基于Multisim的相位鉴频电路的仿真分析

课程设计报告

题目：基于Multisim的相位鉴频电路的

仿真分析

学生姓名： ** 学生学号： ******* 系别：电气信息工程学院

专业：通信工程

届别： 2014届

指导教师： **

电气信息工程学院制

2013年5月

摘要

鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。其鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此实现鉴频的核心部件是相位检波器。

相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波。调频波的特点是振幅保持不变,而瞬时频率随调制信号的大小线形变化，调制信号代表所要传送的信息，我们在分析或实验时，常以低频正弦波为代表。鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号，即完成频率—电压的变换作用。能完成这种作用的电路被称为鉴频器。相位鉴频器是利用双耦合回路的相位-频率特性将调频波变成调幅调频波,通过振幅检波器实现鉴频的一种鉴频器。它常用于频偏在几百KHz以下的调频无线接收设备中。常用的相位鉴频器根据其耦合方式可分为互感耦合和电容耦合两种鉴频器。调相波的解调电路,是从调相波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比,又称为鉴相器。对于调频波的解调电路来说,是从调频波中取出原调制信号,即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比,又称为鉴频器。与调幅接收机一样，调频接收机的组成也大多采用超外差式的。在超外差式的调频接收机中，鉴频通常在中频频率上进行。在调频信号的产生、传输和通过调频接收机前端电路的过程中，不可避免地引入干扰和噪声，它们对FM信号的影响，主要表现为调频信号出现了不希望有的寄生调幅和寄生调频。要消除由寄生调幅所引起的鉴频器的输出噪声，通常在末级中放和鉴频器之间设置限幅器。就功能而言，鉴频器是将输入调频波进行特定的波形变换，使变换后的波形包含反映瞬时频率变化的平均分量，然后通过低通滤波器取出所需解调电压。

一、设计目的

通过高频电子线路课程设计，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。

二、设计要求

（1）载波频率：1MHz

（2）调制信号：35kHz

（3）电源电压：直流12V

（4）内容和要求

各单元电路如：输入回路、变频级、中放级、检波级、低放级、功率输出级。

和AGC电路的设计与参数的计算组成，掌握串、并联谐振回路级耦合回路的测量方法。

解调的基本原理，测试与测量的方法。

利用Multisim开发软件完成电路设计及仿真。

通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和指标的测试方法。

了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

三、相位鉴频设计

1、鉴频电路

从调频波中"检出"原来调制信号的过程称为调频波的解调,又叫鉴频。实现鉴频的电路称为鉴频器,也叫频率检波器。鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。用于调频信号的解调，常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴

频器等，对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。角调波的解调就是从角调波中恢复出原调制信号的过程。

相位检波器(鉴相器)：调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器。 2、鉴频器的主要参数

(1) 鉴频特性(曲线)：是指鉴频器的输出电压u0与输入电压瞬时频率f 或频偏Δf 之间的关系曲线。

理想鉴频特性曲线应是一条直线，但实际上往往有弯曲，呈S 形，如下图所示。

（2）鉴频器的主要参数

1）鉴频器的中心频率f0

鉴频器的中心频率f0对应于鉴频特性曲线原点处的频率。通常，由于鉴频器中心与中频频率相同。

2）鉴频带宽Bm

鉴频带宽Bm:是指鉴频器能够不失真地解调所允许输入信号频率变化的最大范围。

3）鉴频器的线性度

鉴频器的线性度：是指鉴频特性曲线在鉴频带宽内的线性特性。 4）鉴频跨导SD

鉴频跨导SD :是指鉴频器在载频处的斜率，它表示单位频偏所能产生的解

(a )(b )

调输出电压。鉴频跨导又叫做鉴频灵敏度。用公式表示为：

跨导也可以理解为将输入频率转换为输出电压的能力或效率，因此又称为鉴频效率

3、鉴频方法

（1） 直接鉴频法：是直接从调频信号的频率中提取原来调制信号的方法。主要有脉冲计数鉴频法。

（2） 间接鉴频法：就是先对调频信号进行变换或处理，再从变换后的信号中提取原调制信 号的鉴频方法。又可分为振幅鉴频法、相位鉴频法两大类。

4、二极管包络检波器的原理分析

将调频、调幅波检波，解调出原调制信号的为二极管包络检波器，电路图如下图所示。二极管包络检波器是利用二极管的单向导电性和检波器的负载L R C 的充放电过程实现检波，所以L R C 时间常数的选择很重要，L R C 时间常数过大会产生惰性失真；L R C 常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足：

a

max 2a L 0

11

M ΩM C R f -≤

≤

式中。a m 为调制度，0f 为载波频率，max Ω为调制信号角频率的最大值。

c

o

o D f f f du du S df

d f

=∆==

=∆