AM振幅调制解调器的设计-高频电路课程设计

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1、1安 徽 新 华 学 院高 频 电 路 课 程 设 计题 目 ： AM 调 制 与 解 调 的 设 计学 院 ： 电 子 通 信 工 程 学 院专 业 班 级 ： 0学 号 ：学 生 姓 名 ：指 导 教 师 ：完 成 期 限 ： 2011 年 12 月 16 日2一 主 要 内 容用 集 成 模 拟 乘 法 器 MC1496设 计 调 幅 器二 基 本 要 求1： 电 源 电 压 12v 集 成 模 拟 乘 法 器 MC1496载 波 频 率 fc=100KHZ 调 制 信 号 频 率 f=1KHZ2： 完 成 课 程 设 计 说 明 书 ， 说 明 书 应 含 有 课 程 设 计 任 务

2、书 ， 设 计 原 理说 明 ， 设 计 原 理 图 ， 要 求 字 迹 工 整 ， 叙 述 清 楚 ， 图 纸 齐 备 。3： 设 计 时 间 为 二 周 。三 主 要 参 考 资 料1:李 银 华 电 子 线 路 设 计 指 导 北 京 航 天 航 空 大 学 出 版 社 2005.62:谢 自 美 电 子 线 路 设 计 实 验 测 试 华 中 科 技 大 学 出 版 社 2003.103:张 肃 文 高 频 电 子 线 路 高 等 教 育 出 版 社 2004.112011年 12月 5日3目 录一 、 课 程 题 目 的 分 析 4二 、 课 程 题 目 的 框 图 5三 、 课 程

3、 设 计 的 目 的 5四 、 模 拟 相 乘 器 介 绍 6五 、 课 程 设 计 的 原 理 8六 、 MC1496结 构 图 及 简 介 9七 、 、 multisim 9 概 述 12八 、 课 程 设 计 的 步 骤 或 计 算 14九 、 课 程 设 计 的 结 果 18十 、 总 结 及 体 会 194一 、 课 程 题 目 的 分 析调 幅 调 制 和 解 调 在 理 论 上 包 括 了 信 号 处 理 ， 模 拟 电 子 ， 高 频电 子 和 通 信 原 理 等 知 识 ， 涉 及 比 较 广 泛 。 在 实 际 上 包 括 了 各 种 不同 信 息 传 输 的 最 基 本

4、原 理 ， 是 大 多 数 设 备 发 射 与 接 收 的 基 本 部分 ， 所 以 我 们 做 的 这 个 课 题 是 有 很 大 的 意 义 的 。本 设 计 报 告 总 体 分 为 两 大 问 题 ： 信 号 的 解 调 和 调 制 。 在 调制 部 分 省 略 了 载 波 信 号 的 放 大 、 功 放 部 分 ， 要 调 制 的 信 号 也 同 样省 略 了 放 大 部 分 ， 所 以 在 调 制 中 保 留 了 调 制 器 中 的 主 要 部 分 乘法 器 ， 在 解 调 部 分 也 只 是 保 留 了 检 波 器 部 分 ， 即 二 极 管 检 波 器 。在 确 定 电 路 后

5、， 利 用 了 EDA 软 件 Multisim进 行 仿 真 来 验 证 结 果 。5二 、 课 程 题 目 的 框 图调 制 信 号 乘 法 器 载波信号 半 波 整 流 器 低通滤波器已 调 波三 、 课 程 设 计 的 目 的通 过 本 课 题 的 设 计 ， 提 高 学 生 实 际 动 手 能 力 ， 巩 固 所 学 理 论 知识 ， 进 一 步 深 入 了 解 集 成 模 拟 乘 法 器 的 工 作 原 理 ， 掌 握 调 幅 器 的设 计 原 理 用 来 实 现 全 载 波 调 幅 ， 实 现 调 幅 波 形 的 变 换 ， 学 会 分 析实 验 现 象 。 掌 握 这 些 后

6、对 调 幅 波 信 号 进 行 解 调 ， 采 用 设 计 的 二 极管 包 络 检 波 器 、 低 道 滤 波 器 电 路 来 实 现 。 了 解 二 极 管 包 络 检 波 器 、滤 波 器 的 主 要 指 标 ， 对 检 波 频 率 及 波 形 进 行 分 析 。 在 此 次 设 计 中 ，综 合 运 用 了 所 学 知 识 ， 构 成 了 新 的 知 识 框 架 ， 提 高 了 对 知 识 的 理解 与 实 际 运 用 能 力 ， 进 一 步 熟 悉 常 用 电 子 器 件 的 类 型 和 特 性 ， 掌握 合 理 选 用 的 原 则 ， 提 高 了 知 识 运 用 的 综 合 能 力

7、 。6四 、 模 拟 乘 法 器集 成 模 拟 乘 法 器 是 实 现 两 个 模 拟 信 号 相 乘 的 器 件 ， 它 广 泛用 于 乘 法 ， 除 法 ， 乘 方 和 开 方 等 模 拟 运 算 ， 同 时 广 泛 用 于 信 息传 输 系 统 中 作 为 调 幅 ， 解 调 ， 混 频 和 自 动 增 益 控 制 电 路 ， 是 一种 通 用 性 很 强 的 非 线 性 电 子 器 件 ， 目 前 已 有 许 多 单 片 的 集 成 电路 。 此 外 ， 模 拟 乘 法 器 还 是 一 些 现 代 专 用 模 拟 集 成 系 统 中 的 重要 单 元 。模 拟 乘 法 器 是 对 两

8、个 模 拟 信 号 （ 电 压 或 电 流 ） 实 现 相 乘 功能 的 的 有 源 非 线 性 器 件 。 主 要 功 能 是 实 现 两 个 互 不 相 关 信 号 相乘 ， 即 输 出 信 号 与 两 输 入 信 号 相 乘 积 成 正 比 。 它 有 两 个 输 入 端口 ， 即 X 和 Y 输 入 端 口 。乘 法 器 两 个 输 入 信 号 的 极 性 不 同 ， 其 输 出 信 号 的 极 性 也不 同 。 如 果 用 XY 坐 标 平 面 表 示 ， 则 乘 法 器 有 四 个 可 能 的 工 作区 ， 即 四 个 工 作 象 限 ,如 图7若 输 入 信 号 为 VyVx,

9、， 则 输 出 信 号 Vo为 ：KVxVyVo 。式 中 ， K为 乘 法 器 的 增 益 系 数 或 标 尺 因 子 ， 单 位 为 1V 。若 信 号 VyVx, 均 限 定 为 某 一 极 性 的 电 压 时 才 能 正 常 工 作 ， 该 乘 法 器称 为 单 象 限 乘 法 器 ； 若 信 号 VyVx, 中 一 个 能 适 应 正 ， 负 两 种 极 性 电压 ， 而 另 一 个 只 能 是 单 极 性 电 压 ， 为 二 象 限 乘 法 器 ； 若 两 个 输 入信 号 能 适 应 四 种 极 性 组 合 ， 则 称 为 四 象 限 乘 法 器 。 集 成 模 拟 乘法 器 的

10、 常 见 产 品 有 BG314， F1595， F1596， MC1495， MC1496，LM1595， LM1596等 。8五 、 课 程 设 计 的 原 理1） MC1496 模 拟 乘 法 器1.MC1496是 双 平 衡 四 象 限 模 拟 乘 法 器 。 其 内 部 电 路 和 引 脚 如下 图 (a)(b)所 示 。 其 中 VT1,VT2 与 VT3,VT4 组 成 双 差 分 放 大 器 ，VT5,VT6 组 成 的 单 差 分 放 大 器 用 以 激 励 VT1 VT4。 VT7、 VT8及 其偏 置 电 路 组 成 差 分 放 大 器 、 的 恒 流 源 。 引 脚 8

11、 与 10 接 输 入 电 压UX， 1 与 4 接 另 一 输 入 电 压 Uy， 输 出 电 压 U0 从 引 脚 6 与 12输 出 。引 脚 2 与 3 外 接 电 阻 RE， 对 差 分 放 大 器 VT5、 VT6 产 生 串 联 电 流负 反 馈 ， 以 扩 展 输 入 电 压 Uy的 线 性 动 态 范 围 。 引 脚 14为 负 电 源端 （ 双 电 源 供 电 时 ） 或 接 地 端 （ 单 电 源 供 电 使 ） ， 引 脚 5 外 接电 阻 R5。 用 来 调 节 偏 置 电 流 I5及 镜 像 电 流 I0 的 值 。载 波 信 号调 制 信 号 A 模 拟 乘 法

12、器 AM波 三 极 管 放 大 电 路92.MC1496的 内 部 结 构 图六 、 MC1496 的 内 部 结 构 图10设 载 波 信 号 的 表 达 式 为 ， 调 制 信 号 的 表 达 式 为， 则 调 幅 信 号 的 表 达 式 为 ：2） 静 态 工 作 点 的 设 定(1)静 态 偏 置 电 压 的 设 置静 态 偏 置 电 压 的 设 置 应 保 证 各 个 晶 体 管 工 作 在 放 大 状 态 ， 即 晶 体 管 的集 -基 极 间 的 电 压 应 大 于 或 等 于 2V， 小 于 或 等 于 最 大 允 许 工 作 电 压 。 根 据MC1496的 特 性 参 数

13、， 对 于 图 10-1所 示 的 内 部 电 路 ， 应 用 时 ， 静 态 偏 置 电压 （ 输 入 电 压 为 0时 ） 应 满 足 下 列 关 系 ， 即 8= 10, 1= 4, 6= 1212V 6 ( 12) 8 ( 10)2V12V 8 ( 10) 1 ( 4)2.7V12V 1 ( 4) 52.7V(2)静 态 偏 置 电 流 的 确 定静 态 偏 置 电 流 主 要 由 恒 流 源 I0的 值 来 确 定 。 当 器 件 为 单 电 源 工 作 时 ， 引 脚14接 地 ， 5脚 通 过 一 电 阻 VR接 正 电 源 +VCC由 于 I0是 I5的 镜 像 电 流 ， 所

14、以 改 变 VR可 以 调 节 I0的 大 小 ， 即5007.050 RCCV VVII当 器 件 为 双 电 源 工 作 时 ， 引 脚 14接 负 电 源 -Vee， 5 脚 通 过 一 电 阻 VR接 地 ， 所 以 改 变 VR可 以 调 节 I0的 大 小 ， 即5007.050 ReeV VVII根 据 MC1496 的 性 能 参 数 ， 器 件 的 静 态 电 流 应 小 于 4mA， 一 般 取mAII 150 。 在 本 实 验 电 路 中 VR用 6.8K的 电 阻 R15代 替 。113） MC1496简 介 ：MC1496是 平 衡 调 制 ， 可 用 来 进 行 自 动 增 益 控 制 、 倍 频 、 混 频 、 幅度 调 制 、 调 幅 检 波 及 相 位 检 波 。 MC1496乘 法 器 只 适 用 于 频 率 较 低的 场 合 ， 一 般 工 作 频 率 在 1M HZ以 下 。 MC1496的 引 脚 图 ：INS+： 输 入 信 号 正 端ADJG： 增 益 调 节 端INS-： 信 号 输 入 负 端BI： 偏 置 端OUT+： 正 电 流 输 出 端NC： 空 端OUT-： 负 电 流 输 出 端