《高頻電子線路》課程設計選頻網絡的設計、三點式振蕩器的設計

《《高頻電子線路》課程設計選頻網絡的設計、三點式振蕩器的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《高頻電子線路》課程設計選頻網絡的設計、三點式振蕩器的設計（34頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 課 程 設 計 任 務 書 題 目 《高頻電子線路》課程設計 學院(部) 信息工程學院 專 業(yè) 通信工程 班 級 通信二班 學生姓名 學 號 2011.11.28 至 2011.12.9 共 2 周 指

2、導教師(簽字) 系 主 任(簽字) 前言 課程設計是電子技術課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對學生學習電子技術的綜合性訓練，該訓練通過學生獨立進行某一課題的設計、安裝和調試來完成。通過動腦、動手解決若干個實際問題，鞏固和運用在高頻電子線路課程中所學的理論知識和實驗技能，基本掌握常用電子電路的一般設計方法，提高設計能力和實驗技能，為以后從事電子電路設計、研制電子產品打下基礎。 本文設計了包括選頻網絡的設計、三點式振蕩器的基礎設計以及AM高低電平、DBS、SSB調制解調在內的振幅調制與解調電路的設計。

3、 選頻網絡應用非常廣泛，可以用作放大器的負載，具有阻抗變換、頻率選擇和濾波的功能；三點式振蕩器用于產生穩(wěn)定的高頻振蕩波，在通信領域應用廣泛；振幅調制解調都屬于頻譜的線性搬移電路，是通信系統(tǒng)及其它電子線路的重要部件。 在設計過程中查閱了大量相關資料，對所要設計的內容進行了初步系統(tǒng)的了解，并與同學進行了充分的討論與交流，最終通過獨立思考，完成了對題目的設計。實驗過程及報告的完成中存在的不足，希望老師給予糾正。 應用的主要軟件為Multisim11等。 目錄 摘要………………………………………………………

4、……………………………...4 一． 設計目的及任務要求：…………………………………………………………...4 1.1設計目的…………………………………………………………………….…4 1.2任務要求…………………………………………………………………….…4 1.3軟件簡介…………………………………………………………………….…4 二．選頻網絡設計：…………………………………………………………………...5 2.1理論基礎……………………………………………………………………….5 2.1電路圖及仿真結果分析…………………………………………………….…6 三．三點式振蕩器設計：…

5、…………………………………………………………...10 3.1理論基礎………………………………………………………………………..12 3.2電路圖及仿真結果 …...…………………………………………… …………14 3.3結果分析………………………………………………………………………..18 四：AM調制與解調：…………………………………………………………………. 19 4.1理論基礎…………………………………………………………………………19 4.2電路圖及仿真結果………………………………………………………………21 4.3結果分析…………………………………………………

6、………………………25 4.4AM高電平解調電路理論基礎…………………………………………………..26 4.5AM高電平解調電路電路圖及仿真結果………………………………………..29 五：DSB調制與解調：…………………………………………………………………..27 5.1理論基礎………………………………………………………………………….27 5.2電路圖及仿真結果……………………………………………………………….28 七：心得體會：……………………………………………………………………………..33 高頻電子線路課程設計 摘要 本次課程設計主要任務是完成選頻網絡的設計、

7、三點式振蕩器的設計這兩個基礎設計以及調幅解調電路的綜合設計。 其中采用LC并聯(lián)諧振回路實現(xiàn)諧振頻率為1MHz；對三點式振蕩器的構造原則和主要類型進行簡明扼要地介紹，采用改進型電容三點式振蕩電路完成一定振蕩頻率的振蕩器的設計；充分了解了調幅解調的原理并進行詳細說明，在此基礎上設計幅度調制和解調電路。 一．設計目的及任務要求： 1.1 設計目的： 培養(yǎng)較為扎實的電子電路的理論知識及較強的實踐能力；加深對電路器件的選型及電路形式的選擇的了解；提高高頻電子電路的基本設計能力及基本調試能力；強化使用實驗儀器進行電路的調試檢測能力。 1.2 設計內容及任務要求： 內容：1.基礎設計：(1) 設

8、計一個選頻網絡(諧振頻率 ,通頻帶 )； (2) 設計一個三點式振蕩器（ ）。 2. 綜合設計：調幅解調電路的設計 (1) 選擇合適的調制信號和載波的振幅，頻率。 (2) 分別利用高電平調制電路、低電平調制電路實現(xiàn)AM調幅；設計包絡檢波器進行AM調幅的解調，并驗證兩種失真的條件。 (3) 利用低電平調制電路分別實現(xiàn)DSB、SSB調制；利用同步檢波方法進行解調。 要求：1.明確系統(tǒng)的設計任務要求，合理選擇設計方案及參數計算； 2.利用Multisim2001進行仿真設計；； 3.畫出相關的電路圖、波形圖、頻率特性圖。 1.3 軟件簡介：

9、 本次設計將主要使用Multisim11軟件進行仿真。Multisim11包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力，具有強大的仿真能力，能夠快速、高效地對電路進行設計和驗證。憑借Multisim，可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準SPICE模擬器模仿電路行為。 1、 基礎設計： 選頻網絡設計: 1.選頻網絡理論基礎： 在無線通信過程中，通信信道數多，所占頻段范圍較寬, 工作頻率也較高。同一通信頻段內，存在著許多被傳送的無線電信號及噪聲，而接收機則只選擇出所需要的信號進行放大。因此，接收機中的放大器除了要有足夠的增益外, 還應具有選擇不

10、同頻率的信號的能力，于是便產生了各種各樣的選頻放大器，但無論是哪一種類型的電路，它們主要由兩部分組成: 一部分是其核心器件—放大器件。另一部分是用作選擇信號的線性選頻網絡。 A）LC并聯(lián)諧振選頻網絡： 1. LC并聯(lián)諧振選頻網絡的構成： LC并聯(lián)諧振電路如圖(a)所示。其中LC并聯(lián)諧振電路的損耗用電阻R來代表,主要是電感的電阻損耗。下面分析它的諧振頻率 ： 當頻率低時容抗大，感抗小，并聯(lián)電路的特性由電感支路決定；當頻率高時容抗小，感抗大，并聯(lián)電路的特性由電容支路決定。所以無論頻率低還是高，LC并聯(lián)電路均呈現(xiàn)低阻抗，其端電壓較低，只有處于低頻和高頻之間的某一個頻率，LC并聯(lián)電路呈現(xiàn)高的

11、阻抗，其端電壓會較高。 圖(a) 并聯(lián)諧振電路圖 2．諧振頻率： 3．諧振阻抗對于諧振頻率，LC并聯(lián)電路的阻抗為： 阻抗頻率特性及相頻特性圖： 圖9.2.5 并聯(lián)諧振電路及其諧振曲線 諧振時LC并聯(lián)電路的阻抗呈純阻性。 B）LC串聯(lián)諧振選頻網絡： 圖（b） 串聯(lián)諧振選頻網絡 圖（c）串聯(lián)諧振電路的阻抗頻率特性曲線 無論頻率低還是高，LC串聯(lián)電路均呈現(xiàn)高阻抗，LC串聯(lián)電路兩端的電壓較高，只有處于低頻和高頻之間的某一個頻率，LC

12、串聯(lián)電路會呈現(xiàn)較低的阻抗，其兩端的電壓會較低， 諧振時的阻抗最?。? 諧振的角頻率為ω0： 串聯(lián)諧振電路的品質因數： 2.選頻網絡設計： （1）設計要求： 設計一個選頻網絡(諧振頻率 1MHz ,通頻帶39.5KHz)； （2）設計方案：高頻振蕩回路時高頻電路中應用最為廣泛的無源網絡，也是構成高頻放大器、振蕩器以及各種濾波器的主要部件，在電路中完成阻抗變換、信號選擇與 濾波，相頻轉換和移相等功能，并可直接作為負載使用。從電路的角度看，它總是有電感L和電容C以串聯(lián)和并聯(lián)的形式過程回路。

13、 采用并聯(lián)諧振回路：有電感與電容簡單并聯(lián)而成，當頻率不是非常高時，并聯(lián)諧振回路的應用最廣。所以本實驗采用并聯(lián)諧振回路設計諧振頻率為1MHz的選頻回路，具體設計如下： 電路圖如圖1.2所示 ： 圖1.2 并聯(lián)諧振回路 （1）下圖為此時的波形圖： 可以看出輸出波形和輸入電流源的波形一致，由于P=1/2,輸出波形的電壓伏值為輸入電壓的1/2。 輸出的波形頻譜圖如下： 可以在大概1M赫茲，達到峰值，然后在兩側很快衰減為零，具有選頻特性，且選頻性良好。 諧振頻率：,設定為1M；

14、 兩個電容串聯(lián)，電容C1=C1=2nF,則C= 1nF，由已知參數得：電感L=1/(w^2*C) 25.33uH ; 將R折合到回路兩端，則電阻為4 ，由公式：，可以算出Q=4*1000/(2*3.14*25.33)=25.13 （2）當增大R=1M時，Q值將增大1千倍，同時我們也可以看到輸出波形的幅值衰減了5千倍左右，可見諧振時的Q值的增大是以減小它的增益為代價的，圖如下 （3）當改變電流源的頻率為f=100KHz時，從下圖可以看出它的幅值有了較大的衰減： b.回路的頻率響應： 用multisim11仿真如下所示： 結果分析： 從實驗結果圖可看出，選頻網絡能選

15、出諧振頻率，對其它頻率具有幅值上衰減的作用，當負載電阻變大時，選頻性變好，但是增益變小。 三點式振蕩器設計: 設計要求：設計一個三點式振蕩器（ ）。 A)理論基礎： （一） 反饋型振蕩器的基本工作原理： 1．自激振蕩的建立 振蕩器在電源開關閉合的瞬間，振蕩管的各極電流從零跳變到某一數值，這種電流的跳變在集電極LC振蕩電路中激起振蕩，由于選頻網絡是由Q值很高的LC并聯(lián)諧振回路組成的，帶寬極窄，因而在回路兩端產生正弦波電Uo，該電壓通過互感耦合變壓器同相正反饋到晶體管的基極回路，這就是最初的激勵信號。這種起始振蕩信號開始十分微弱，經不斷地對它進行放大→選頻→反饋→再放大等多次

16、循環(huán)，一個與振蕩回路固有頻率相同的自激振蕩便由小到大地增長起來。 2．反饋型自激振蕩器的組成 ①包含兩個（或兩個以上）儲能元件的振蕩回路。在這兩個元件中，當一個釋放能量時，另一個就接收能量。釋放與接收能量可以往返進行，其頻率決定于元件的數值。 ②可以補充由振蕩回路電阻產生損耗的能量來源。在晶體管振蕩器中，這種能源就是直流電源VCC。 ③使能量在正確的時間內補充到電路中的控制設備。這是由有源器件（晶體管、集成塊等）和正反饋電路完成的。 3．振蕩器的起振條件 反饋型正弦波振蕩器的起振條件是 振幅起振條件 相位起振條件 其中，A為振蕩電路工作點處的電壓放大倍數，F(xiàn)為振蕩電

17、路的反饋系數。 4．反饋型振蕩器的平衡條件 所謂平衡條件是指振蕩已經建立，為了維持自激振蕩必須滿足的幅度與相位關系。振蕩器的平衡條件為 振幅平衡條件 相位平衡條件 式中，A表示平均電壓放大倍數。 5.振蕩器平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件 所謂平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件即指在外因作用下，平衡條件被破壞后，振蕩器能自動恢復原來平衡狀態(tài)的能力。 振蕩平衡條件只能說明振蕩能在某一狀態(tài)平衡，但還不能說明這一平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定。平衡狀態(tài)只是建立振蕩的必要條件，但還不是充分條件。已建立的振蕩能否維持，還必須看平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定。 穩(wěn)定條件也分為振幅穩(wěn)定與相位穩(wěn)定兩種。 （1）振幅平衡的穩(wěn)定條件 形成穩(wěn)定平

18、衡點的根本原因是在平衡點附近，放大倍數隨振幅的變化特性具有負的斜率，工作于非線性狀態(tài)的有源器件（晶體管、電子管等）正好具有這一性能，因而它們具有穩(wěn)定振幅的功能。 （2）相位平衡的穩(wěn)定條件 所謂相位平衡的穩(wěn)定條件，是指相位平衡條件遭到破壞時，線路本身能重新建立起相位平衡點的條件；若能建立，則仍能保持其穩(wěn)定的振蕩。 B)．振蕩器： 振蕩器是一種能自動地將直流電源能量轉換為一定波形的交變振蕩信號能量的轉換電路，本次課程設計主要研究的是LC三點式振蕩器，所用的最基本原理如下： 三點式振蕩器:： 三點式振蕩器是指LC回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。根據具體元件選擇

19、與接法的不同又可以分為電容三點式振蕩器（考畢茲振蕩器）與電感三點式（哈特萊振蕩器）兩種，其主要特點如下： （1）電容三點式：反饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形好，接近正弦波。反饋系數因與回路電容有關，如果用該變回路的方法來調整振蕩頻率，必將改變反饋系數，從而影響起振。 線路特點： 圖3－1 電容三端振蕩電路 圖3－2（a）和（b）分別為電容反饋三端振蕩器的典型電路和交流等效電路。由圖3－2（b）可見，它的反饋電壓Uf是從電容C2上獲得的，晶體管的三個電極分別與回路電容的三個端點相連接。電路中集電極和基極均采取并聯(lián)饋電方式。Cb、Cc均為隔直電容。 （2）電感三點式：便于用改

20、變電容的方法來調整振蕩頻率，而不會影響反饋系數，但是反饋電壓中高次諧波分量比較多，輸出波形差。 線路特點： 圖3－2 電感反饋三端振蕩電路 圖3-1（a）及（b）分別為共發(fā)電感反饋三端振蕩器電路和交流等效電路。它的反饋電壓Uf是從電感L2上獲得，晶體管的三個電極分別與回路電感的三個端點相連接。 振蕩頻率：電路的振蕩頻率為 （3）串聯(lián)型改進電容反饋互瑞振蕩器（克拉潑（Clapp）振蕩器）： 線路特點： 圖3－3 克拉潑振蕩電路 圖3－3（a）是克拉潑電路的實用電路，圖3－3（b）是其高頻等效電路?？死瓭娬袷庪娐返奶攸c是在回路中增加了一個與L串聯(lián)的電容C3。各電容取

21、值必須滿足C3<

22、的設計依據及原理圖 : A)、三點式振蕩器構成原則:（射同余異） 與發(fā)射極相連的電抗元件必須是是同性質的（即同是電容或電感），不與射極相連的另一個電抗與它們的性質相反（即若同性抗為電容，則異性抗為電感；或同性抗為電感，異性抗為電容），簡稱為“射同余異”。 B)、電路分析：在實驗中為了減小晶體管極間的影響可采用改進型電容三點式振蕩電路，即在振蕩回路電感支路中增加一個電容C3，其值比較小，要求C3<

23、路介入C3,晶體管最小負載會減小、放大器放大倍數減小、振蕩器輸入幅度減小，若C3過小，振蕩器會因不滿足起振條件而停止振蕩。因此，在添加C3的時候一定要選擇合適的值，不能為了減小極間電容的影響而使振蕩器不能振動。 C）、我們知道LC振蕩器有基本放大器、選頻網絡和正反饋網絡三個部分組成。為了維持震蕩，放大器的環(huán)路增益應該等于1，即AF=1，因為在諧振頻率上振蕩器的反饋系數為C1/C2，所以維持振蕩所需的電壓增益應該是：A=C2/C1 放大器的電壓增益可通過測量峰值輸出電壓Vop和輸入電壓Vip來確定，即：A=Vop/Vip 設計概述: 本次設計的電路主要由電容振蕩電路部分構成。電容振蕩電路

24、部分振蕩器有基本放大器、選頻網絡和正反饋網絡三個部分組成?；痉糯笃骱蜕錁O跟隨器都是由晶體三極管2N2222構成，電路模型如下圖： 電容振蕩部分： 圖3.2.1-電容振蕩電路模塊 原理圖及Multisim10軟件仿真： 按照上述原理，總電路圖如下3.4所示： 圖3.4 電容反饋振蕩器總電路圖 用測量探針可測得電流值，調節(jié)R6，使電流符合要求,工作在合適的直流工作點上。 在上圖所示情況下，輸出圖形為： 輸出圖形的頻譜圖為： 只改變C3值，當C3=3PF時，如下圖： C3=3000PF時 只改變C1，當C1=30PF時： 當C3=15PF，其它數據為原數據：

25、 可見為增幅振蕩。 仿真結果分析： 當電容從C3減小至30pF變化時，觀察仿真結果可發(fā)現(xiàn)輸出波形振蕩頻率升高，但是波形仍然平滑，為標準正弦波，無失真； 增大電容C3至3000pF后，觀察仿真結果可發(fā)現(xiàn)輸出波形振蕩頻率減小，但是波形仍然平滑，為標準正弦波，同樣無失真。 當改變C1時同樣也可以看到頻率發(fā)生改變。 這證明了電容三點式正弦波振蕩器可以用改變電容的方法來調整振蕩頻率，而不會影響反饋系數，在很高振蕩頻率狀態(tài)下輸出波形也能保持很好。 但當電容C3減少到一定值時，如圖中的15pf，輸出波形為增幅振蕩，如上圖所示。 同時從頻譜圖中可以看出輸出的波形具有多個頻率分量，不過諧振頻率

26、的幅值就大。要獲得好的單正弦波需要濾波。 二 、綜合設計 ：調幅解調電路的設計 所謂調制，就是用調制信號去控制載波某個參數的過程。解調則是調制的逆過程，是將載于高頻振蕩信號上的調制信號恢復出來的過程。 調制原理：振幅調制是由調制信號去控制載波的振幅，使之按調制信號的規(guī)律變化，嚴格地說，是使高頻振蕩的振幅與調制信號成線性關系，其他參數（頻率、相位）不變。這是使高頻振蕩的振幅再有消息的調制方法。調幅電路是把調制信號和載波信號同時加在一個非線性元件上（例如晶體二極管或三極管）經非線性變換成新的頻率分量，再利用諧振回路選出所需的頻率成分。它保持著高頻載波的頻率特性，調幅波振幅的包絡變化規(guī)

27、律與調制信號的變化規(guī)律一致。 當輸入的調制信號有直流分量時，稱為AM調制；沒有直流分量時，稱為雙邊帶調制（DSB調制）。 1.AM調制: AM調幅指的是用需要傳送的信息（低頻調制信號）去控制高頻載波的振幅，使其隨調制信號線性變化。其原理如圖1所示， + * 常數 uc 圖1 AM信號產生原理圖 若設載波為uC (t)=UC cosωCt，調制信號為單頻信號，即uΩ(t)=UΩcosΩt,， 普通調幅信號為：uAM(t) = Uc(1+m cos Ωt)cosωct 普通調幅波的波形和頻譜圖如圖2所示： 圖2 AM調幅波形與頻譜

28、由圖可知，頻率的中心分量就是載波分量，他與調制信號無關，不含消息，而兩邊分量則以載頻為中心對稱分布，兩個邊頻幅度相等并與調制信號幅度成正比，邊頻相對于載的位置取決于調制信號的頻率，這說明調制信號的幅度及頻率消息只包含于邊頻分量中。 高低電平調制： 被調放大器如果使用小功率小信號調諧放大器,稱為低電平調幅;反之,如果使用大功率大信號調諧放大器,稱為高電平調幅。 1、基極調幅電路 載波信號經過高頻變壓器加到的基極上,低頻調制信號通過一個電感線圈L與高頻載波串聯(lián),由于晶體管的ic=f(ube)關系曲線的非線性作用,集電極電流ic含有各種諧波分量,通過集電極調諧回路把其中調幅波選取出來,基極調

29、幅電路的優(yōu)點是要求低頻調制信號功率小,因而低頻放大器比較簡單。其缺點是工作于欠壓狀態(tài),集電極效率較低,不能充分利用直流電源能 量。 2、集電極調幅電路 低頻調制信號從集電極引入,由于它工作于過壓狀態(tài)下,故效率較高但調制特性的非線性失真較嚴重,為了改善調制特性,可在電路中引入非線性補嘗措施,使輸入端激勵電壓隨集電極電源電壓而變化,例如當集電極電源電壓降低時,激勵電壓幅度隨之減小,不會進入強壓狀態(tài);反之,當集電極電源電壓提高時,它又隨之增加,不會進入欠壓區(qū),因此,調幅器始終工作在 弱過壓或臨界狀態(tài),既可以改善調制特性,又可以有較高的效率. 采用低電平調制設計: (1)普通調制信號

30、為 : mv 載波為：mv (2).調幅電路如下圖所示： 圖4.1 AM低電平調制電路 調幅波形如下： 圖4.2 兩信號源的原始輸入數據 圖4.3 AM低電平調制波形圖 輸出的頻譜圖為： 圖4.4 AM低電平調制的輸出頻譜圖 當增大調制電壓值為70mv時，，調制度變大，圖形如下： 圖4.5 AM低電平調制m增大時圖形 當增加調制電壓至200mv時，處于過調制狀態(tài)，圖形如下：

31、 圖4.5 AM低電平調制m>1時圖形 過調制時的頻譜圖如下： 4.6 AM低電平過調制時頻譜圖形 高電平調制設計： (1)普通調幅信號為 : 載波信號為: 輸出信號頻率大概在1KHz左右，所以加一選頻網絡，中心頻率為1KHz，通頻帶為200， L1=C1時算出值為L1=C1=158，通頻帶為，Q值為 Q=5,同時，可算出需要并聯(lián)一個5 的電阻 (2).調幅電路如下圖所示： 圖4.7 AM高電平調制電路圖 調幅波形如下：

32、 圖4.8 AM高電平調制載波波形圖 圖4.9 AM高電平調制輸出波形圖 圖4.10 AM高電平調制輸出波形頻譜圖 圖4.11 AM高電平調制m為1時輸出波形圖 實驗結果分析：從實驗結果可以看出低電平和高電平調制都可以實現(xiàn)AM波調幅，AM已調波形隨著調制信號的波形變化，且當調制度大時，圖形受調制電壓影響大，當處于過調制時，輸出圖形失真。 對于本實驗，采用的低電平調制，它的輸入電壓要小

33、于26mv，它的輸出電壓也比較小。對于高電平調制，本實驗中采用集電極調制方法，它的輸入電壓Ucc也不能太大，否則將不再工作在過壓狀態(tài)。 2.檢波電路設計： 從調幅波中取出調制信號的過程,稱為幅度檢波,常用的檢波電路有三種:小信號平方律檢波,大信號包絡全波和乘積檢波,對檢波器的要求有以下三點: (1)檢波效率(電壓傳輸系數) 若檢波器輸入等幅高頻電壓峰值為Uc,檢波后的輸出電壓為Uo,則檢波效率K定義為:K=Uo/Uc。若檢波器輸入為包絡調幅波,則檢波效率寂靜義為輸出低頻電壓幅度UΩ與輸入高頻電壓包絡幅度 mUc之比: K=UΩ/mUc。式中:m是調幅系數。K越大說明同樣的輸入情況下可

34、以得到較大的低頻輸出信號,即檢波效率高。 (2)檢波失真 它反映輸出低頻電壓波形和輸入已調波包括形狀的符合程度。 (3)輸入電阻Ri 由檢波器輸入端看進去的等效電阻稱為輸入電阻Rio,通常檢波器接于中頻放大器的輸出端,Ri看作是它的負載。因此,Ri越大對中頻放大器的影響就會越小, 大信號峰值包絡檢波： 其特點是: (1)輸入電壓幅度一般500毫伏以上;(2)沒有偏置電壓E,由于輸出電壓的反作用,實際上工作點處于u<0的區(qū)段。因此,大信號檢波二極管,在載波一周期內,只有一段時間尋通,而另一段時間截止。大信號峰值二極管檢波器的主要參數計算如下:K=cosθ，式中:θ為半導通角,它取決

35、于rd/R值,兩者關系為rd/R=(tgθ-θ)/π (2)輸入阻抗Ri： Ri/R=(tgθ-θ)/(θ-sinθcosθ)，很小時，。 (3)檢波失真： 常有兩類失真:一類惰性失真,二是底邊切割失真。 對于惰性失真情況,產生該失真的原因是濾波時間常數RC選得過大,以致濾波電容的放電速率跟不上包絡變化速率所造成的,要防止對角切割失真現(xiàn)象,時間常數RC應滿足下式關系: 另一種切割失真是由于檢波器的低頻交流負載與直流負載電阻不同而引起的,通常檢波被輸出的低頻電壓經耦合電路再送至低頻放大器中去由于C數值很大,它的兩端降有直流電壓為載波幅度的平均值Uco若

36、端上,以致在音頻包絡負半波時,輸入電壓可能低于R兩端的直流電壓,于是二極管截止,輸出信號不再隨輸入信號包絡的下降而改變,產生底邊切割失真,要避免此失真,應滿足下式：，式中:R為直流電阻,交流電阻。 參數計算：設定電容為1uF。 1.為避免惰性失真，由上面分析可算出R 8.5K 2. .為避免惰性失真，由上面分析可算出 3.調制解調電路如下圖所示： 圖4.12 AM高電平解調制電路圖 輸出波形為： 圖4.13 AM高電平解調輸出波形圖 可看出解調信號波形基本正確，沒有出現(xiàn)惰

37、性失真和底部切割失真。 當增大R2時（此實驗中取了20 ），出現(xiàn)惰性失真，波形如下： 圖4.14 AM高電平解調惰性失真輸出波形圖 當調節(jié)R3和R4，使時，出現(xiàn)底部切削失真，波形如下： 圖4.15 AM高電平解調底部切削失真輸出波形圖 下圖為底部切削更加嚴重時的波形，此為并聯(lián)電阻更小時的情況（R3,R4都取了500 ）： 圖4.16 AM高電平解調底部切削失真輸出波形圖 結果分析： 對于AM波，可以用包絡檢波的方法進行解調，因為AM波的包絡和調制信號和波形一致，但是在設計檢波電路的時候要注意兩種失真，要選好參數。 雙邊帶調制： 設載波為uC(t)=Ucosωct

38、，單頻調制信號為uΩ(t)=UΩcosΩt (Ω〈〈ωc)，則雙邊帶調幅信號為: uDSB(t)=kuΩ(t)uc(t)=kUΩcosΩtcosωct =［cos (ωc+Ω)t+cos (ωc-Ω)t］， 其中k為比例系數。 可見雙邊帶調幅信號中僅包含兩個邊頻, 無載頻分量, 其頻帶寬度仍為調制信帶寬的兩倍。圖4.3顯示了單頻調制雙邊帶調幅信號的有關波形與頻譜圖。 需要注意的是, 雙邊帶調幅信號不僅其包絡已不再反映調制信號波形的變化, 而且在調制信號波形過零點處的高頻相位有180的突變?？梢钥闯? 在調制信號正半周, cosΩt為正值, 雙邊帶

39、調幅信號uDSB(t)與載波信號uc(t)同相；在調制信號負半周, cosΩt為負值, uDSB(t)與uc(t)反相。 所以, 在正負半周交界處, uDSB(t)有180相位突變。另外，雙邊帶調幅波和普通調幅波所占有的頻譜寬度是相同的，為2Fmax。 圖5.1 DSB調幅波形與頻譜 因為雙邊帶信號不包含載波，所以發(fā)送的全部功率都載有信息，功率有效利用率高。 電路設計：載波頻率=1MHz ，載波幅值50mV 調制頻率=10kHz ，調制幅值 10mV 圖5.1 DSB調制電路圖 （5）電路經頻譜分析儀和示波器的仿真如下

40、： 圖5.2 載波信號圖 圖5.3 調制信號圖 圖5.4 已調信號輸出圖 分析：由仿真圖可看出，形成調幅波以后，它的載波頻率維持不變，與未調之前一樣，其包絡波形與調制信號大體相同。 圖 5.5 已調電路信號頻譜圖 2、解調電路的設計： (１)解調原理 ＤＳＢ信號不同于調制信號，不能讓那個應包絡檢波，必須用同步檢波。同步檢波的恢復 載波應與調制器的載波

41、電壓完全同步。同步檢波又分為乘積型和疊加型。本設計采用同步檢波方式，。雙邊帶調幅波中不含載波分量，用相乘器進行檢波時，需要在接收端產生一個載波。其原理如圖4.7所示， 低通濾波器 X us ur Uo 圖4.7 同步檢波器原理圖 設輸入為單頻調制的雙邊帶信號 uDSB(t)= UscosΩtcosωct (Ω〈〈ωc) 并假設載波信號與原載波信號同頻不同相，即有相差φ，則 ur(t)= Urcos(ωct+φ)， 相乘器的輸出信號 uo(t)=KmUsUrcosΩtcosωctcos(ωct+φ) =0.5KmUsUｒ cosΩt[c

42、osφ+ cos(2ωct+φ)]， 有用分量為 u1(t)=0.5KmUsULcosφcosΩt， 無用分量為 u1(t)=0.5KmUsUｒcosΩt cos(2ωct+φ) =0.5KmUsUｒcos[（2ωc－Ω）t+φ] + 0.5KmUsUｒcos[（2ωc+Ω）t+φ]， 由上式可知，相乘器輸出的無用分量的頻率為2ωcΩ，故濾波器對有用頻率分量的傳輸系數應盡可能大，對無用頻率分量2ωcΩ的傳輸系數應盡可能小。設濾波器對有用品頻率分量Ω的傳輸系數為Kf,則整個檢波器輸出的有用信號為 uo(t) =KFu1(t)=0.5KfKmU

43、sUｒcosφcosΩt， uo(t)與us(t)的幅度之比，即為檢波器傳輸系數Kd，且由以上公式可得 Kd＝0.5KfKmUｒcosφ ． 電路設計: 電路圖如下圖： 圖5.6 同步檢波器（解調）電路圖 圖5.7解調輸出圖 圖5.8解調輸出圖頻譜 結果分析：DDSB的輸出信號沒在了載波信號，所以它的頻譜利用率高，但是DSB的解調只能用同步檢波法，因為它的包絡發(fā)生了變化。 設計體會: 這次的設計是通過自己在圖書館和網上查閱資料所完成的，課程設計的任務需要綜合運用“高頻電子線路”課程的知識，通過調查研究、查閱資料、方案論證與選定；設計選取電路和元器件；組裝

44、和調試電路，測試指標及分析討論，完成設計任務。在這次課程設計中，學會了怎樣去根據課題的要求去設計電路和調試電路。動手能力得到很大的提高。從中發(fā)現(xiàn)自己并不能很好的熟練去使用所學到的數電知識。在以后學習中要加強對使用電路的設計和選用能力。把過去熟悉的定型分析、定量計算逐步和工程估算、實驗調整等手段結合起來，掌握工程設計的步驟和方法，了解科學實驗的程序和實施方法。這對今后從事技術工作無疑是個啟蒙訓練。通過這種綜合訓練，可以掌握高頻電子線路設計的基本方法，提高動手組織實驗的基本技能，培養(yǎng)分析解決電路問題的際本領，為以后畢業(yè)設計和從事高頻電子線路實驗實際工作打下基礎。 在設計的過程中我遇到很多困難

45、，例如multisim軟件的學習，資料的查找，編輯好的文檔沒有及時保存，以至于從頭再來，浪費了很多時間。但吃一塹長一智，現(xiàn)在遇到這些問題，及時解決，以后再做這類事情就會多一點經驗，就會少出一些類似問題。在兩個星期的課程設計之后，我覺得不僅實際動手能力有所提高，更重要的是懂得設計流程，從開始設計思路，到實現(xiàn)，到糾正完善，再到最后設計論文的撰寫，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結合實際存在的問題在專業(yè)領域內進行更深入的學習。 經過這次課程設計，讓我對前面的路有了更多的信心，因為在這個過程中，我學到了不少實用的東西，對于高頻電子電路有了更深層次的掌握，并且提高了獨立解決問題的能力

46、。雖然這次課程設計中我對電路進行了仿真，并且認真的對電路的每一部分進行了修正，但最后出來的波形還是不很穩(wěn)定。本次課程設計沒有要求制作電路板并且對其進行調試，但我相信要是調試的話也一定回去的滿意的效果。 我們在學習理論知識的同時還要努力培養(yǎng)自己的動手操作能力，對于通信工程的我們更是如此，通過這次課程設計我也看到了自己的差距，今后會努力提高自己的動手操作能力，以求真正領會通信專業(yè)里邊的各種知識，為將來的工作打下良好的基礎。 總而言之，通過這次課程設計，我們獲得了很多，但學海無涯，我們還得一如既往的努力踏實的學習，只有這樣才能成為合格的人才。 四．主要參考資料 1.《高頻電子電路》曾興雯編著，北京：高等教育出版社 2.《高頻電子電路》張肅文編著，北京：高等教育出版社 3.《電子通信系統(tǒng)（第四版）》[美]Wayne Tomasi， 北京：電子工業(yè)出版社 4. 《高頻電子線路學習與解題指導》陽昌漢編著，哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社 5. 《通信電子線路》高如云等編著， 西安：西安電子科技大學出版社 6. 《Multisim10》原理圖仿真與PowerPCB5.0.1印制電路板設計，背景：電子工業(yè)出版社