《高頻電子線路》課程設(shè)計同步檢波器設(shè)計

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1、武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 同步檢波器設(shè)計 初始條件： 高頻理論知識，Multisim 和 Protel 軟件使用基礎(chǔ)，裝有 Multisim 和 Protel 的 PC 機一臺。 要求完成的主要任務(wù): 1.設(shè)計出信號調(diào)制系統(tǒng) 2.設(shè)計出同步檢波器原理圖 3.結(jié)合仿真軟件進行仿真設(shè)計 4.給出設(shè)計具體參數(shù)及技術(shù)指標 參考書： 電子線路設(shè)計實驗測試(謝自美) 高頻電子線路實驗與課程設(shè)計(楊翠娥) 模擬電子線路(謝沅清) 時間安排： 1、 理論講解，老師布置課程設(shè)計題目，學(xué)生根據(jù)選題開始查找資料； 2、課程設(shè)計時間為 1

2、 周。 （1）確定技術(shù)方案、電路，并進行分析計算， 時間 1 天； （2）選擇元器件、安裝與調(diào)試，或仿真設(shè)計與分析，時間 2 天； （3）總結(jié)結(jié)果，寫出課程設(shè)計報告，時間 2 天。 指導(dǎo)教師簽名： 2010 年 01 月 26 日 系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 目錄 摘要 .I ABSTRACT.II 1 MC1496 芯片介紹 .1 1.1 MC1496 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本性能 .1 1.2 誤差源和非線性 .2 1.3 應(yīng)用電路 .3 1.3.1 乘法器 .3 1.3.2 壓控低通濾波器 .3 2 信號調(diào)制的一般方法 .3 2.1 模擬調(diào)制 .4 2

3、.2 數(shù)字調(diào)制 .4 2.3 脈沖調(diào)制 .4 3 振幅調(diào)制 .4 3.1 基本原理 .4 3.2 AM 調(diào)制與仿真實現(xiàn) .8 4 解調(diào) .10 4.1 解調(diào)基本原理 .10 4.2 包絡(luò)檢波 .10 4.3 同步檢波 .11 4.3.1 疊加型同步檢波器 .11 4.3.2 乘積型同步檢波器 .13 4.3.3 乘積型同步檢波器的優(yōu)點 .16 5 小結(jié)與體會 .18 6 參考文獻 .19 7 附錄：總原理圖 .20 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 I 摘要 信息傳輸是人類社會生活的重要內(nèi)容。而信息的傳遞很大程度上而言離不開調(diào)制和 解調(diào)技術(shù)。解調(diào)也稱作檢波，就是從從接收端最大程度不失真的恢復(fù)出

4、有用的信息。同 步檢波器是解調(diào)技術(shù)的一個重要分支。同步檢波，又稱相干檢波，它利用與已調(diào)幅波的 載波（同頻，同向)與已調(diào)幅波相乘，再利用低通濾波器濾除高頻分量，從而得到調(diào)制信 號。本文詳細介紹了基于 ADI 公司的模擬乘法器 MC1496 的 AM 調(diào)制系統(tǒng)和同步檢波器 的詳細方案和各種參數(shù)。給出了基于 Multisim 軟件的調(diào)制和解調(diào)仿真結(jié)果。 關(guān)鍵詞：信息 AM 調(diào)制 同步檢波 Multisim 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 II Abstract The intelligence transmission is the human society life important con

5、tent. But the information transmission says to a great extent cannot leave the modulation and the demodulation technology. The demodulation is also called as the detection, is the high receiving end greatest degree not distorted restoration useful information. The synchronous detector is demodulates

6、 technical an important branch. Synchronized detection, also calls the coherent detection, it uses with the amplitude modulated wave carrier (frequency, cocurrent) rides with the amplitude modulated wave mode, again using low pass filter filtration high frequency component, thus obtains the modulati

7、on signal. This article introduced in detail based on ADI Corporations simulation multiplier MC1496 AM modulation system and synchronous detectors detailed plan and each kind of parameter. Has given based on the Multisim softwares modulation and the demodulation simulation result. Key word: informat

8、ion AM modulation synchronization detects Multisim 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 1 同步檢波器設(shè)計 1 MC1496 芯片介紹 1.1 MC1496 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本性能 在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等調(diào)制與解調(diào)的過程 均可視為兩個信號相乘的過程，而集成模擬乘法器正是實現(xiàn)兩個模擬量 電壓或電流 相 乘的電子器件。采用集成模擬乘法器實現(xiàn)上述功能比用分立器件要簡單得多，而且性能 優(yōu)越，因此集成模擬乘法器在無線通信、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

9、現(xiàn)多通道的復(fù)雜運算；二象限器 件（如 ADI 公司的 AD539）又會使負信號的應(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，這種完全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。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳排列如圖 1-1 所示。 圖 1-1 MC1496 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 2 MC1496 是由互補雙極性工藝制作而成，它包含有四個高精度四象限乘法單元。溫度 漂移小于 0005。03V

10、Hz 的點噪聲電壓使低失真的 Y 通道只有 002的總 諧波失真噪聲，四個 8MHz 通道的總靜止功耗也僅為 150mW。MC1496 的工作溫度范圍 為4085。 MC1496 的其它主要特性如下： 四個獨立輸入通道； 四象限乘法信號； 電壓輸入電壓輸出； 乘法運算無需外部元件； 電壓輸出：W （XY ） 25V，其中 X 或 Y 上的線性度誤差僅為 02； 具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性：0005 ； 模擬輸入范圍為25V，采用5V 電壓供電； 低功耗 一般為 150mW。 1.2 誤差源和非線性 模擬乘法器的靜態(tài)誤差主要由輸入失調(diào)電壓、輸出偏置電壓、比例系數(shù)以及非線性 度引起。在這四種誤差源中，只

11、有 X 和 Y 的輸入失調(diào)電壓可以由外部調(diào)整。而 MC1496 的輸出偏置電壓在出廠時已由廠家調(diào)整至 50mV，比例系數(shù)在整個量程之內(nèi)被內(nèi)部調(diào)整為 25。MC1496 的輸入失調(diào)電壓的誤差可以采用圖 2 所示的可變失調(diào)電壓調(diào)整電路來消 除。這種電路還可以減小乘法器內(nèi)核中的輸出偏置電壓、增益誤差以及非線性器件引起 的固有誤差。 乘法器的內(nèi)部非線性是器件的固有誤差。它指的是所有成對輸入值的實際輸出與理 想的線性理論輸出值之間的差值。其定義是在完全沒有電流誤差時，誤差量與滿刻度的 百分比。在最壞的情況下，MC1496 的 X 輸入端的最大非線性也小于 02，Y 輸入端 的最大非線性僅為 006。因此

12、，在應(yīng)用于調(diào)制解調(diào)器或是混頻器時，最好將載波信號 由 X 輸入端輸入，而實際信號由 Y 輸入端輸入。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 3 1.3 應(yīng)用電路 1.3.1 乘法器 四個獨立通道中的每一通道都是由兩個單端電壓輸入(X 和 Y)和一個低阻抗輸出(W) 組成，而且每個通道都有自己專有的接地，這些接地都被接模擬地。為了達到最好的性 能，電路布局一定要緊湊，連線要短，電源電壓的饋電電流要旁路。不用的引腳接地處 理。 1.3.2 壓控低通濾波器 用模擬乘法器 MC1496 構(gòu)成的一個壓控低通濾波器。比傳統(tǒng)的濾波器配置相比信 這種 技術(shù)的好處在于濾波器的截至頻率 0 直接正比于乘法器的輸入電壓

13、。這使得濾波器中的 電容可以由電壓控制，從而可以直接或間接調(diào)整。這樣信 濾波器的頻率特性就可以在不影 響其它參數(shù)的情況下由一個單獨的電壓進行控制。 2 信號調(diào)制的一般方法 調(diào)制就是對信號源的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程。一般 來說，信號源的信息（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信 號。基帶信號往往不能作為傳輸信號，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而 言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸。這個信號叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制 信號。調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載體信號的幅度、相位或者頻率，使其隨著基 帶信號幅度的變化而變化來實現(xiàn)的。而解調(diào)則是

14、將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定 的接收者（也稱為信宿）處理和理解的過程。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進行頻譜搬移，把調(diào) 制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號， 而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊?，調(diào)制方式往往決定了一個 通信系統(tǒng)的性能。 在通信中，我們常常采用的調(diào)制方式有以下幾種。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 4 2.1 模擬調(diào)制 模擬調(diào)制就是用用連續(xù)變化的信號去調(diào)制一個高頻正弦波。主要有： (a) 幅度調(diào)制：調(diào)幅 AM，雙邊帶調(diào)制 DSB，單邊帶調(diào)幅 SSB，殘留邊帶調(diào)制 VSB 以及獨立邊帶 ISB

15、。 (b) 角度調(diào)制：調(diào)頻 FM，調(diào)相 PM。因為相位的變化率就是頻率，所以調(diào)相波和調(diào) 頻波是密切相關(guān)的。 2.2 數(shù)字調(diào)制 用數(shù)字信號對正弦或余弦高頻振蕩進行調(diào)制. 主要有： (a) 振幅鍵控 ASK； (b) 頻率鍵控 FSK； (c) 相位鍵控 PSK. 2.3 脈沖調(diào)制 用脈沖序列作為載波。主要有： 1.脈沖幅度調(diào)制 PAM； 2.脈寬調(diào)制 PDM； 3.脈位調(diào)制 PPM； 4.脈沖編碼調(diào)制 PCM. 3 振幅調(diào)制 3.1 基本原理 在本設(shè)計中調(diào)制方法采用的是振幅調(diào)制。振幅調(diào)制，也可簡稱為調(diào)幅， AM(Amplitude Modulation)，通過改變輸出信號的振幅，來實現(xiàn)傳送信息的

16、目的。一般在 調(diào)制端輸出的高頻信號的幅度變化與原始信號成一定的函數(shù)關(guān)系，在解調(diào)端進行解調(diào)并 輸出原始信號。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 5 實際上的函數(shù)關(guān)系一般是正比關(guān)系。這種調(diào)制方式的最大好處是調(diào)制和解調(diào)非常簡 單，只需要一個二極管和一個電容器即可，當然最大的缺點是失真比較大，同時對干擾 比較敏感，相對來說是一種比較古老的技術(shù)。不過技術(shù)古老并不表示應(yīng)用不廣泛，目前 仍然在很多領(lǐng)域應(yīng)用，如收音機(中波廣播)及航空無線電，尤其在航空無線電的領(lǐng)域，飛 機的行進速度非?？?，戰(zhàn)斗機更快，對調(diào)頻而言，多普勒效應(yīng)太大了，會影響通訊，而 調(diào)幅不受多普勒效應(yīng)的影響，故無法被取代。同時調(diào)幅也有一些改進的技

17、術(shù)，如單邊帶 調(diào)制（Single Side Band, SSB，又稱旁波調(diào)制） 、殘邊帶調(diào)制(Vestigial Side Band, VSB)，以 及調(diào)幅的變種如目前在移動通信廣泛使用的多幅度數(shù)字調(diào)制等。 使受調(diào)波的幅度隨調(diào)制信號而變化的電路。調(diào)幅器輸出信號幅度 ua 與調(diào)制信號瞬時 值的關(guān)系曲線叫作調(diào)幅特性。理想的調(diào)幅特性應(yīng)是直線，否則便會產(chǎn)生失真。用于大功 率廣播或通信發(fā)射機的調(diào)幅器，還要求有足夠大的輸出功率和較高的效率。 調(diào)幅器主要由非線性器件和選擇性電路構(gòu)成。非線性器件實現(xiàn)頻率變換，產(chǎn)生邊帶 和諧波分量；選擇性電路用來選出所需的頻率分量并濾掉其他成分，如高次諧波等。常 用的非線性器件

18、有晶體二極管、晶體管、場效應(yīng)晶體管和電子管等。選擇性電路大多用 諧振回路或帶通濾波器。 按照電平的高低，調(diào)幅器可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅。大功率調(diào)幅發(fā)射機多采 用高電平調(diào)幅器。這種調(diào)幅器輸出功率大，效率高。載波電話機和各種電子儀器多采用 低電平調(diào)幅器。它們對輸出功率和效率要求不高，可以選用調(diào)幅特性較好的電路。幅度 調(diào)制系統(tǒng)框圖如圖 3-1 所示。 圖 3-1 幅度調(diào)制系統(tǒng)原理方框圖 調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表式 設(shè)：調(diào)制信號 tVtvcos)( (3-1) 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 6 載波信號 tVtvccmcos)( (3-2) 其中： 2f 載波角頻率， cf 載波頻率， 若同時作用在一個

19、非線性器件 )(vfi 上：vc tVtVcoscoscm (3-3) 為分析方便，將非線性器件的輸出電流用麥可勞林級數(shù)展開， 3210vavai (3-4) 將(3-3)代入(3-4) ，取前三項，則： 2ccm210 )osos( ctVtVai (3-5) 將第三項展開，利用式 2 c12 ， )cos()cos( )2cos121)21( )coscos cccmc2mccm ttV tVtVtt 故(3-5)式 )cos()cos( 22(21 )coscos()( ccmc cm122cm0 ttVa tVtVtaai 若負載為 LC 調(diào)諧回路， ，2 ，2c 均遠離 c，去掉它們

20、及直流分量，則上式 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 7 ttaVVa tt tai c12cm1 cm2c ccc1 os)s( sos )os()( 故，調(diào)幅波電流的數(shù)學(xué)表達式為 ttmIi c0 os)s1( 式中： cm10maI 為載波電流的振幅 若負載為 LC 調(diào)諧回路，中心頻率 f0，諧振電阻 RP，則回路兩端電壓ttVRItv c0mPOos)c1()( ttvktv caO()(0mos) 式中， V 載波電壓振幅， m0Vcmk ak 、 取決于調(diào)幅電路的比例常數(shù)。為保證不失真，要求 )(tv m0 其波形和頻譜分別如圖 3-2 和 3-3 所示。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路

21、課程設(shè)計 8 圖 3-2 各種調(diào)幅度下的 AM 波形 圖 3-3 M(t)頻譜及 AM 信號頻譜 3.2 AM 調(diào)制與仿真實現(xiàn) 本次設(shè)計中采用的基于 MC1496 的 AM 調(diào)制，電路如圖 3-3 所示。 圖 3-4 基于 MC1496 的 AM 調(diào)制電路原理圖 考慮到電路仿真不是 Protel 的強勢所在，故選擇了優(yōu)秀的模擬電路仿真軟件 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 9 Multisim，而前者只是用來畫原理圖和制板。下圖 3-4 是基于 Multisim 的 AM 調(diào)制電路。 3-5 基于 Multisim 的 AM 調(diào)制仿真電路圖 其中，兩路輸入端口加載的信號如下： 載波輸入端 IN

22、1 加上的信號為：f=400KHZ，Vp-p=400mv。 調(diào)制信號輸入端 IN2 加上的信號為：f=2KHZ，Vp-p=140mv。 仿真輸出波形如圖 3-5 所示： 圖 3-6 AM 調(diào)制仿真輸出波形 X1 MC1496_1 IO12 IO12IO6 IO6IO8IO8 IO4IO4 IO10 IO10 IO1IO1 IO5IO5 IO14 IO14IO2 IO2 IO3 IO3 R4 1k C1 100nF OUT R53.3k VCC 12V C2 100nF R6 1k C3100nFR7 51 R81k C4 100nF IN1信信信信 R9 6.8k R10 51 C5 20uF

23、 R1151 C6 20uF IN2 信信信信信信 R12750 R13 10k Key=A 50% R14750 R153.3k VEE -8V 信信信信信信 IN1 IN2 OUT 0 VEE 8 11 10 9 0 7 6 0 5 0 4 21 VCC 3 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 10 4 解調(diào) 4.1 解調(diào)基本原理 解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復(fù)消息的過程。在各種信息傳輸或處理系統(tǒng)中， 發(fā)送端用所欲傳送的消息對載波進行調(diào)制，產(chǎn)生攜帶這一消息的信號。接收端必須恢復(fù) 所傳送的消息才能加以利用，這就是解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程。調(diào)制方式不同，解調(diào) 方法也不一樣。因為前面的調(diào)制采用的

24、 AM 調(diào)制，所以在此選擇振幅解調(diào)的方式還原信 號。 從已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)或檢波。用以完成這個任務(wù)的電路稱為 檢波器。最簡單的檢波器僅需要一個二極管就可以完成，這種二極管就被稱作檢波二極 管。 目前，集成射頻檢波器現(xiàn)已得到了廣泛的應(yīng)用，而且每當要求更高的靈敏度和穩(wěn)定 性時，集成射頻檢波器有代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管檢波器的趨向。 從調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信號的電路，也可稱為幅度解調(diào)器。與調(diào)制器一樣，檢波器必 須使用非線性元件，因而通常含有二極管或非線性放大器。通常，振幅解調(diào)的方法有包 絡(luò)檢波和同步檢波兩種。 4.2 包絡(luò)檢波 包絡(luò)檢波，是指還原得到的信號與高頻條幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律一致的檢波

25、方法。由于 AM 信號 有包絡(luò)與調(diào)制信號呈線性關(guān)系這一特點，所以包絡(luò)檢波只適用于 AM 信號檢波。其原理框圖如圖 4-1 所示。應(yīng)用非線性器件頻率變換，首先產(chǎn)生許多新頻率，然后通過濾波器，濾除無用頻率分量，取出 所需要的原調(diào)制信號。根據(jù)電路及工作狀態(tài)不同，檢波器可分為峰值包絡(luò)檢波和平均包絡(luò)檢波。其中， 二極管包絡(luò)檢波是包絡(luò)檢波中最簡單的一種電路。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 11 圖 4-1 包絡(luò)檢波原理框圖 4.3 同步檢波 同步檢波器主要用于 DSB 和 SSB 信號進行解調(diào)（當然也可以用于 AM） 。它的特點 是必須外加一個與載波同頻同相得恢復(fù)載波信號。其原理方框圖如圖 4-2 所

26、示。.外加載 波信號電壓加入同步檢波器有兩種方法：疊加型和乘積型。 已調(diào)振幅信號 插入載波信號 圖 4-2 同步檢波器原理方框圖 4.3.1 疊加型同步檢波器 將輸入信號與同步信號疊加后，合成包絡(luò)反映調(diào)制信號變化的普通調(diào)幅信號，再利 用包絡(luò)檢波器實現(xiàn)解調(diào)，原理電路如圖 4-3 所示。 已調(diào)振幅信號 插入載波信號 圖 4-3 疊加型同步檢波器原理方框圖 若 當 為雙邊帶信號時， 合成電壓 檢波器 低通濾波器 加法器 包絡(luò)檢波器 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 12 只要滿足， ，合成信號即為不失真的 AM 調(diào)幅信號，利 用包絡(luò)檢波器可以解調(diào)出所需要的音頻信號。當 為單邊 帶信號時，合成電壓 式

27、中： 合成信號的包絡(luò)和相角均受到調(diào)制信號的控制，不能不失真地反映原調(diào)制信號的變化規(guī) 律。所以，一般情況下，由包絡(luò)檢波器構(gòu)成的疊加型同步檢波器不能對單邊帶信號實現(xiàn) 線性解調(diào)。將 改寫為 假若滿足一定的條件，失真可以減小到允許值若滿足 ，上式可以簡化為 進一步忽略上式中的三次方及其以上的各項，經(jīng)三角變換后可得 將角頻率為 和 分量的振幅之比定義為二次諧波失真系數(shù)，用 表示，其值為 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 13 若要求 則要求 通過上述分析知： 當采用包絡(luò)檢波器構(gòu)成同步檢波電路用以解調(diào)單邊帶信號時，為將 限制在允許 的范圍內(nèi)，必須要求同步信號 有足夠大的振幅 。疊加型同步檢波器電路圖如 下

28、圖 4-4 所示。 圖 4-4 疊加型同步檢波器 4.3.2 乘積型同步檢波器 這種方法是將外加載波信號電壓接收信號在檢波器重相乘，再經(jīng)過低通濾波器，最 后檢出原調(diào)制信號，原理框圖如圖 4-5 所示。 已調(diào)振幅信號 插入載波信號 圖 4-5 乘積型同步檢波器原理方框圖 設(shè)輸入普通調(diào)幅信號 uAM(t)= (Ucm+kUm cos t)cos ct =Ucm(1+Macost)cos ct 乘法器另一輸入同步信號為: 乘法器 低通濾波器 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 14 ur(t)=Urmcosct 則乘法器輸出為: 則乘法器輸出為: twtMUktuktu carmcrAM 2220 o

29、s)c1()()( )(2ososc1 ttwtU cacarmc 其中 k2 是乘法器增益。 可見, 輸出信號中含有直流, , 2c, 2c 幾個頻率分量。用低通濾波器取出直 流和 分量, 再去掉直流分量, 就可恢復(fù)原調(diào)制信號。 如果同步信號與發(fā)射端載波同頻不同相, 有一相位差 , 即 ur=Urmcos(ct+),則乘 法器輸出中的 分量為 k2UcmUrmMacoscost 。 若 是一常數(shù), 即同步信號與發(fā)射 端載波的相位差始終保持恒定, 則解調(diào)出來的 分量仍與原調(diào)制信號成正比, 只不過振 幅有所減小。當然 90，否則 cos=0, 分量也就為零了。若 是隨時間變化的, 即 同步信號與

30、發(fā)射端載波之間的相位差不穩(wěn)定, 則解調(diào)出來的 分量就不能正確反映調(diào)制 信號了 設(shè)載波為 uc(t)=Ucmcosct, 單頻調(diào)制信號為 u (t)=Um cost( c), 則雙邊帶調(diào) 幅信號為: uDSB(t)=ku(t)uc(t)=kUm Ucmcos tcosct = cos ( c+ )t+cos (c-)t 2c Uk 其中 k 為比例系數(shù)。 可見雙邊帶調(diào)幅信號中僅包含兩個邊頻, 無載頻分量, 其頻帶寬度仍為調(diào)制信號帶寬 的兩倍。 由于雙邊帶調(diào)幅信號的包絡(luò)不能反映調(diào)制信號, 所以包絡(luò)檢波法不適用, 而同步檢波 是進行雙邊帶調(diào)幅信號解調(diào)的主要方法。與普通調(diào)幅信號同步檢波不同之處在于,

31、乘法器 輸出頻率分量有所減少。 設(shè)雙邊帶調(diào)幅信號如式(6.2.10)所示, 同步信號為 ur(t)=Urmcosct, 則乘法器輸出為: uo(t)= )2cos( 1)2cos(1cos21 twtwtUk ccmr 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 15 其中 k2 是乘法器增益。 用低通濾波器取出低頻分量 , 即可實現(xiàn)解調(diào)。 將式(6.2.10)所示雙邊帶信號取平 方, 則可以得到頻率為 2c 的分量, 然后經(jīng)二分頻電路, 就可以得到 c 分量。 這是從 雙邊帶調(diào)幅信號中提取同步信號的一種方法。在 Protel 中繪制出原理圖如下圖 4-6 所示。 圖 4-6 基于 MC1496 的 A

32、M 解調(diào)電路原理圖 同樣，用 Multisim 進行仿真處理。仿真電路原理圖如圖 4-7 所示。 X1 MC1496_1 IO12 IO12IO6 IO6IO8IO8 IO4IO4 IO10 IO10 IO1IO1 IO5IO5 IO14 IO14IO2 IO2 IO3 IO3 R19 1k OUT11 R203.3k VCC 12V C8 100nF R21 1k C9100nFR22 51 R231k C10 100nF IN11信信信信 R24 6.8k R25 1k R26 1k C12 20uF IN12 信信信信信 R27 910R28 10k Key=A 50% R29910 R

33、303.3k VEE -8V 信信信信信信 IN11 IN12 0 VEE 19 22 21 20 0 18 17 0 16 0 15 1312 C11100nF VCC R31 1k C7100nF C13100nF C14 1uF 14 1 0 OUT11 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 16 圖 4-7 基于 Multisim 的同步檢波器仿真電路 其中，載波輸入 IN11 端加入的是與調(diào)制端 IN1 端同頻同相的正旋信號。載波輸入端 IN11 加上的信號為：f=400KHZ，Vp-p=400mv 。已調(diào)幅信號輸入端 IN2 加上的為從調(diào)制 電路輸出端 OUT 端口處輸出的信號。圖 4

34、-8 為 AM 調(diào)制和解調(diào)整體仿真架構(gòu)。同步檢波 仿真波形如圖 4-9 所示。 圖 4-8 AM 調(diào)制和解調(diào)整體仿真架構(gòu) 圖 4-9 乘積型同步檢波仿真輸出波形 其中，上面 A 通道（上面的曲線）顯示的是解調(diào)輸出波形， B 通道（下面的曲線） 顯示的是原來的調(diào)制信號波形。通過觀察可知，解調(diào)輸出有一定的延時，即產(chǎn)生了相位 失真時延約在 0.16ms 左右。但是幾乎沒有產(chǎn)生頻率失真。 X1 AM OUT OUTIN1IN1 IN2IN2 X2 JieTiao IN11IN12 OUT11XFG1 XFG2 XSC1 A B Ext Trig+ + _ _ + _ 0 0 3 1 2 4 信 信 信

35、 信 信 信 信 信 信 信 信 信 信MC1496 MC1496 AM信 信 信 信 信 信 信 信 信 信 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 17 4.3.3 乘積型同步檢波器的優(yōu)點 對于雙邊帶或單邊帶調(diào)幅信號來說，無法直接從雙邊帶或單邊帶調(diào)幅信號中提取參 考信號。為了產(chǎn)生同頻同相的本地同步載頻信號，往往在發(fā)射機發(fā)射雙邊帶或單邊帶調(diào) 幅信號的同時，附帶發(fā)射一個載頻信號，其功率遠低于雙邊帶或單邊帶調(diào)幅信號的功率， 通常稱為導(dǎo)頻信號。接收機在接收雙邊帶或單邊帶調(diào)幅信號的同時也接收導(dǎo)頻信號，由 晶體濾波器從輸人信號中取出該導(dǎo)頻信號，經(jīng)放大后作為本地載頻信號。如果發(fā)射機不 發(fā)射導(dǎo)頻信號，那么在接收

36、端可采用與發(fā)射機相同的高穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器或頻率 合成器來產(chǎn)生本地載頻信號。 本地載頻信號與輸入信號的載頻不能保持同步，對檢波性能會產(chǎn)生什么樣的影響呢? 設(shè)本地載頻信號與輸入信號載頻的不同步量為 ，相位不同步量為 ，即 若用模擬乘法器構(gòu)成同步檢波電路解調(diào)雙邊帶調(diào)幅信號，則若用模擬乘法器構(gòu)成同步檢 波電路解調(diào)雙邊帶調(diào)幅信號，則經(jīng)低通濾波器取出。 可見，當頻率、相位不同步時，檢出的低頻信號將產(chǎn)生頻率失真和相位失真。若用模擬 乘法器構(gòu)成的乘積榆波電路懈調(diào)單仂帶調(diào)幅信號則經(jīng)低通濾波器取出。可見，當頻率、 相位不同步時，檢出的低頻信號將產(chǎn)生頻率失真和相位失真。在進行語言通信時，人耳 對相位失真不敏感

37、，但頻率失真聽上去會感到嚴重聲音失真。實驗證明，當頻率偏移值 為 20 Hz 時，開始覺察聲音不自然，而當頻率偏移值為 200 Hz 時，語言可懂度就會下降。 在進行圖像通信時，頻率和相位偏移都會影響圖像的質(zhì)量。 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 18 5 小結(jié)與體會 經(jīng)過一個多星期的設(shè)計，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度 熱情高漲。從開始時的激情高漲到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無 長。 通過這次課程設(shè)計，加強了我的動手、思考和解決問題的能力?？简灹宋业哪托暮?直面挫折的精神。我深知以后要走的路將會更長更曲折，不過不要緊，我有信心和毅力 走下去，摔倒了再爬起

38、來，沒有什么，因為我們年輕，我們有激情和熱血。我會用百折 不撓的決心，去越過每一道溝溝坎坎。 對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷 是一份擁有。這次經(jīng)歷讓我受益匪淺。必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！ 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 19 6 參考文獻 1 謝自美 . 電子線路設(shè)計實驗測試(第三版).武漢.華中科技大學(xué)出版社.2006 2 楊翠娥 .高頻電子線路實驗與課程設(shè)計.哈爾濱.哈爾濱工程大學(xué)出版社.2005 3 (日) 鈴木憲次.何中庸（譯） .高頻電路設(shè)計與制作.北京.科學(xué)出版社.2005 4 謝沅清. 模擬電子線路.成都.電子科技大學(xué)出版

39、社.1995 5 張肅文. 高頻電子線路第三版.北京.高教出版社.1993 6 曾興雯,陳健 ,劉乃安. 高頻電子線路輔導(dǎo).西安.西安電子科大出版社.2000 7 Reinhold Ladwig . Radio Frequency Circuit Desigh Theory and Aplication. Prentice Hall In. 2001 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 20 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 21 7 附錄：總原理圖 武漢理工大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計 ut2ApOdfXXc02GyBKsKCWw97MrqqWhoj5TL15Zt6jIPYytYCummtARp3

40、v1N5luizi3xh3BhWYreKO8d9g7nmZQoWPJeTLDrw08gVS8DsDQQYGC3cE7moO2tLF0Jf1gK74IUXyBmtIVR97CkrfVqULT5fn2t6MpJR6rbzVPSortZvIj5NB5ndVvSr4iWr1TwLFKgLSPzuhRjQ3CmZU98eUOuijdLSZqPmvrw9zKupxf8WFUG9l2G9277g2rTipa1YpCZEuqxpKBhtVDCooQOzxUz3vJrZmOcijyM62zchmeooTYes8EBMm932tbz2Yo09RtsZEYS8Zrd2Yktj8l6jEAzVAjnfbtryLvsm

41、6oFbfToXVRFFn7OwIYgJlamkUNXJYbz5Rrb7r4VsuR9zpfZFMfsjhcfCA37lNW2VVLRKN7R8psz1BN6oRic5hU5Z6HCxAYqyNPOG8duYbAwqSl20CSg06Dh2sM8HLtgPkIcSkrgOPDpuHBj1LmPk7lYdvC6NNMwL3fwhZFTFVYAARY7lHSSxJ10V3pH3Y19BxYR77Ib7CpZSu2tijqe3hKqkKAu9KSkCpHKXUIKvvyJZpg2YijRkqfbGgOvyqKuxNWI9oMnJtt6QilZxtyrF7d20FbmabcfiixrQKUsVNXBP

42、PFUXyQ1fJSKFSUbkgs2DUVQC9sz4JkbgN4Qqv66pyoARjurNFJ3TxyfclZiEePtwFJthphEipDFNqnR2HjQKV2DzWtMPDJQkBcXmovdsjqCTJagjMdLsKPgaD2s0H0vmZGAHt36gyUEZ7UmANk1ndREuBeqdgrx0venqGnsyIB2ilq3SIQrNL4m56t7Z8Y8da5K0KUpn5N zg4JvjdtfFHyt82AoGQkXo4VBLmLEiy2P7HtHBho07rCfttxodYDPPdtQsO7wxD0J6fKKlGm4woDzplhtRr2XgqN13hqy59zU

43、1GegDyQniHNTaVSieueFQcYfUCJwd3vk5I7YKmhunDmIZ ut2ApOdfXXc02GyBKsKCWw97MrqqWhoj5TL15Zt6jIPYytYCummtARp3v1N5luizi3xh3BhWYreKO8d9g7nmZQoWPJeTLDrw08gVS8DsDQQYGC3cE7moO2tLF0Jf1gK74IUXyBmtIVR97CkrfVqULT5fn2t6MpJR6rbzVPSortZvIj5NB5ndVvSr4iWr1TwLFKgLSPzuhRjQ3CmZU98eUOuijdLSZqPmvrw9zKupxf8WFUG9l2G9277g2rTipa

44、1YpCZEuqxpKBhtVDCooQOzxUz3vJrZmOcijyM62zchmeooTYes8EBMm932tbz2Yo09RtsZEYS8Zrd2Yktj8l6jEAzVAjnfbtryLvsm6oFbfToXVRFFn7OwIYgJlamkUNXJYbz5Rrb7r4VsuR9zpfZFMfsjhcfCA37lNW2VVLRKN7R8psz1BN6oRic5hU5Z6HCxAYqyNPOG8duYbAwqSl20CSg06Dh2sM8HLtgPkIcSkrgOPDpuHBj1LmPk7lYdvC6NNMwL3fwhZFTFVYAARY7lHSSxJ10V3pH3Y19BxYR77I

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