同步检波器的设计与调试

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AM信号同步检波器的设计说明书

AM信号同步检波器的设计说明书

AM信号同步检波器的设计一.总体方案选择的论证设计要求:用模拟乘法器MC1496/1596设计一AM信号同步检波器主要指标:输入AM信号:载波频率465KHz.调制信号:1KHz 正弦波.幅度大于1V(峰峰值).调制度为60%输出信号:无明显失真.幅度大于2V考虑的所有方案:(1)电容三点式振荡器的设计(2)AM信号包络检波器选用现有方案理由:题目要求用MC1496作为同步检波解调电路.又《高频电路分析》以及百度文库和《高频实验手册》可以找出MC1496作为同步检波器的外围电路.因为此题目难度最大且其他题目已在早期做过。

方案总框图:本地载波(a)υυ(b)优缺点:1)相对于包络检波来说.可以对调制度过高的调制信号进行解调(例如DSB信号)。

2)同步检波相对于包络检波.必须要获得或提取载波且相位相差不能过大。

3)此设计方案采用集成芯片需通电。

简单原理:同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。

它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。

同步检波器的名称由此而来。

外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式:一种是将它与接收信号在检波器中相乘.经低通滤波器后检出原调制信号.如图(a)所示;另一种是将它与接收信号相加.经包络检波器后取出原调制信号.如图(b)所示。

二.具体电路设计电路图AM调制模块(上图)解调模块(下图)电路工作原理:音频信号从基带信号输入端进入.通过MC1496乘法器与载波相乘得出一高高频信号.然后经过TL082放大到解调模块的MC1496与载波再次相乘.得到一个更高的高频信号.经过电容电阻组成的滤波器把高频信号滤走.得到一个功率不达标的1K 的基带信号.通过TL082进行一次放大.再经过第三块TL082经行二次放大.得出Vpp 大于1V 的1K 基带信号。

参数计算公式:设输入的已调波为载波分量被抑止的双边带信号υ1.即t t V v 111cos cos ωΩ= 本地载波电压)cos(000ϕω+=t V v本地载波的角频率ω0准确的等于输入信号载波的角频率ω1.即 ω1=ω0,但二者的相位可能不同;这里φ表示它们的相位差。

高频课程设计 同步检波器的设计

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
班级:
姓名:
学号:
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

同步测控系统数字滤波器设计与优化

同步测控系统数字滤波器设计与优化

同步测控系统数字滤波器设计与优化一、引言同步测控系统广泛应用于各个领域,从自动化生产线到航天航空,都需要准确可靠的测量和控制系统。

其中,数字滤波器作为同步测控系统中的关键组件之一,起着滤波和去除噪声的作用。

本文将介绍同步测控系统数字滤波器的设计与优化方法。

二、数字滤波器类型数字滤波器可以分为两类:有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。

FIR滤波器的特点是稳定性好、相位线性,适用于需要精确幅频响应的应用场景。

而IIR滤波器的特点是滤波器阶数低、响应快,适用于对实时性要求较高的应用场景。

三、同步测控系统数字滤波器设计方法在设计同步测控系统数字滤波器时,需要先确定滤波器的性能指标,如通带、阻带的截止频率,滤波器响应的幅频响应和相频响应要求等。

接下来,可以选择使用Matlab等工具进行数字滤波器的设计与模拟。

设计完成后,可以使用傅里叶变换等方法进行性能验证。

四、数字滤波器优化方法优化数字滤波器的方法有很多,以下介绍两种常用的优化方法。

1. 窗函数法窗函数法是一种常见的优化方法,它通过选择适当的窗函数来调整滤波器的幅频响应特性。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。

在滤波器设计中,选择合适的窗函数可以实现对通带和阻带响应的平衡。

2. 频率变换法频率变换法是通过对频域进行变换来实现优化。

常用的频率变换方法有离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)等。

通过对滤波器进行频率变换,可以得到更好的滤波效果,以适应不同应用场景的需求。

五、示例与应用以同步测控系统中的温度测量为例,设计一个数字滤波器来去除传感器测量温度时的噪声,提高温度测量的准确度。

首先,确定滤波器的截止频率为100Hz,选择FIR滤波器进行设计。

通过选择适当的窗函数,如汉宁窗,设计一个满足性能要求的滤波器。

然后,使用频率变换法进行优化,通过DFT或FFT分析滤波器的频率特性,进一步改进滤波器的性能。

最后,对设计的滤波器进行验证,对实际测量的温度信号进行滤波处理,比较滤波前后的结果,验证滤波器的有效性。

同步检波器

同步检波器

学号年级 14级河海大学物联网工程学院高频电子线路课程设计基于1496同步检波器的设计专业: 通信工程姓名:指导教师:High Frequency Electronic CircuitsCourse DesignDesign of the Synchronous detector based on the chip ofMC1496Specialty: Communication engineeringName: Dai ZishuTutor: Gaoyuan, Yaocheng2016,10CHANGZHOU CHINA摘要调制与解调电路是现代通信设备中重要组成部分。

为了实现信号的无线传输,在通信设备中必须采用调制与解调电路。

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。

本电路主要是由西勒振荡器,同步检波电路以及低通滤波电路构成,选用了ADI公司的MC1496,实现了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。

振荡器可产生载波频率大约5.4MHz,调幅波由信号发生器产生,最后通过同步检波器可以得到1KHz左右的调制信号。

关键词MC1496 同步检波Multisim 西勒振荡器Abstract:The circuit for Modulation and Demodulation is one of the most important parts of modern communication equipment.In order to realize the wireless Transmission of signal,we must adopt modulation and demodulationcircuit.Modulation is the process which will transmit a signal to the carrier.This process happens at sending equipment. This circuit is designed for synchronous detector based on the chip of MC1496.It consists seiler oscillator,synchronous detector circuit and low-pass filter .This circuit can multiply the carrier and the modulated wave and make use of low-pass filter to filtrate high frequency component,achieving Modulation signal. And the seiler oscillator can produce the carrier about 5.4MHz.And the modulated wave is produced by signalgenerator.Finally,we can get about 1KHz modulated wave.Keywords:MC1496;Synchronnism;Multisim; Seiler oscillator目录1.课程设计任务------------------------------------------------------------------------------51.1课程设计题目-----------------------------------------------------------------------51.2课程设计要求-----------------------------------------------------------------------52.课程总体方案选择------------------------------------------------------------------------52.1方案一--------------------------------------------------------------------------------52.2方案二--------------------------------------------------------------------------------63.单元模块设计-------------------------------------------------------------------------------73.1载波发生部分-----------------------------------------------------------------------73.1.1考毕兹电路------------------------------------------------------------------73.1.2克拉泼电路------------------------------------------------------------------73.1.3西勒震荡电路---------------------------------------------------------------83.2同步检波部分-----------------------------------------------------------------------103.3低通滤波部分-----------------------------------------------------------------------124.系统电路图设计---------------------------------------------------------------------------124.1整体电路图--------------------------------------------------------------------------124.2元件清单-----------------------------------------------------------------------------135.系统使用操作说明------------------------------------------------------------------------146.总结------------------------------------------------------------------------------------------14 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------14 附录--------------------------------------------------------------------------------------------151.课程设计任务1.1 课程设计题目同步检波器设计:以MC1496为核心设计一个同步检波电路,产生1KHz 左右的调制信号。

高频电子线路同步检波器课程设计

高频电子线路同步检波器课程设计

摘要在通信领域中,DSB也代表调制中的一种方式,抑制载波双边带调幅方式,这种方式叫双边带调幅。

这种调幅方式是在标准AM调幅波中去除其中的载波分量得到的,优点在于这种调幅波的发射功率在不影响信号传输的同时要比AM波小,节省了发射功率,但其解调电路要比AM波解调电路更复杂。

而从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。

用以完成这个任务的电路称为检波器。

最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成,这种二极管就被称做检波二极管。

有载波振幅调制信号的包络能够直接反映调制信号的变化规律,因此可以采用二极管包络检波的方法进行检波。

同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调。

它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号,利用模拟乘法器的相乘原理,实现同步检波。

利用抑制载波的双边带信号和输入的同步信号,经过乘法器相乘,可得输出信号,实现了双边带信号解调而抑制载波的单边带或双边带振幅调制信号。

本文给出了基于Multisim软件的调制和解调仿真结果。

关键词:检波器 DSB调制同步检波 Multisim目录1 MC1496芯片介绍 (1)1.1 MC1496内部结构及基本性能 (1)2 同步检波器的设计 (2)2.1 同步检波基本原理 (2)2.1.1 系统功能说明 (2)2.1.2 原理框图 (2)2.1.3 流程图 (2)2.2 同步检波硬件设计 (4)2.2.1 电路原理图 (4)2.2.2 电路说明 (5)2.2.3 参数计算 (6)2.3软件仿真图 (6)3 小结与体会 (7)4 附录:总原理图 (7)同步检波器设计1 MC1496芯片介绍1.1 MC1496内部结构及基本性能在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程,而集成模拟乘法器正是实现两个模拟量电压或电流相乘的电子器件。

采用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件要简单得多,而且性能优越,因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。

同步检波器的设计(高频电路课程设计指导书)

同步检波器的设计(高频电路课程设计指导书)

一、设计名称:高频电路课程设计二、题目:同步检波器的设计三、目的:1、采用MC1496等集成电路构成。

2、设计一个同步检波器电路。

3、掌握用集成模拟乘法器实现同步检波的方法。

4、掌握同步检波器电路的设计和调试方法.四、主要内容要求1、调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。

2、实现双边带信号的解调。

五、仪器、设备和材料1、双踪示波器(20MHZ)2、高频信号发生器(40 MHZ、FM)3、函数信号发生器(2 MHZ)4、频率计(100 MHZ)5、超高频毫伏表(1000 MHZ)6、交流毫伏表(1 MHZ)7、稳压电源(0-30V)8、调制度测量仪(500MHZ)9、万用表10、敷铜板、导线以及工具一套;11、根据元器件清单,每组提供元器件一份。

六、步骤1、查阅资料,参考有关书籍和杂志.2、结合课题提出设计方案.3、方案验证,初步设计电路,验证实际电路并作修改.4、电路制作调试,记录数据.5、撰写课程设计说明书。

七、注意事项1、焊接、调试时注意用电安全。

2、注意论文中元器件的位号。

3、调试中出现问题时,应从前往后逐级查找,并结合所学的理论知识解决问题,通过课程设计真正做到理论和实际知识的融会贯通。

附录 1 参考资料振幅调制信号的解调过程称为检波。

常用方法有包络检波和同步检波两种。

由于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行解调。

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变化规律,所以无法用包络检波进行解调,必须采用同步检波方法。

同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。

利用模拟乘法器的相乘原理,实现同步检波是很方便的,其工作原理如下:在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号()t t U t U c sm S Ω=cos cos ω,另一输入端输入同步信号(即载波信号)()t U t U c cm c ωcos =,经乘法器相乘,由式(4-4)可得输出信号()t U O 为()()()()()t U U K t U K t U U K t U t U K t U c cm sm E c sm E cm sm E c S E o Ω-+Ω++Ω==ωω2412cos 41cos 21 (条件:mV u U c x 26〈=,s y U U =为大信号)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。

实验七 同步检波器

实验七 同步检波器

实验七 同步检波器一 实验目的1.进一步了调幅的原理,掌握全载波调幅波和平衡调幅波的解调方法。

2.掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二 预习要求1.复习课本中有关调幅和解调原理。

2.分析同步检波产生波形失真的主要因素。

三 实验仪器设备1.双踪示波器2,万用表3 、CCTV —GPI 实验箱、板 3四 实验电路说明同步检波器:利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号的过程。

本实验如图8-1所示,采F1496集成电路构成解调器。

载波信号V C (t)经过电容C l 加在⑧、⑩脚之间,调幅信号经电容C 2加在①、④脚之间,相乘后信号由○12脚输出,经C 4、C 5、R 6 组成的低通滤波器,在解调输出端,提取调制信号。

五 实验内容及步骤1.解调全载波信号(1).将图8-1中的C 4另一端接地,C 5另一端接A ,按调幅实验中实验内容2 (1)的条件获得调制度分别为m=30 % 、100%、>100%的调幅波。

将它们依次加至解调器的输入端,并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号,分别记录解调输出波形,并与调制信号相比较。

(2).去掉C 4 , C 5观察记录m =30%的调幅波输入时的解调器输出波形,并与调制信号相比较。

然后使电路复原。

2.解调抑制载波的双边带调幅信号(1).按平衡调幅实验中的方法获得抑制载波的调幅波,并加至图8-1的U AM 输入端,其它连线均不变,观察记录解调输出波形,并与调制信号相比较。

(2).去掉滤波电容 C 4 , C 5 观察记录输出波形。

六 实验报告要求1.通过同步检波器实验,将下列内容整理在表内,并说明同步检波器的功能。

2.在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波调幅波及抑制载波的调幅波时去掉低通滤波器中电容 C 4、C 5前后各波形,并分析失真原因。

图8-1 F1496构成的解调器。

同步检波、鉴频电路模块验证调试报告

同步检波、鉴频电路模块验证调试报告

同步检波、鉴频电路模块验证调试报告
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1.由低频函数发生器提供调制信号m(t),高频信号源提供载波信号且fc=1kHZ,共同接入集成混频器、平衡调幅模块,构成已调信号,再接入同步检波、鉴频器实验模块IN2端,并由高频信号源提供本振信号加载在试验模块IN1,观察调制信号与解调信号是否一致。

2.调节调幅波同步检波实验实验电路模块上电位器RW1、RW2,在TP3端可观测到没有经过低通滤波器的解调信号,在TP5端可观测到经过低通滤波器的解调信号,由输出端送入实验箱上的频率计测量解调信号的频率。

CH1为TP3处观测到的没有经过低通滤波器的解调信号,CH2为调幅波信号。

可以看出,没有经过低通滤波器的解调信号与调幅波信号的包络之间存在约为
2的相位差,而且频率为3.289KHz,要高于输入的调制信号频率1KHz,应该是由于没有经过低通滤波器,信号中含有高频分量。

3. CH1为TP5处观察到的经过低通滤波器的解调信号,CH2为调幅波信号。

此时解调信号的频率为1KHz,和调制信号频率相同。

并且解调信号已经和调幅波信号的包络波形一致,两者之间不存在相位差。

输出端送入频率计得到解调信号频率也是1000Hz,与调制信号1KHz相同。

4.CH2为调幅波波形,CH1为解调得到的波形,与调幅波包络一致,并且解调得
到的频率为1KHz,与输入信号的频率完全一致。

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引言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。

1 设计任务描述1.1 设计题目:同步检波器的设计与调试1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 深入理解同步检波器的工作原理,熟悉电路的构成和各元件的作用;(2)掌握同步检波器的设计方法及参数计算;(3)学会同步检波器的调试;1.2.2 基本要求(1)设计同步检波器;(2)研究电路的设计方法,完成电路参数计算;(3) 进行电路调试。

2 设计思路2.1 功能分析及方案对比2.1.1 同步检波器功能分析根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有用信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。

由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3,实际运用中,调制度 a m 在0.1~1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要小。

为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,单边带调制信号已经包含了所有有用信号成分,电视信号采用残留单边带发送图像的调幅信号就是其中一例。

而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB 或单边带调制信号SSB 进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普通的二极管包络检波电路,而需要用同步检波电路。

同步检波电路与包络检波不同,检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。

利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图2.1所示。

图2.1 普通调幅电压乘积器原理框图图2.1中,设输入信号)(t U AM 为普通调幅信号:t t m U U x y a XM AM ωωcos )cos 1(+= (2.1) 限幅器输出为等幅载波信号 ,乘法器将两输入信号进行相乘后输出信号为: )()()(t v t v K t v c s E o =tV V K t V V K C cm sm E cm sm E )2cos(41cos 21Ω++Ω=ωtV V K c cm sm E )2cos(41Ω-+ω(条件:s y c x v v mA V V =<=,28为大信号) (2.2)再通过低通滤波器作为乘法器的负载,将所有高频分量去除,并用足够大的电容器隔断直流分量,就可以得到反映调制规律的低频电压。

2.1.2 设计方案对比 根据功能分析,可知同步检波必须外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有两种方法:乘积型和叠加型。

方案一 乘积型同步检波器这种方法是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2.2所示。

图2.2乘积型同步检波器设输入的已调波为载波分量被抑制的DSB 信号u 1为:t t U u ωcos cos 11Ω= (2.3)本地载波电压:)cos(ϕω+=t U u c c c(2.4) 上两式中,1ωω=c ,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)cos(cos cos 1112ϕωω+Ω=t t U U u C (2.5)低通滤波器滤除21ω附近的频率分量后,得到频率为Ω的低频信号:t U U u C o Ω=cos cos 211ϕ (2.6)由上式可见,低频信号的ϕcos 成正比。

当ϕ=0时,低频信号电压最大,随着相位差变大,输出电压变小。

所以我们不但要求本地载波与输出信号载波的角频率必须相等。

可以采用平衡或环形调节器来做同步检波器,如图2.3所示;也可以用模拟乘法器,如图4.1所示。

图2.3 二极管环形同步检波器方案二叠加型同步检波器叠加型是将外加载波信号与接收信号相加,经过包络检波器取出原调制信号,原理框图如图2.4所示。

图2.4 叠加型同步检波器原理图设u1为单边带信号U1cos(w1+Ω)t,uc为本振电压Uccosw1t。

则合成的输出信号为:u 2=u2+ucttUtUttUucΩ-+Ω=sinsincoscoscos111112ωωω(2.7)由此可见,合成信号的包络U m和相角θ都受到调制信号的控制,所以包络检波器构成的同步检波器检出的调制信号会有失真,这样会有很大的干扰。

输出信号也会产生起伏性衰减,从而影响解调质量。

方案三集成XFC1596同步检波器集成XFC1596同步检波器特点:R1,R2,R3对压控吉尔伯特电路T1~T4偏置,并防止T 1~T4进入饱和,其他电阻保证T5~T6工作在放大区;+12V单电源供电,能采用电阻分压网络;vs 为很小的信号,所以Ω=1002ER即可以得到线性检波,其电路图如图2.5所示。

图2.5 集成XFC1596同步检波器以上三种方式都要接收端恢复载波支持,恢复载波性能的好坏,直接影响到接收机解调性能的优劣。

乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘,用低通滤波器将低频信号提取出来。

在这种检波器中,要求恢复载波与发端载波同频同相。

如果频率或相位有一定的偏差将会恢复出来的解调信号失真。

叠加型同步检波将DSB或SSB信号插入恢复载波,使之成为近似AM信号,利用包络检波器将其解调出来。

对于DSB信号而言,只要加入恢复载波电压在数值上满足一定的关系,就可以得到一个不失真的AM波。

在SSB模式,接收机采用高稳定度振荡器产生制定频率的恢复载波,要使恢复载波与原载波信号严格同步是不可能的,只要频率和相位的不同步量限制在允许的范围内还原出原调制信号的失真还是可以容忍的。

经上述对比,从考虑抗干扰的角度出发选择方案一。

3 电路原理图检波电路的输入信号是高频载波和边频分量,而输出是低频调制信号,就是说,检波电路在频域上的作用是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到原来的位置,故振幅检波电路也是一种频谱搬移电路,用相乘器可以实现这一功能。

此电路也是依据这一原理,其中低通滤波器用来滤除不需要的高频分量。

图中同步信号u(t)必须与输入调幅信号的载波保持严格的同频、同相,否则解调性能r会下降。

4.单元电路设计与参数计算4.1 集成模拟乘法器MC1496根据上述对比,采用乘积型同步检波器。

此电路中最关键的电子元件是乘法器,这里我们选择的是集成模拟乘法器,集成模拟乘法器是完成两个模拟信号(电流或电压)相乘的电子器件。

采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件要简单的多,而且性能优越。

从价格和性能的角度我们选择MC1496芯片实现模拟乘法器功能。

图4.1 MC1496/MC1596相乘器内部电路MC1496是集成模拟乘法器,VT1、VT2与VT3、VT4组成双差分对放大器。

其内部结构如图4.1所示。

4.2 调幅信号发生器要实现同步检波,首先应该得到DSB信号。

这里采用将高频载波信号与低频调制信号根据公式可知,两者相乘的结果中包含我们所需的高频已调信号cos(w+Ω)t或cos(w-Ω)t,即可将低频信号频谱搬移到高频端,从而实现调制。

图4.2 调幅信号发生电路原理图图4.2中乘法器采用模拟乘法器MC1496及外接偏置电路、旁路电路组成。

其内部结构如图4.3所示。

芯片2 3管脚之间接入1kΩ负反馈电阻,以扩展调制信号的线性动态范围,其阻值越大,线性范围增大,但乘法器的增益随之减小。

电阻R9、R10提供静态偏置电压,组成平衡调保证乘法器内部的各个晶体管的工作在放大状态。

电阻R1、R2及滑动变阻器RP节电路,改变滑动变阻器的值可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

调节此滑动变阻器可以改善波形的对称型,为了得到抑制载波双边带信号可将滑动变阻器调制50%。

图4.3 MC1496构成的调幅器(a )抑制载波的双边带调幅 (b )有载波调幅波图4.4 乘法器输出的调幅波4.3 同步检波电路根据公式2.3可知,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21ω附近的频率分量后,得到频率为Ω的低频信号:t U U u C o Ω=cos cos 211ϕ (4.4)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,其电路图如图4.5所 示。

x v 端输入同步信号或载波信号c v ,y v 端输入已调波信号s v ,输出端接有电阻R 11、C 6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。

4.5 同步检波器电路图调节平衡电位器RP,使输出00u =,即为平衡状态.再从y u 端输入有载波的调制信号s U 。

调制度100%m =,这时乘法器的输出()0U t 经低通滤波器后的输出()'0U t ,经隔直电容8C 后的输出()U t Ω的波形分别如图4.6(a )所示。

调节电位器RP 可使输出波形()0U t 的幅度增大,波形失真减小。

若s U 为抑制载波的调制信号,经MC1496同步检波后的输出波形()n U t 如图4.6(b )所示。

(a)有载波信号调制 (b )抑制载波调制信号图4.6 同步检波输出波形5.工作原理及仿真分析5.1基本工作原理在模拟乘法器MC1496的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号()t t U t U c sm S Ω=cos cos ω,另一输入端输入同步信号(即载波信号)()t U t U c cm c ωcos =,经乘法器相乘,由式(7-9)可 得输出信号U 0(t )为()()()()()t U U K t U K t U U K t U t U K t U c cm sm E c sm E cm sm E c s E o Ω-+Ω++Ω==ωω2412cos 41cos 21 (条件:mV U U C x 26<=,S y U U =为大信号) (5.1)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()t U S 为单边带振幅调制信号,即 则乘法器的输()t U 0为:()()()t U U K t U K tt U U K t U c cm sm E sm E C c cm sm E o Ω++Ω=Ω+=ωωω241cos 41cos 2cos 21(5.2)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。

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