過程，

4、而模擬乘法器正是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比分立器件要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越，因此集成乘法器在無線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較為廣泛。在目前的乘法器中，單通道器件（如MOTOROLA的MC1496）無法實(shí)現(xiàn)多通道的復(fù)雜運(yùn)算；二象限器件（如ADI公司的AD539）又會(huì)使負(fù)信號(hào)的應(yīng)用受到限制。而ADI公司的MC1496則是一款完全四通道四象限電壓輸出模擬乘法器，這種乘法器克服了以上器件的諸多不足之處，適用于電壓控制放大器、可變?yōu)V波器、多通道功率計(jì)算以及低頻解調(diào)器等電路。非常適合于產(chǎn)生復(fù)雜的要求高的波形，尤其適用于高精度CRT顯示系統(tǒng)的幾何修正。圖3-1

5、 MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig 3-1 MC1496 internal structure MC1496是以雙差分電路為基礎(chǔ)的四象限雙平衡式模擬乘法器，用以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)的相乘功能，是調(diào)幅電路的核心組成。但Multisim元器件中不存在這個(gè)元件，所以我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，連接上輸入/輸出端符號(hào)后，通過編輯設(shè)置生成子電路，以便調(diào)用。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：Q1和Q2組成第一對(duì)差分放大器，Q5是它的恒流源；Q3和Q4組成第二對(duì)差分放大器，Q6是它的恒流源，和Q5組成單差分放大器用以激勵(lì)Q1Q4。Q7和Q8組成的具有負(fù)反饋電阻的鏡像恒流源，電阻R1、R2、R3為負(fù)反饋電阻，用以擴(kuò)

6、展輸入電壓的線性動(dòng)態(tài)范圍。其引腳8和引腳10接輸入電壓，引腳1和引腳4接另一個(gè)輸入電壓，應(yīng)交6和引腳12輸出電壓，引腳14為負(fù)電源端，引腳2和引腳3接電阻對(duì)差分放大器Q5、Q6產(chǎn)生電流負(fù)反饋，調(diào)節(jié)乘法器的信號(hào)增益，引腳5外接電阻，用來偏置電流以及鏡像電流。4 同步檢波器的仿真設(shè)計(jì)4.1 普通調(diào)幅波解調(diào)器的設(shè)計(jì)4.1.1 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生普通調(diào)幅波使用Multisim軟件中的安捷倫函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，按下電源開關(guān)按鈕，屏幕默認(rèn)顯示正弦波頻率，先按下Shift鍵，再按下AM鍵，此時(shí)可以選擇調(diào)幅波的載頻頻率，只要頻率為處于跳動(dòng)狀態(tài)即可對(duì)它進(jìn)行設(shè)置，此次設(shè)計(jì)將調(diào)幅波的載波頻率設(shè)置為10KHz。確定好載波頻

7、率后，再按Ample鍵，設(shè)置載波的幅度，載波幅度設(shè)為300.0mVpp。載波頻率和幅度設(shè)置好后，點(diǎn)擊Freq鍵，界面顯示10.000000KHz。先按Shift鍵，再按Freq鍵，可以設(shè)置調(diào)制波的頻率，設(shè)置為1KHz。將調(diào)制波的頻率設(shè)置好后點(diǎn)擊Ampl鍵，設(shè)置調(diào)制波的幅度為400mV。調(diào)幅波的各參數(shù)都設(shè)置好后，點(diǎn)擊Enter鍵，將以上設(shè)置的數(shù)據(jù)保存。4.1.2 普通調(diào)幅波的解調(diào)圖4-1-1 AM的同步解調(diào)原理框圖Fig 4-1-1 AM synchronous demodulation principle block diagram4.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波解調(diào)器的設(shè)計(jì)4.2.1 抑制載波

8、的雙邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生DSB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-2-1所示。圖4-2-1 DSB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig 4-2-1 The internal structure of DSB4.2.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)圖4-2-2 DSB波的解調(diào)原理框圖Fig 4-2-2 The DSB wave demodulation principle block diagram5 工作原理及仿真波形同步檢波器主要作用與抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的解調(diào)，也可以用來解調(diào)普通調(diào)幅波。乘積型同步檢波器主要是由相乘器和低通濾波器兩部分組成。檢波器的輸入除了有需要解調(diào)的調(diào)幅信號(hào)電壓外，還必須外加一個(gè)頻率和相位與輸入信

9、號(hào)載頻完全同步信號(hào)電壓，此信號(hào)與輸入已調(diào)波相乘產(chǎn)生一個(gè)含有原調(diào)制信號(hào)成分和其他頻率成分的組合信號(hào)，經(jīng)低通濾波器后，檢取出原調(diào)制信號(hào)，其原理框圖如圖5-1所示。低通濾波器 調(diào)制信號(hào)解調(diào)輸出 載波信號(hào)圖5-1 同步檢波器原理框圖Fig 5-1 Synchronous detector principle block diagram5.1 基本原理在模擬乘法器MC1496的一個(gè)輸入端輸入振幅調(diào)制信號(hào)如抑制雙邊帶載波信號(hào)，另一輸入端輸入載波信號(hào)，經(jīng)乘法器相乘，可得輸出信號(hào)為 （5-1）式（5-1）中，第一項(xiàng)是所需的低頻調(diào)制信號(hào)分量，后兩項(xiàng)為高頻分量，可用低通濾波器濾掉，從而實(shí)現(xiàn)雙邊帶信號(hào)的解調(diào)。如果輸

10、入普通調(diào)幅波的信號(hào)，同步信號(hào)為載波信號(hào)，經(jīng)乘法器相乘，得到輸出信號(hào)為 （5-2）經(jīng)低通濾波和隔直電容可濾除掉高頻分量和直流分量，從而實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的信號(hào)解調(diào)。5.2 仿真波形圖及結(jié)果分析圖5-2-1 AM波的同步檢測(cè)波形Fig 5-2-1 AM wave synchronous detection waveform圖5-2-2 DSB同步檢測(cè)的波形Fig 5-2-2 DSB synchronous detection of waveform經(jīng)運(yùn)行后，出現(xiàn)的同步解調(diào)的波形如圖5-2-1和圖5-2-2所示。6 心得體會(huì)通過兩周的課程設(shè)計(jì)，我的收獲很大。利用所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)電子線路是我們將來必備的技能

11、，這次課程設(shè)計(jì)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，從網(wǎng)上查找資料對(duì)電路的設(shè)計(jì)、對(duì)電路的仿真再到最后電路的成形，都對(duì)我所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了檢驗(yàn)，可以說，本次的課程設(shè)計(jì)有苦也有甜。在此次課程設(shè)計(jì)中遇到很多問題，而這些問題正是我們今后學(xué)習(xí)工作的重點(diǎn)問題或者說是必備的技能。首先我們要有自己的設(shè)計(jì)思路，通過翻閱書籍、查找資料，建立自己的思路；其次要求我們有一個(gè)正確的調(diào)試方法，這要求我們靈活處理，在不影響實(shí)驗(yàn)的的前提下可以加快速度，要熟練的掌握課本上所學(xué)習(xí)的知識(shí)，這樣才能對(duì)實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。在設(shè)計(jì)的過程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)的過程中，需要反復(fù)實(shí)踐，其過程可能相當(dāng)?shù)姆爆?，有時(shí)花很長(zhǎng)時(shí)間設(shè)計(jì)出來的電路還是需要重做，那時(shí)心中不免有些灰心，有時(shí)還想要放棄，此時(shí)更加需要靜下心來，查找原因，分