同步检波器的设计

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实验五 包络检波及同步检波实验

实验五  包络检波及同步检波实验

实验五包络检波及同步检波实验一、实验目的1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。

2、掌握二极管峰值包络检波的原理。

3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象,分析产生的原因并思考克服的方法。

4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二、实验内容1、完成普通调幅波的解调。

2、观察抑制载波的双边带调幅波的解调。

3、观察普通调幅波解调中的对角切割失真,底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。

三、实验仪器1、信号源模块1块2、频率计模块(选用)1块3、5 号板1块4、6 号板1块5、双踪示波器1台6、万用表1块四、实验原理及实验电路说明检波过程是一个解调过程,它与调制过程正好相反。

检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。

还原所得的信号,与高频调幅信号的包络变化规律一致,故又称为包络检波器。

假如输入信号是高频等幅信号,则输出就是直流电压。

这是检波器的一种特殊情况,在测量仪器中应用比较多。

例如某些高频伏特计的探头,就是采用这种检波原理。

若输入信号是调幅波,则输出就是原调制信号。

这种情况应用最广泛,如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。

从频谱来看,检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频,如图11-1所示(此图为单音频Ω调制的情况)。

检波过程也是应用非线性器件进行频率变换,首先产生许多新频率,然后通过滤波器,滤除无用频率分量,取出所需要的原调制信号。

常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。

全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的变化规律,无法用包络检波进行解调,所以采用同步检波方法。

图11-1 检波器检波前后的频谱1、二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。

大信号检波原理电路如图12-2(a )所示。

同步检波器的原理分析

同步检波器的原理分析

同步检波器的原理分析
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。

同步检波器是有相乘器和低通滤波器两部分组成。

它与包络检波器的区别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。

经过相乘和滤波后得到原调制信号。

图6-14为同步检波器的方框原理图。

,本地载频信号电压为
,即本地载频信号与输入信号的载频同频同相位,经相乘器相乘,输出为

经低通滤波得低频信号,对单边带信号来说,解调过程与单边带相似。

设输入信号为单频调制的上边带信号电压为,本地载波频信号电压为,经相乘期相乘,输出为
,经低通滤波得低通信号
,对于普通调幅波,同样也可以采用同步检波器来实现解调。

本地载波的产生方法及不同步的影响为了产生同频同相的本地同步载频信号,往往在发射机发射双边带或单边带调幅信号的同时,附带发射一个载频信号,其功率远低于双边带或单边带调幅信号的功率,通常称为导频信号。

本地载频信号与输入信号的载频不能保持同步,对检波性能会产生什么样的影响呢?
设本地载频信号与输入信号载频的不同步量为,相位不同步量为,即:
,若用模拟乘法器构成同步检波电路解调双边带调幅信号,则:6.39,经低通滤波器取出,
,可见,当频率、相位不同步时,检出的低频信号江产生频率失真和相位失真。

若用乘法模拟器构成的乘积检波电路解调单边带信号,则
,经低通滤波器取出,。

可见,当频率,相位不同步时,检出的低频信号将产生频率失真和相位失真。

实验7 同步检波实验

实验7 同步检波实验

实验7 二极管包络检波器—、实验准备1.做本实验时应具备的知识点:●振幅解调●模拟乘法器实现同步检波2.做本实验时所用到的仪器:●集成乘法器幅度解调电路模块●高频信号源●双踪示波器●万用表二、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2.掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法;3.了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响;4.理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。

三、实验内容1.用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能;2.用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能;3.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。

四、基本原理1.同步检波同步检波又称相干检波。

它利用与已调幅波的载波同步(同频、同相)的一个恢复载波与已调幅波相乘,再用低通滤波器滤除高频分量,从而解调出调制信号。

本实验采用MC1496集成电路来组成解调器,如图7-2所示。

图中,恢复载波v c先加到输入端9P01上,再经过电容9C01加在⑻、⑽脚之间。

已调幅波v amp先加到输入端9P02上,再经过电容9C02加在⑴、⑷脚之间。

相乘后的信号由(6)脚输出,再经过由9C04、9C05、9R06组成的 型低通滤波器滤除高频分量后,在解调输出端(9P03)提取出调制信号。

需要指出的是,在图9-2中对1496采用了单电源(+12V)供电,因而⒁脚需接地,且其它脚亦应偏置相应的正电位,恰如图中所示。

五、实验步骤(一)实验准备1.选择好需做实验的模块:集成乘法器幅度调制电路、集成乘法器幅度解调电路。

2.接通实验板的电源开关,使相应电源指示灯发光,表示已接通电源即可开始实验。

注意:做本实验时仍需重复实验4中部分内容,先产生调幅波,再供这里解调之用。

图7-2 MC1496 组成的解调器实验电路(二)集成电路(乘法器)构成的同步检波1.AM 波的解调采用实验4的五、4中相同的方法来获得AM 波,并加入到幅度解调电路的调幅输入端(9P02)。

基于模拟开关实现的同步检波整流方案

基于模拟开关实现的同步检波整流方案

【基于模拟开关实现的同步检波整流方案】一、简介在电力电子设备中,同步检波整流技术是一种常见的电源转换技术,它通过同步开关实现高效地转换交流电为直流电。

本文将深入探讨基于模拟开关实现的同步检波整流方案,旨在全面了解该技术的工作原理、应用特点及优势。

二、同步检波整流技术概述1.同步检波整流技术的原理同步检波整流技术是通过控制开关管的通断实现对输入交流电的整流,其工作原理是在交流波形的每个周期内,选择适当的时刻进行整流,从而获得稳定的直流输出电压。

对于基于模拟开关实现的同步检波整流方案,其核心是利用模拟开关来实现整流过程中的控制和调节。

2.应用领域同步检波整流技术广泛应用于各种交流电源系统,如逆变器、变频器、充电器等,尤其在需要高效、高精度电能转换的场合下,其优势更加凸显。

三、基于模拟开关实现的同步检波整流方案详解1.工作原理基于模拟开关实现的同步检波整流方案,主要包括模拟开关管、电感、二极管等元件。

在工作过程中,通过控制模拟开关管的导通和关断状态,实现对输入交流波形的整流和滤波,并最终获得稳定的直流输出电压。

2.设计特点基于模拟开关实现的同步检波整流方案,具有响应速度快、效率高、体积小等特点。

与传统整流技术相比,其输出波形更加平稳,噪音更低,适用于对输出质量要求较高的场合。

3.性能优势在实际应用中,基于模拟开关实现的同步检波整流方案具有输出电压稳定、损耗小、控制灵活等优势,能够更好地满足电源系统对稳定输出的要求。

四、个人观点对于基于模拟开关实现的同步检波整流方案,我认为其在实际应用中具有较大的潜力和发展空间。

随着电力电子技术的不断进步与创新,基于模拟开关的同步检波整流技术将更加成熟和稳定,为各种电源系统的高效运行提供更可靠的保障。

总结回顾通过本文的全面介绍和分析,我们对基于模拟开关实现的同步检波整流方案有了更深入的了解。

我们深入探讨了该技术的工作原理、应用特点及优势,以及个人观点。

希望本文能够帮助读者更全面、深刻和灵活地理解该技术,为相关领域的应用提供参考和启发。

同步检波器工作原理

同步检波器工作原理

同步检波器工作原理
同步检波器工作原理
 同频检波器又称乘积检波或相干检波器图5.5-17为同步检波原理方框图。

同步检波要求在接收端必须有一个与输入载波同频同相(即同步或相干)的本地载波信号UL(T),此信号与输入已调波相乘产生一个含有原调制信号成分和其他频率成分的组合信号,经低通滤波后,检取出原调制信号。

乘积检波器通常用于解调DSB信号和SSB信号。

 当DSB信号U1(F)=UDSBCOSΩTCOSWCT,本地载波UL(T)
=ULCOSECT,同时加入乘法器时,则乘法器输出电压UO(T)为:
 UO(T)经低通滤波器,滤除高频成分,UO(T)即为选出所需的原调制信号分量欧。

 当SSB信号U1(T)=USSBCOS(WC+AΩ)T,本地载波UL(T)
=ULCOSWCT同时加入乘法器时,乘法器输出电压UO(T)为:。

一款开关同步检波电路的设计

一款开关同步检波电路的设计
t rAD7 0a da ao wic 4 C 5 sp e e t d o 9 n n lg s th 7 H A0 3i r s n e .Th e trs l s o h tt ecr uti ag o h s ets e ut h wst a h ic i s o d p a e
第3 卷 1
第 6期
电 子 器 件
Chn s o r f Ee to vcs iee J umlO lcrn De i e
Vo . 1 No 6 13 .
20 0 8年 1 2月
De . 0 8 c20
De in o - fS n h o o sDe d l t n Cic i sg fOn Of y c r n u mo u a i r u t o
EEACC: 20 1 0

款 开 关 同步 检 波 电路 的设 计
张晓飞, 董浩斌 , 鲁永康 , 常 莉
( 中国地质大学机 械与 电子信息学院 , 武汉 4 0 7 ) 30 4
摘 要 : 阐述了开关式同步检波电路的总体结构及各模块的功能特点, 对开关式同步检波电路的实现进行了论述。在用分
1 开关 同步 检 波 器 的设 计 要 点
Ab ta t Th v r l sr cu eo h no fs n h o o sd mo u ain cr ut n h e t rso h v r sr c : eo e al t u t r f eo - f y c r n u e d lto ic i a dt efa u e f ee e y t t
p r ft ecr utweeea o a e ato h ic i r lb r td,t ei lm e t t n o h n o f y c r n u e d lto ic i wa h mp e n a i ft eo - f n h o o sd mo ua incrut s o s d su s d as . On t eb s f sn ice ec m p n n si h o o iino h o n iep e m piir ic se lo h a eo ig ds r t o o e t nt ec mp sto f elw- os r a l e , u t f a kn fs n h o o sd m o ua incr ut ih u i z st ehg p e h r ce itc f o tg o a a ido y c r n u e d lt i i wh c t ie h ihs e d c a a trsiso l ec mp r — o c l v a

实验五 包络检波及同步检波实验

实验五 包络检波及同步检波实验

实验五包络检波及同步检波实验实验五包络检波及同步检波实验实验五包络检测和同步检测实验一、实验目的1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。

2.掌握二极管峰值包络检测原理。

3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象,分析产生的原想办法克服它。

4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二、实验内容1、完成普通调幅波的解调。

2.观察带抑制载波的双边带调幅波的解调。

3、观察普通调幅波解调中的对角切割失真,底部切割失真以及检波器不加高频滤波这种现象。

三、实验仪器1.1信号源模块2。

1个频率计模块(可选)。

3.1董事会5。

4.1董事会6。

5.1双道示波器。

6.1万用表四、实验原理及实验电路说明检测过程是解调过程,与调制过程正好相反。

探测器的功能是从振幅被调制的高频信号中恢复原始调制信号。

恢复后的信号符合高频调幅信号的包络变化规律,故又称包络检测器。

假如输入信号是高频等幅信号,则输出就是直流电压。

这是检波器的一种特殊情况,在测量仪器中应用比较多。

例如某些高频伏特计的探头,就是采用这种检波原理。

如果输入信号为振幅调制波,则输出为原始调制信号。

这种情况应用最为广泛,例如调幅接收机的检波器工作于各种连续波。

从频谱来看,检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频,如图11-1所示(此图为单音频ω调制的情况)。

检波过程也是应用非线性器件进行频率变换,首先产生许多新频率,然后通过滤波器,滤除无用频率分量,取出所需要的原调制信号。

有两种常见的检测方法:包络检测和同步检测。

全载波调幅信号的包络直接反映了调制信号的变化规律,可通过二极管包络检测进行解调。

抑制载波的双边带或单边带调幅信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律,不能通过包络检测进行解调,因此采用同步检测方法。

图11-1检波器检波前后的频谱1.二极管包络检测的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。

包络检波器 同步检波PPT文档共43页

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Vim(1Ma)Ri2RLRLVim
Ma
RL Ri2 RL
ZL() ZL(0)
(4.4.7) 4.4.1
通常情况下,图4.4.7中,C C 容量较大,对音频来说, 可以认为是短路。因此,检波器的交流负载阻抗 Z L ( )为
ZL()RL//Ri2RR LLRR i2i2
检波器的直流负载阻抗
ZL(0) RL
在接收设备中,
检波器前接有中频放
大器,如图4.4.4所
示。所以,等效输入 电阻 R i 就是中频放大器
图4.4.4 中频放大器与检波器级联
的负载。所以从增加中频放大器增益、提高接收机灵
敏度的角度出发,应尽量加大
R
也即应加大 R
i
L
。但是 R
L
的增大同样受到检波器中非线性失真的限制。
4.4.1
解决以上矛盾的一个有效方
cos
(4.4.1)
可以证明 3 3 gDR
(4.4.2)
(2)等效输入电阻R i
Ri
1 2
RL
(4.4.3)
证明:功率守恒,输入功率:
输出功率:
Vav 2 RL
(dVim)2
R
Po
V im 2Ri
2
Pi
于是 Vim 2 (dVim )2
2Ri
RL
所以
1 Ri 2 RL
d 1
(4.4.4) 4.4.1
4.4 调幅信号的解调电路
4.4.1 包络检波器
实现包络检波过程的电路为包络检波器。 包络检波器根据所用器件不同,可分为二极管包络 检波器和三极管包络检波器;根据信号的大小不同, 又可 分为小信号平方律检波器和大信号检波器。
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目录1 绪论 (2)2 任务概述 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 设计目的 (2)2.3 设计要求 (2)3 MC1496芯片介绍 (2)4 同步检波器的仿真设计 (4)4.1 普通调幅波解调器的设计 (4)4.1.1 普通调幅波的产生 (4)4.1.2 普通调幅波的解调 (4)4.2 抑制载波的双边带调幅波解调器的设计 (4)4.2.1 抑制载波的双边带调幅波的产生 (4)4.2.2 抑制载波的双边带调幅波的解调 (5)5 工作原理及仿真波形 (5)5.1 基本原理 (6)5.2 仿真波形图及结果分析 (6)6 心得体会 (7)参考文献 (7)同步检波器设计1 绪论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离不开调制和解调技术。

振幅调制和解调是相对的过程,幅度调制波的解调称为检波,其作用是调幅波中不失真的恢复出调制信号。

从频谱上看,就是将已调波的边带信号不失真的从高频出搬到零频附近。

完成调幅解调作用的电路称为检波电路,可分为包络检波和同步检波两种,同步检波相比包络检波,其检波线性好,不存在惰性失真和底部切割失真问题,它采用一个与发射端载波同频同相的同步信号通过乘法器和低通滤波器来实现检波的。

本次设计通过用Multisim12.0中的MC1496构建了同步检波电路,并对其进行仿真测试分析。

2 任务概述2.1 设计题目同步检波器的设计2.2 设计目的培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

巩固所学的专业技术知识,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能力,培养初步的独立设计能力;通过课程设计实践,了解并掌握通信系统、通信信号处理等技术的一般设计方法,训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力,更好地将理论与实践相结合,提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。

2.3 设计要求用模拟乘法器MC1496/1596设计一个同步检波电路,使其能实现对AM和DSB的解调,参数自行设计。

3 MC1496芯片介绍在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频的调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程,而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分立器件要简单的多,而且性能优越,因此集成乘法器在无线通信、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(如MOTOROLA的MC1496)无法实现多通道的复杂运算;二象限器件(如ADI公司的AD539)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。

图3-1 MC1496内部结构Fig 3-1 MC1496 internal structureMC1496是以双差分电路为基础的四象限双平衡式模拟乘法器,用以实现两个模拟信号的相乘功能,是调幅电路的核心组成。

但Multisim元器件中不存在这个元件,所以我们要创建一个MC1496的内部结构图,连接上输入/输出端符号后,通过编辑设置生成子电路,以便调用。

其内部结构如图3-1所示:Q1和Q2组成第一对差分放大器,Q5是它的恒流源;Q3和Q4组成第二对差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。

Q7和Q8组成的具有负反馈电阻的镜像恒流源,电阻R1、R2、R3为负反馈电阻,用以扩展输入电压的线性动态范围。

其引脚8和引脚10接输入电压,引脚1和引脚4接另一个输入电压,应交6和引脚12输出电压,引脚14为负电源端,引脚2和引脚3接电阻对差分放大器Q5、Q6产生电流负反馈,调节乘法器的信号增益,引脚5外接电阻,用来偏置电流以及镜像电流。

4 同步检波器的仿真设计4.1 普通调幅波解调器的设计4.1.1 普通调幅波的产生普通调幅波使用Multisim软件中的安捷伦函数发生器产生,按下电源开关按钮,屏幕默认显示正弦波频率,先按下Shift键,再按下AM键,此时可以选择调幅波的载频频率,只要频率为处于跳动状态即可对它进行设置,此次设计将调幅波的载波频率设置为10KHz。

确定好载波频率后,再按Ample键,设置载波的幅度,载波幅度设为300.0mVpp~。

载波频率和幅度设置好后,点击Freq键,界面显示10.000000KHz。

先按Shift键,再按Freq 键,可以设置调制波的频率,设置为1KHz。

将调制波的频率设置好后点击Ampl键,设置调制波的幅度为400mV。

调幅波的各参数都设置好后,点击Enter键,将以上设置的数据保存。

4.1.2 普通调幅波的解调图4-1-1 AM的同步解调原理框图Fig 4-1-1 AM synchronous demodulation principle block diagram4.2 抑制载波的双边带调幅波解调器的设计4.2.1 抑制载波的双边带调幅波的产生DSB的内部结构如图4-2-1所示。

图4-2-1 DSB的内部结构Fig 4-2-1 The internal structure of DSB4.2.2 抑制载波的双边带调幅波的解调图4-2-2 DSB波的解调原理框图Fig 4-2-2 The DSB wave demodulation principle block diagram5 工作原理及仿真波形同步检波器主要作用与抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波的解调,也可以用来解调普通调幅波。

乘积型同步检波器主要是由相乘器和低通滤波器两部分组成。

检波器的输入除了有需要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同步信号电压,此信号与输入已调波相乘产生一个含有原调制信号成分和其他频率成分的组合信号,经低通滤波器后,检取出原调制信号,其原理框图如图5-1所示。

调制信号解调输出载波信号图5-1 同步检波器原理框图Fig 5-1 Synchronous detector principle block diagram5.1 基本原理在模拟乘法器MC1496的一个输入端输入振幅调制信号如抑制双边带载波信号ttUtU cimDSBΩ=coscos)(ω,另一输入端输入载波信号tUtU crmcωcos)(=,经乘法器相乘,可得输出信号)(0tU为ttUAUtUAUtUtAUtU rmimrmimcDSB c02coscos21cos21)()()(ωΩ+Ω==(5-1)式(5-1)中,第一项是所需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。

如果输入普通调幅波的信号ttmUtU camAMωcos)cos1()(sΩ+=,同步信号为载波信号)(cos)(tUtU ccmcω=,经乘法器相乘,得到输出信号)(0tU为tUAUttUAUtUAUtUtAUtU ccmsmccmsmcmsmcAMωω2 0cos2coscos21cos21)()()(+Ω+Ω==(5-2)经低通滤波和隔直电容可滤除掉高频分量和直流分量,从而实现普通调幅波的信号解调。

5.2 仿真波形图及结果分析图5-2-1 AM波的同步检测波形Fig 5-2-1 AM wave synchronous detection waveform⨯低通滤波器图5-2-2 DSB同步检测的波形Fig 5-2-2 DSB synchronous detection of waveform经运行后,出现的同步解调的波形如图5-2-1和图5-2-2所示。

6 心得体会通过两周的课程设计,我的收获很大。

利用所学的知识设计电子线路是我们将来必备的技能,这次课程设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会,从网上查找资料对电路的设计、对电路的仿真再到最后电路的成形,都对我所学的知识进行了检验,可以说,本次的课程设计有苦也有甜。

在此次课程设计中遇到很多问题,而这些问题正是我们今后学习工作的重点问题或者说是必备的技能。

首先我们要有自己的设计思路,通过翻阅书籍、查找资料,建立自己的思路;其次要求我们有一个正确的调试方法,这要求我们灵活处理,在不影响实验的的前提下可以加快速度,要熟练的掌握课本上所学习的知识,这样才能对实验中所出现的问题进行分析。

在设计的过程中,我深刻的体会到在设计的过程中,需要反复实践,其过程可能相当的繁琐,有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做,那时心中不免有些灰心,有时还想要放弃,此时更加需要静下心来,查找原因,分析问题的原因以及可能出现问题的地方,在此期间是考验我们学习能力的最关键时刻,同时也是获取经验的最好途径,这为今后的工作奠定了坚实的基础,也是此次课程设计受益最多的环节。

总体来说,此次的课程设计让我受益匪浅。

参考文献[1] 于洪珍.通信电子电路(第2版).清华大学出版社.2012[2] 曾兴雯,陈健,刘乃安.高频电子线路辅导.西安电子科技大学出版社.2000。

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