通信电子电路课程设计

1、通信电子电路课程设计A M 信号同步检波器学院：信息科学与工程学院班级：姓名：学号：指导老师：日期：2016 年 5 月目录一实验目的3二实验题目AM 信号同步检波器31.设计要求32.主要指标33.实验环境3三设计原理31.基本原理32.调制电路原理43.同步检波器原理44.MC1496 模拟乘法器原理5四模块电路设计61.调幅电路62.同步检波电路7五仿真结果81.调幅与检波效果82.理论分析9六整体电路图11七元器件表13八实验总结131.设计中的困难132.设计的优缺点14一实验目的1.加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料方案比较，以及设计、计算等环节。2.提高分析、解决实际问题

2、的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化。3.通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强实践能力。二实验题目AM 信号同步检波器1.设计要求用模拟乘法器（例如 MC1496）设计一 AM 信号同步检波器。2.主要指标输入 AM 信号：载波频率 15MHz 正弦波，调制信号：1KHz 正弦波，幅度大于 1V，调制度为 60%输出信号：无明显失真，幅度大于 5V3.实验环境Multisim 10三设计原理1.基本原理NI Multisim 10 是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。本次课程设计基

3、于 Multisim10 仿真软件，对模拟乘法器 MC1496 构成的调幅电路、同步检波电路进行仿真。调制是把待传输信号置入载波的过程,它在发送设备中进行。调制的方法很多,若用调制信号(信息)控制载波的幅度,则称为调幅。调幅可以通过模拟相乘器调幅电路实现。解调是调制的逆过程,即从已调信号中还原出原调制信号(信息),对调幅波的解调称为检波。同步检波过程主要有相乘、低通滤波几个环节。本设计是基于 MC1496 的相乘器作用，首先设计调制与检波电路，再通过 Multisim 软件对电路进行仿真分析。2.调制电路原理模拟相乘器输出与输入电压关系为。如果为高频载波，即，为低频调制信号，即则输出电压上式表

4、明是抑制载波的双边带调幅信号。如果在调制信号上叠加一直流电压，则可以得到普通调幅信号的输出，即调节直流电压的大小，即可改变调幅系数的值。3.同步检波器原理同步检波的原理是解调时在检波输入端另加一个与发射载波同频同相并保持同步变化的参考信号，此参考信号与调幅信号共同作用于非线性器件电路，经过频率变换，恢复出调制信号。设输入信号为，本地载波电压为,即本地载波的角频率准确地等于发射载波的角频率，但两者的相位可能不同，相差 。这时相乘输出 V2=低通滤波器滤出附近的频率分量后，就可以得到频率为 的低频信号。V=同步检波实现电路如下：4.MC1496 模拟乘法器原理其中 V1、V2 与 V3、V4 组成

5、双差分且两组差分对的恒流源 V5 与 V6 又象限工作。V7、V8 为差分放大器 V5与 V6 的恒流源。模拟乘法器内部电路MC1496 线性区好饱和区的临界点在 15-20mV26mV 时，器件才有良好的相乘作用，否则输出电压中范围的上限值太小，2 脚和 3 脚之间根据需要接入反馈电阻 R8=1k ，从而扩大调制信号的输入线性动态范围，该反馈电阻同时也影响调制器增益。增大反馈电阻。会使器件增益下降，但能改善调制信号输入的动态范围。MC1496 可采用单电源，也可采用双电源供电，其直流偏置由外接元器件来实现。在不同的载波输入幅度下，相乘器 MC1496 的双差分管将工作于不同的状态下。载波信号

6、 uc 分为小信号输入，MC1496 具有理性的相乘功能，高通输出端的输出信号的频谱为 c ，从示波器上看到的当前信号载波成分是正弦信号。不但是 c3 c 、5 c ，也就是 P c (P 为奇数)的组合频率分量，从示波器上看到的输出信号中的载波呈现出趋于方波的特点。这是各个频率成分叠加的结果，此时将该信号通过带通输出，即加入带通滤波器，选频网络调谐于 c 上，并满足其带通频带覆盖 c 。四模块电路设计1.调幅电路两输入端 8 和 10 脚可作为载波输入通道。Y 通道两输入端 1 和 4 脚之间有外接调零电路，输出端 6 和 12 脚外可接调谐于载频的带通滤波器。2 和 3 脚之间外接负反馈电

7、阻。若实现普通调幅可通过调节电位器 RP1 使 1 脚比 4 脚高。调制信号与直流电压叠加后输入，调节电位器可以改变的大小，即改变指数 Ma。调幅电路设计如上图。输入载波信号 1MHz，3Vpp，调制信号 50kHz，1Vpp，因为输入信号为大信号，所以我设计了带通滤波器，调谐于载波 1MHz，得到了调幅信号。最终调幅电路如下：2.同步检波电路同步检波电路主要由 MC1496 完成相乘器部分，通过设置合适的的偏置电阻，使 MC1496 可以正常工作。相乘后的信号通过 RC 构成的低通滤波器，以及旁路电容、耦合电容后，送入小信号放大器进行放大。检波电路设计如下：五仿真结果1.调幅与检波效果2.理

8、论分析A调幅部分 带通滤波器由于载波频率为 1MHz，所以带通滤波器的 L、C 应满足，因此我去了 200pF和 100uH。滤波前频谱分析如下，可以看到大信号通过 MC1496 后会产生各种频率分量。滤波后频率更加集中，一些频率分量被滤除。得到了正确的调幅波。B.同步检波的分步分析经过相乘器后，可知需要滤出 2 倍频分量，而需要让检波后的输出信号通过。可以知道，检波输出信号应该与调制信号频率大致相等。设计低通滤波器截止频率，C=10nF，R=1000时可获得最好的检波效果。通过低通滤波器之前，频率分析如下：通过低通滤波器之后通过信号放大、带通滤波进一步选频，最终输出频谱如下：可以看出，通过滤

9、波滤除了无用分量，而保留了 50kHz 的检波输出信号。六整体电路图七元器件表八实验总结1.设计中的困难（1）MC1496 的内部结构与封装首先一开始遇到的第一个问题就是 Multisim10 中不提供 MC1496 芯片，需要自己设计。于是我在网上查找了许多关于 1496 的内部结构和引脚图，开始是我发现引脚标记的方法各不相同，和课本上的不大一样，特别是管脚 1、4、8、10、6、12 脚，后来我通过查阅资料发现了和课本上一样的管脚。一开始我没有掌握封装的方法，所以画的电路图非常复杂，之后我发现子电路可以实现芯片的封装。开始我总觉得外部的管脚和我自己画的管脚号不一致，在设计过程中，我发现既可

10、以建好子电路再画图，也可以画好图后通过创建子电路命令把部分电路封装起来，管脚号和芯片的样子都可以自己画。（2）静态参数设计问题在调幅电路设计的时候，我按照课本上的图画好之后发现并不能产生调幅波。我通过查阅资料，要合理的设置工作点使三极管都正常工作。这在检波电路里也是很重要的一个环节。因为计算比较薄弱，我分别调节各个电阻看对结果的影响。发现直流源接的电阻太大，导致三极管都没有导通。于是我减小这些电阻。得到的相对正确的输出结果。（3）大信号输入的问题大信号输入，我发现输出就不对了。后来经过检查电路，发现这是两方面的问题，一方面是因为大信号输入对静态工作点有影响，另一方面就是大信号输入时 mc1496 的输入就不再是简单的频率加减的结果了，会输出很多其他的频率分量，这时需要带通滤波器。于是我一方面调节静态工作点，即上个问题中直流源接的电阻太大了，由加了一个带通滤波器，果然得到了正确的输出。（4）滤波器参数参数设计滤波器参数设计的理论计算和实际设计是不同的。在设计低通滤波器时，我觉得频率应该是50khz，但是这样计算出来的 C 应该为 2nF 左右，