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1、word高频电子线路课程设计报告院 系： 信息科学与技术学院 设计题目：专业班级：学 号：姓 名：指导教师：设计日期：摘 要 / 信息传输对人的生活的重要性是不言而喻的。从古老的光、信鸽到有线电报、通信，不久后，人们发现了电磁波从而导致了无线电的发明。一个导体如果载有高频电流，就有电磁能向空间发射，高频电流成为载波。我们将声音、图象等信号控制载波电流，如此信息就能包含在载波中被发送出去，在承受端将接收到的电磁波复原检波，取出其中的有效信号，就完成了无线电通信。关键词: 本地振荡器；高频载波；乘法模拟调制器；同步检波；低通滤波器AbstractThe information transmissi
2、on is very important for our life. From ancient light, pigeons to cable telegraph, telephone.Soon after, people found the electromagnetic wave which leads to the invention of the radio. If a conductor carries high frequency current, it launches electromagnetic energy to space, and high frequency cur
3、rent bee carrier.Sound, image and signal can control carrier current,so the information can be included in the carrier and sent out. The receiver will receive the electromagnetic wave and take out the valid signal.Thus,radio munications pleted.Keywords: Oscillator; High frequency; Carrier; Multiplic
4、ation simulation modulator; Synchronous detection目 录1 引 言-12 设计概述-22.1 设计任务-22.2 技术指标-23 系统工作原理-33.1 系统框图与波形-33.2 调制单元-43.3 同步检波单元-43.4. 低通滤波局部-54 方案分析-6-6- 9-115 电路性能指标测试- 15-15-17-20- 236 总电路原理图-257 疑惑与改良 -268 心得体会-31元器件清单- 32致- 33参考文献- 34附录：用信号发生器产生载波的调制解调系统1 引 言传输信息是人类生活的重要容之一。在利用无线电技术传输信号时，需要用到
5、调幅和解调。调幅，英文是Amplitude Modulation(AM)。调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。解调过程正好相反，在接收处，先用接收天线将收到的电磁波转变为已调波电流，然后从已调波电流中检出原始的信号。在接收调幅信号时，解调也叫做检波。调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才能完成。工程实际中，人们通常将调制解调过程看做两个信号相乘的过程，一般都采用集成模拟乘法器来实现，这比采用分立器件电路简单，且性能优越。2
6、 设计概述 设计任务要求设计一个简易的本地振荡器和振幅调制解调器，通过本地振荡器产生高频载波信号和调制信号经乘法器后，将调制信号搬移到了高频处，输出抑制载波的双边带调幅波；然后将已调信号和载波信号经乘法器后，如此已调信号搬移到了低频和更高频处，再经过低通滤波器，即可恢复调制信号。 技术指标振幅调制的载波采用本地振荡器产生，或由高频信号发生器输出幅值为30mV，频率为500KHz。振幅调制器的设计采用乘法器产生抑制载波的双边带调幅波。低频信号利用已有的信号发生器，输出50mV，20KHz的正弦波信号。高频信号发生器产生与载波信号频率、相位一样的高频信号，进展同步检波。低通滤波器滤除20KHz以外
7、的频率。本机振荡器产生高频载波信号。3 系统工作原理3.1 系统框图与波形本地振荡器图3.1.1 系统框图复原基带信号调制信号v混频调制单元同步检波单元低通滤波器 载波信号v0图3.1.2 各类信号波形3.2 调制单元利用模拟乘法器调幅得到抑制载波的双边带信号DSB。图3.2.1 调制过程假如要得到抑制载波的双边带信号，低频调制信号不能有直流成分，即低频调制信号为，频率为。外加高频载波信号，频率为。两者进入混频调制单元乘法混频器后，产生抑制载波的双边带调制信号DSB波为常数，得到、两种频率的波，频宽为。3.3 同步检波单元图3.3.1 同步检波解调过程图3.3.2 3种信号的频谱将输入同步检波
8、单元，作为该单元的本地载波信号，将已调波输入同步检波单元。由于同步检波单元也由乘法混频器构成，又因为该单元的本地载波信号与已调波的载波信号一样，故相位差，所以输出信号 ，由此可知，中含有三种频率的波。3.4.低通滤波局部低频滤波器功能为滤除附近的高频信号，保存低频信号，由于经过低频滤波器，信号将得到衰减，所以在滤波器后面应该加一个放大器，组成低频滤波放大器。最后，经低通滤波单元输出低频基带信号4 方案分析4.1 本地振荡电路分析方案一：利用现有信号发生器产生500KHz的高频载波信号。方案二：利用本地振荡器产生500KHz的等幅振荡，用来作为调制解调系统中的高频载波。这里采用的是电容反应三点式
9、振荡器。三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。本实验的三点式振荡器电路采用电容与互感耦合的方式，输出本振信号。LC回路中与发射级相连接的两个电抗元件必须为同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，这是三点式电路组成的相位判据，或者称为三点式电路的组成法如此。与发射极相连的两个电抗元件同为电容的三点式电路，称为电容三点式电路。与发射极相连的两个电抗元件同为电感的三点式电路，称为电感三点式电路。本实验采用电容三点式电路，原理图如4.1.1所示：图4.1.1 电容反应三点式振荡器原理图电路元器件参数：，理论参数计算：如图4.1.1所示，为直流偏置电阻，为基极
10、偏置谐波电容，为反应电容，为集电极耦合电容。电容对交流等效短路，直流电压对交流等效短路接地，电阻被交流等效短路，由此可画出交流等效电路图如图4.1.2所示：图4.1.2 电容反应三点式振荡器交流等效图电路图4.1.1的仿真结果如下所示：图4.1.3 电容反应三点式振荡器的仿真波形图由示波器记录可知：本振信号频率，幅值，故，本振信号。相对于理论值而言，本振信号频率变低，原因可能是电抗元器件消耗所致。当将这个本地振荡电路同时接入两个乘法器时，会发现，振荡速度下降，不易起振，电压波形产生失真，幅值极巨下降，频率也不稳定，产生了很多干扰频率。这说明本地振荡电路受负载的影响极大。通常设计振荡器时对振荡器
11、的选取有很多要求，要求振荡器的振荡频率和幅度精度高，稳定性好，易起振；本振频率中有锁相环，数字分频、数字鉴相器等电路，保证极高的稳定度，否如此产生本振频率漂移；本证振电路多采用体积小、可靠性高的单片大规模集成数字频率合成器等。 可以看出，本地振荡器的要求很高，稳定性很难保证。在选用器件时要注意特性，采取适当的稳频措施使振荡器产生稳定的正弦波。为了减少负载的影响，增加稳定度，可在本振单元后面增加互感抽头。 但假如振荡器只加1组互感抽头电路，而不加放大器，直接接入乘法器中，仿真的结果是电压值迅速下降，幅值由原来的10V迅速衰减为700uV左右。输入的信号太小，经过调制解调系统就不容易区分。测试电路和测试结果结果如图4.1.4和图4.1.5所示。图4.1.4 增加互感抽头的振荡器测试电路图4.1.5 增加互感抽头的振荡器的仿真波形图 从图中可以发现，信号衰减到只有700uV左右。再观察解调后的示波器和频谱仪，发现并没有图像，这是因为输入高频载波信号太小，小于量程围。故，在增加1组互感抽头电路之后，我又在其后增加了1个一阶有
