高频电子线路课程论文

《高频电子线路》——课程设计报告——院系：信息科学与技术学院设计题目：专业班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：摘要摘要信息传输对人的生活的重要性是不言而喻的。

从古老的光、信鸽到有线电报、电话通信，不久后，人们发现了电磁波从而导致了无线电的发明。

一个导体如果载有高频电流，就有电磁能向空间发射，高频电流成为载波。

我们将声音、图象等信号控制载波电流，则信息就能包含在载波中被发送出去，在接受端将接收到的电磁波还原检波，取出其中的有效信号，就完成了无线电通信。

关键词: 本地振荡器；高频载波；乘法模拟调制器；同步检波；低通滤波器AbstractAbstractThe information transmission is very important for our life. From ancient light, pigeons to cable telegraph, telephone.Soon after, people found the electromagnetic wave which leads to the invention of the radio. If a conductor carries high frequency current, it launches electromagnetic energy to space, and high frequency current become carrier.Sound, image and signal can control carrier current,so the information can be included in the carrier and sent out. The receiver will receive the electromagnetic wave and take out the valid signal.Thus,radio communications completed.Keywords: Oscillator; High frequency; Carrier; Multiplication simulation modulator; Synchronous detection目录目录1 引言--------------------------------------------------12 设计概述-----------------------------------------------22.1 设计任务-------------------------------------------22.2 技术指标-------------------------------------------23 系统工作原理--------------------------------------------33.1 系统框图与波形-------------------------------------33.2 调制单元-------------------------------------------43.3 同步检波单元--------------------------------------43.4. 低通滤波部分--------------------------------------54 方案分析-----------------------------------------------64.1本地振荡电路分析-------------------------------------64.2乘法器方案分析------------------------------------- 94.3低通滤波器方案分析---------------------------------115 电路性能指标测试------------------------------------- 151.1本地振荡器-----------------------------------------151.2调频部分--------------------------------------------171.3解调部分--------------------------------------------201.4二阶低频滤波放大器-------------------------------- 236 总电路原理图-----------------------------------------257 疑惑与改进 ------------------------------------------268 心得体会---------------------------------------------31 元器件清单----------------------------------------------- 32 致谢------------------------------------------------------ 33 参考文献-------------------------------------------------- 34附录：用信号发生器产生载波的调制解调系统1引言传输信息是人类生活的重要内容之一。

在利用无线电技术传输信号时，需要用到调幅和解调。

调幅，英文是Amplitude Modulation(AM)。

调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。

也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。

解调过程正好相反，在接收处，先用接收天线将收到的电磁波转变为已调波电流，然后从已调波电流中检出原始的信号。

在接收调幅信号时，解调也叫做检波。

调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才能完成。

工程实际中，人们通常将调制解调过程看做两个信号相乘的过程，一般都采用集成模拟乘法器来实现，这比采用分立器件电路简单，且性能优越。

2 设计概述2.1 设计任务要求设计一个简易的本地振荡器和振幅调制解调器，通过本地振荡器产生高频载波信号和调制信号经乘法器后，将调制信号搬移到了高频处，输出抑制载波的双边带调幅波；然后将已调信号和载波信号经乘法器后，则已调信号搬移到了低频和更高频处，再经过低通滤波器，即可恢复调制信号。

2.2 技术指标①振幅调制的载波采用本地振荡器产生，或由高频信号发生器输出幅值为30mV，频率为500KHz。

②振幅调制器的设计采用乘法器产生抑制载波的双边带调幅波。

③低频信号利用已有的信号发生器，输出50mV，20KHz的正弦波信号。

④高频信号发生器产生与载波信号频率、相位一样的高频信号，进行同步检波。

⑤低通滤波器滤除20KHz以外的频率。

⑥本机振荡器产生高频载波信号。

3 系统工作原理3.1 系统框图与波形还原基带信号调制信号v 混频调制单同步检波单低通滤波器载波信号v0图3.1.1 系统框图本地振荡图3.1.2 各类信号波形3.2 调制单元利用模拟乘法器调幅得到抑制载波的双边带信号（DSB ）。

图3.2.1 调制过程若要得到抑制载波的双边带信号，低频调制信号不能有直流成分，即低频调制信号为()cos v t V t ΩΩ=Ω，频率为o f 。

外加高频载波信号()cos o o o v t V t ω=，频率为o f 。

两者进入混频调制单元（乘法混频器）后，产生抑制载波的双边带调制信号（DSB 波）1()[cos()cos()]2o o o v t KV V t t ωωΩ=+Ω+-Ω（K 为常数），得到o ω-Ω、o ω+Ω两种频率的波，频宽为0.722f f Ω∆=。

3.3 同步检波单元图3.3.1 同步检波（解调）过程3 系统工作原理图3.3.2 3种信号的频谱将()v t 输入同步检波单元，作为该单元的本地载波信号，将已调波()v t 输入同步检波单元。

由于同步检波单元也由乘法混频器构成，又因为该单元的本地载波信号与已调波的载波信号相同，故相位差0Φ=，所以输出信号111()cos cos(2)cos(2)244T O O o O o v t KV V t KV V t KV V t ωωΩΩΩ=Ω++Ω+-Ω ，由此可知，()T v t 中含有,s o s f f f ±三种频率的波。

3.4. 低通滤波部分低频滤波器功能为滤除2o ω附近的高频信号，保留Ω低频信号，由于经过低频滤波器，信号将得到衰减，所以在滤波器后面应该加一个放大器，组成低频滤波放大器。

最后，经低通滤波单元输出低频基带信号1()cos 2T O v t KV V t ΩΩ=Ω4 方案分析4方案分析4.1 本地振荡电路分析方案一：利用现有信号发生器产生500KHz的高频载波信号。

方案二：利用本地振荡器产生500KHz的等幅振荡，用来作为调制解调系统中的高频载波。

这里采用的是电容反馈三点式振荡器。

三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。

本实验的三点式振荡器电路采用电容与互感耦合的方式，输出本振信号。

LC回路中与发射级相连接的两个电抗元件必须为同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，这是三点式电路组成的相位判据，或者称为三点式电路的组成法则。

与发射极相连的两个电抗元件同为电容的三点式电路，称为电容三点式电路。

与发射极相连的两个电抗元件同为电感的三点式电路，称为电感三点式电路。

本实验采用电容三点式电路，原理图如4.1.1所示：图4.1.1 电容反馈三点式振荡器原理图电路元器件参数：=Ω=Ω=Ω，131.5R K R K R K112,28,31=L uH===1100,24,34C pF C nF C nF理论参数计算：如图4.1.1所示，1,2,3R R R 为直流偏置电阻，1C 为基极偏置谐波电容，2,3C C 为反馈电容，4C 为集电极耦合电容。

电容1,4C C 对交流等效短路，直流电压12V 对交流等效短路接地，电阻1,2R R 被交流等效短路，由此可画出交流等效电路图如图4.1.2所示：图4.1.2 电容反馈三点式振荡器交流等效图211C F C ==反馈系数 15110.62231.5210s f MHz L C ππ-∑∑==≈⨯⨯本振频率 电路图4.1.1的仿真结果如下所示：图4.1.3 电容反馈三点式振荡器的仿真波形图由示波器记录可知：本振信号频率0.5s f MHz ≈，幅值10s V V ≈，故，本振信号6()10cos(3.1410)()o v t t V =⨯。