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。在目前的乘法器中，单通道器件无法实现多通道的复杂运算；二象限器件又会使负信号的应用受到限制。而ADI 公司的MC1496则是一款完全四通道四象限电压输出模拟乘法器，这种完全乘法器克服了以上器件的诸多不足之处，适用于电压控制放大器、可变滤波器、多通道功率计算以及低频解调器等电路。非常适合于产生复杂的要求高的波形，尤其适用于高精度CRT显示系统的几何修正。其内部结构及引脚排列如图1-1所示。

图1-1 MC1496内部结构图

MC1496是由互补双极性工艺制作而成，它包含有四个高精度四象限乘法单元。温度漂移小于0．005％／℃。0．3μV／Hz的点噪声电压使低失真的Y通道只有0．02％的总谐波失真噪声，四个8MHz通道的总静止功耗也仅为150mW。MC1496的工作温度范围为－40℃～＋85℃。

MC1496的其它主要特性如下：

●四个独立输入通道； ●四象限乘法信号； ●电压输入电压输出； ●乘法运算无需外部元件； ●电压输出：W ＝（X×Y ）／2．5V ，其中X 或Y 上的线性度误差仅为0．2％； ●具有优良的温度稳定性：0．005％ ； ●模拟输入范围为±2．5V ，采用±5V 电压供电； ●低功耗一般为150mW 。

2 同步检波器的设计

2.1 同步检波基本原理

2.1.1 系统功能说明

同步检波器又称为相干检波器，有叠加型同步检波和乘积型同步检波两类。同步检波器是由相乘器和低通滤波器两部分组成，主要用于对抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波进行解调，也可以用来解调普通调幅波。

同步检波器的特点在于检波器的输入除了有需要进行解调的调幅信号电压外，还必须外加一个频率和相位与输入信号载频完全相同的本地载频信号电压。同步检波器主要用于对抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波进行解调，也可以用来解调普通调幅波。

2.1.2 原理框图

这种方法是将外加载波信号电压接收信号在检波器重相乘，再经过低通滤波器，最后检出原调制信号，原理框图如图2-1所示。

已调振幅信号

图2-1乘积型同步检波原理方框图

2.1.3 流程图

u 1

u 2

u 0

u c

图2-2 乘积型同步检波流程图

包络检波器

乘法器 低通滤波器

设输入的已调波为载波分量被抑制的DSB 信号u1为：

t t U u ωcos cos 11Ω= （2-1）

本地载波电压：

)cos(ϕω+=t U u c c c （2-2） 上两式中，ωc =ω1，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 （2-3） 低通滤波器滤除2ω1附近的频率分量后，得到频率为的低频信号：

t U U u C o Ω=cos cos 21

1ϕ （2-4）

由上式可见，低频信号的成正比。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。

根据公式2-5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2ω1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 2

1

1ϕ （2-5）

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2-3所示。

图2-3 同步检波电路2.2 同步检波硬件设计

2.2.1 电路原理图

图2-4 相干解调原理图