检波器设计-高频电路课程设计.doc

1、 职 业 技 术 学 院学 生 课 程 设 计 报 告课程名称： 高频电路课程设计 专业班级： 信工 102 姓 名： 学 号： 20110311202 学 期： 大三 第一学期 目 录1 课程设计题目2 课程设计目的 3 课程设计题目描述和要求4 课程设计报告内容4.1 二极管包络检波电路的设计4.2 同步检波器的设计 5 结论 6 结束语7 参考书目8 附录 摘要振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用

2、同步检波方法。同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM） 。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s（t）,和输入的同步信号（即载波信号）V c（t） ，经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双边带信号解调课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识

3、的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。一、 课程设计题目:AM 解调器设计二、 课程设计目的：通过课程设计，使学生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。进一步提高分析解决实际问题的能力，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；通

4、过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。三、 课程设计题目描述和要求输入 AM 信号，其载波频率为 15MHz，调制信号为 1KHz 正弦波；已调波幅度为幅度 1V，调制度为 60%；要求设计 AM 解调器，具体要求如下：1) 用检波二极管 2AP12 设计 AM 信号包络检波器，完成给定输入信号参数下的滤波器的计算；完成惰性失真和负峰切割失真条件产生的元件参数分析；2）AM 信号同步检波器(1)用模拟乘法器 MC1496 设计一 AM 信号同步检波器；(2)采用 PLL 完成参考信号的获取。四、课程设计报告内容4.1 二极管包络检波设计4.1.1 工作原理信号包络检

5、波是高频输入信号的振幅大于 0.5 伏时，利用二极管对电容 c充电，加反向电压时截止，电容 c 上电压对电阻 R 放电这一特性实现的。分析时采用折线法1包络检波电路及工作原理图 41(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD 和 RC 低通滤波器组成。(6-1)式中,c 为输入信号的载频 ,在超外差接收机中则为中频 I 为调制频率。在理想情况下,RC 网络的阻抗 Z 应为(6-2)图 41 二极管峰值包络检波器 (a) 原理电路 (b)二极管导通 (c)二极管截止图 42 加入等幅波时检波器的工作过程从这个过程可以得出下列几点: (1)检波过程就是信号源通过二极管给电容

6、充电与电容对电阻 R 放电的过程。(2)由于 RC 时常数远大于输入电压载波周期,放电慢,使得二极管负极永远处于正的较高的电位( 因为输出电压接近于高频正弦波的峰值,即 UoUm)。 (3)二极管电流 iD 包含平均分量( 此种情况为直流分量)Iav 及高频分量。图 43 检波器稳态时的电流电压波形图 44 输入为 AM 信号时检波器的输出波形图图 45 输入为 AM 信号时,检波器二极管的电压及电流波形图 46 包络检波器的输出电路4.1.2 检波失真检波器输出电压波形与输入信号包络之间，最好有时间上的延迟或幅度上的线形比例变化，而不能出现非线性或线性失真。但是，但一些条件无法满足时，就会有

7、一下是真1)惰性失真在二极管截止期间,电容 C 两端电压下降的速度取决于 RC 的时常数。必须满足 ， max21R图 49 惰性失真的波形2) 底部切削失真底部切削失真产生的原因是因为交直流负载不一致，要避免底部切削失真应满足： Rmga图 610 底部切削失真4.13 元器件参数计算：（1）由于电路属于峰值包络检波器，所以一般选用正向电阻小、反向电阻大，结电容小而开关速度较快的 2AP12。（2）RC 时间常数应同时满足无惰性失真和频率失真条件：电容 C1=C2=C 应该对载频及其谐波分量近似短路（旁路作用） ，故应该， ，通常取 (经验公式). WcRC1WcRC105将已知条件代入避免

8、惰性失真条件 可得max21RC3510.1067.3. RC应该满足无底部切削失真条件设输出电阻， ， ，则 ， 。为避免底部kRl102.0161R52切削失真，应该有 ， ， 。代入条mga 21LR/2件可得 ，因为检波器的输入电阻 不应太小，而 ，所以 R 不能kR1iRi太小，取 ，另取 C=0.2uF，这样 ，满足上一步对时间常数3 4106C的要求。因此 ， 。k5.01k5.2Cc 取值应使低频信号有效到负载电阻 上，即满足 ，取LRmin1LRCcCc=47uF。图 4.1.10 二极管包络检波原理图4.2 同步检波设计4.2.1 设计原理在模拟乘法器 MC1496 的一个

9、输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号 ，另一输入端输入同步信号（即载波信号）tUtcsmSos，经乘法器相乘，由式（ 7-9）可 得输出信号 U0（t）为tcc tKtUKtKt cmsEcsmEcmsEo 2412o41o21（条件： ， 为大信号） （4.2.1）VUCx6Sy上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，后两项为高频分量，可用低通滤波器滤掉，从而实现双边带信号的解调。 若输入信号 为单边带振幅调制信号，即 ，则乘法器的输 为：tS tU0（4.2.2）tUKtUtt cmsEsmECccso 241o41o22上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，第二项为高频分量，也可以被低通滤波器滤掉。如果输入信号 为有载波振幅调制信号，同步信号为载波信号 ,利tS tUC用乘法器的相乘原理，同样也能实现解调。设 ， 1cosssmcUttwtcoscmutwt则输出电压 为0ut0EsctK11coscos222smEmEsmutKuwt+ 4Escw+ 2smKut（4.2.3） 上式中，第一项为直流分量，第二项是所需要的低频调制信号分量，后面三项为高频分量，利用隔直电容及低通滤波器可滤掉直流分量及高频分量，从