高频课程设计 同步检波器的设计

图3-2AM调制波形
仿真分析：由于载波频率较高，所以波形密集，显然仿真出的波形与理论波形相符。
3.2.2 AM解调
在调制的基础上，在Multisim集成仿真环境中绘制下图3-3：
图3-3 AM解调电路图
仿真结果如下图3-4：
图3-4 AM解调波形
3.3 DSB电路设计及仿真结果
3.3.1 DSB调制
2.3.2 DSB相干解调原理4
第三章电路设计及仿真结果5
3.1外围电路设计5
3.2 AM电路设计及仿真5
3.2.1 AM调制5
3.2.2 AM解调6
3.3 DSB电路设计及仿真7
3.3.1 DSB调制7
3.3.2 DSB解调9
3.4仿真过程中出现的问题9
第四章心得体会10
第五章参考文献11
同步检波器的设计
3.2.1 AM调制
在Multisim集成仿真环境中绘制下图3-1：
图3-1AM调制电路图
电路参数：VCC为+12V，VEE为-8V，调零滑变为正中间50%。输入基带信号为50mvVp-p,1KHz的正弦信号，外加50mv的直流电压；载波为100mvVp-p,500KHz的正弦信号。仿真结果如下图3-2：
课程设计
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指导教师：
成绩：
第一章引言1
1.1课程设计目的1
1.2课程设计内容1
第二章AM和DSB调制、相干解调原理1
2.1 MC1496内部结构及原理1
2.2 AM调制、相干解调原理2
2.2.1 AM调制原理2
2.2.2 AM相干解调原理2
2.3 DSB调制、相干解调原理3
2.3.1 DSB调制原理3
式中: 为外加的直流分量， 为基带调制信号, 为载波信号的角频率。根据已调信号的时域表达式,可以得出AM调制的一般模型如图2-2:
图2-2AM调制模型
该模型中的核心器件是模拟乘法器,它实现了对基带信号的调制，本系统中采用的是MC1496来实现调制器的设计。
2.2.2 AM相干解调原理
相干解调也叫同步检波。解调是调制的反过程，把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置，因此可以用相乘器与载波相乘实现。AM系统相干解调的一般模型如图2-3：
5参考文献
[1]樊昌信，曹丽娜.通信原理.国防工业出版社.2012
[2]杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计.哈尔滨工程大学出版社.2005
[3]张肃文.高频电子线路第三版.北京.高教出版社.1993
[4]张义芳.高频电子线路第四版.哈尔滨工业大学出版社.2009
同步检波亦采用模拟乘法器MC1496将同步信号与已调信号相乘。 端输入同步信号或载波信号 ， 端输入已调波信号 ，输出端接有电阻R11、C6组成的低通滤波器和1uF的隔直电容，所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调，但要合理的选择低通滤波器的截止频率。
3.2 AM电路设计及仿真结果
2.3 DSB调制、相干解调原理
2.3.1 DSB调制原理
在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果在AM调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波双边带信号(DSB－SC)，简称双边带信号(DSB)。其时域表达式为：
(2-6)
式中: 为基带调制信号, 为载波的角频率。根据已调信号的时域表达式,可以得出DSB调制的一般模型如图2-4:
1.2课程设计内容
在Multisim仿真软件的集成环境中绘出自己设计的AM、DSB模拟调制电路图和解调电路图，加入基带信号和载波信号，用示波器观察解调波形，分析波形的特点，如输出解调波形产生失真则调整电路参数并分析，直到得到理论的正确结果为止。
2 AM和DSB调制、相干解调原理
2.1 MC1496内部结构及原理
图3-6(b)DSB调制波形
仿真分析：由于载波频率较高，所以波形密集，显然仿真出的波形与理论波形相符。
3.3.2 DSB解调
在调制的基础上，在Multisim集成仿真环境中绘制下图图3-7：
图3-7DSB解调电路图
仿真结果如下图3-8：
图3-8 DSB解调波形
3.4仿真过程中出现的问题
当检波负载取值过大造成了惰性失真，如下图3-9：
MC1496中包含了由带双电流源的标准差动放大器驱动的四个高位放大器，输出集电极交叉耦合，故产生了两输入电压的全波平衡调制乘积现象。其中载波输入(Carrier Input)输入至4个三极管组成的双差分放大器，信号输入(Signal Input)输入至2个三极管组成的单差分放大器用以激励载波。其中Q1、Q2与VQ5、Q6组成两对差分放大器，Q3、Q7组成的单差分放大器，用以激励Q1、Q2、Q5、Q6及其偏置电路；Q4、Q8组成差分放大器的恒流源。引脚8与10接输入电压 ,1与4接另一输入电压 ，输出电压 从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻 ，对差分放大器Q3、Q7产生电流负反馈，以扩展输入电压的线性动态范围。采用双电源供电时，引脚14接负电源,正电源由6脚和12脚引集电极电阻接入。引脚5外接电阻 ，用来调节偏置电流 及镜像电流 的值。
图3-9惰性失真波形
4心得体会
通过本次课程设计，我们主要了解了AM及DSB调制与相干解调原理，把本学期学的高频电子线路等科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习高频电子线路等课程，以达到融会贯通的目的。同时也掌握了简单电子产品的设计方法。在设计时根据课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。同时也加强了对高频电子线路的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习高频电子线路理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。做设计的过程中，需要对已经学过的课本上的知识进行回顾总结，达到了对知识巩固的目的，同时还需要应用到Multisim软件进行仿真，这就需要对这个软件有更深的了解，进一步熟悉了Multisim软件的操作过程，为以后的工作打下良好的基础。相信这此的经历对以后在社会上工作和学习会有很多帮助，让我们能更好的进入工作状态。作为一名电信工程的大三学生，我们觉得做高频课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。虽然过去从未独立应用过它们去做电子产品，但在学习的过程中带着问题去学我们发现效率很高，这是我们做这次课程设计的又一收获。本次设计的时间仓促，难免有不完善之处，望老师谅解，感谢老师的批阅指导！
(2-7)
另一输入端输入同步信号（即本地载波信号） ：
(2-8)
即本地载波的角频率等于输入信号的角频率，它们的相位不一定相同,经乘法器相乘,可得 为
= (2-9)
低通滤波器滤除2 附近的频率分量后，得到频率为 的低频信号：
(2-10)
3电路设计及仿真结果
3.1外围电路设计
要实现同步检波需将与高频载波同频的同步信号与已调信号相乘，实现同步解调。经过低通滤波器滤除2 附近的频率分量后，得到频率为Ω的低频信号如公式为（2-10）。
在Multisim集成仿真环境中绘制下图3-5：
图3-5DSB调制电路图
电路参数：VCC为+12V，VEE为-1V，调零滑变为50%。输入基带信号为150mvVp-p,1KHz的正弦信号，没有外加直流电压；载波为100mvVp-p,500KHz的正弦信号。仿真结果如下图3-6(a)、3-6(b)：
图3-6(a)DSB调制波形
摘要
信息传输是人类社会生活的重要内容。而信息的传递很大程度上而言离不开调制和解调技术。解调也称作检波，就是从从接收端最大程度不失真的恢复出有用的信息。同步检波器是解调技术的一个重要分支。同步检波，又称相干检波，它利用与已调幅波的载波（同频同向)与已调幅波相乘，再利用低通滤波器滤除高频分量，从而得到调制信号。本论文详细介绍了集成模拟乘法器MC1496的内部结构及原理，AM调制系统和DSB模拟调制器的具体方案和设计电路，给出了基于Multisim软件的调制和解调仿真结果。
MC1496是双平衡四象限模拟乘法器，是平衡调制器的核心器件,是Motorola公司出品的一种具有多种用途的集成模拟乘法器，，输出电压为输入信号和载波信号的乘积，可以应用于抑制载波、调幅(振幅调制)、同步检测、调频检测和相位检测等功能，其内部电路如下图2-1所示。
图2-1单片集成模拟相乘器MC1496内部结构图
图2-3相干解调的一般模型
设输入的已调波为AM信号 为
(2-2)
另一输入端输入同步信号（即本地载波信号） ：
(2-3)
经乘法器相乘,可得 为
(2-4)
用低通滤波器滤除2 附近的频率分量后，得到频率为 的低频信号和直流分量
(2-5)
再去掉直流分量,就可恢复原调制信号。本系统中采用的是MC1496来实现解调器的设计。
2.2 AM调制、相干解调原理
2.2.1 AM调制原理
如果载波信号是单频正弦波,调制器输出已调信号的包络与输入调制信号为线性关系,则称这种调制为常规调幅,或简称调幅( AM: Amp幅中,输出已调信号的包络与输入调制信号成正比,其时域表达式为：
(2-1)
图2-4DSB调制模型
本系统中采用的是MC1496来实现调制器的设计。
2.3.2 DSB相干解调原理
同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。将外加载波信号电压与接收信号在检波器中相乘，再经过低通滤波器，最后检出原调制信号，如图2-5所示。
图2-5DSB解调模型
设输入的已调波为抑制载波的DSB信号 为：
关键词：MC1496；同步检波；Multisim仿真
1引言
1.1课程设计目的
1）加深理解和巩固理论课上所学的有关AM和DSB调制与解调系统的基本概念、基本理论和基本方法
2）学习Multisim仿真软件的使用方法。
3）锻炼分析问题和解决问题的能力，进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。