1、高频电子线路课程设计21.概述1.1 功能说明振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。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换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM） 。它的特点是必须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的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s（t）,和输入的同步信号（即载波信号）V c（t） ，经过乘法
2、器相乘，可得输出信号，实现了双边带信号解调。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 在0.11之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个am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
3、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。1.2 原理框图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,高频电子线路课程设计3利用乘法器实现的同步检波器原理框图如下：同步检波器原理框图图中,设输入信号 为普通调幅信号:)(tUAMttmxyaXcos)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输出信号为:)()(tvKtvcsEo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
4、频电压。2. 硬件设计2.1 电路原理图及说明（1）同步检波器整体电路的设计同步检波器整体电路tVKccmsE)2o(41tVKtVCcmsEcms )2o(41o21 高频电子线路课程设计4图中， 端输入同步信号或载波信号 ， 端输入已调波信号 ，xv cvy sv输出端接有电阻 R11、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。调节平衡电位器 RP,使输出 ,即为平衡状态.再从 端输入0uyu有载波的调制信号 。调制度 ，这时乘法器的输出 经sU1%m0Ut低通滤波器后的输出 ，经隔直电容
5、后的输出 的波形分0t8Ct别如下图（a）所示。调节电位器 RP 可使输出波形 的幅度增大，0波形失真减小。若 为抑制载波的调制信号，经 MC1496 同步检波后s的输出波形 如下图（b）所示。nUt(a)有载波信号调制 （b）抑制载波调制信号 同步检波输出波形（2）子电路的设计由于同步检波器中含有乘法器 MC1496（我们组的设计中采用的是 MC1596） ，而且同步检波器要对 AM 调幅波和 DSB 调幅波进行解调，所以我们要设计乘法器 MC1596、AM 调幅波发生器和 DSB 调幅波发生器这几个子电路。高频电子线路课程设计5MC1596 的设计：MC1596 的内部电路及引脚图MC15
6、96 是平衡四象限模拟乘法器，VT1、VT2 与 VT3、VT4 组成双差分对放大器。其内部结构如上图所示静态工作点设置MC1596 可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电。器件的静态工作点由外接元件确定。、静态偏置电压的确定静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集基极间的电压应大于或等于 2V，小于或等于最大允许工作电压。根据 MC1596 的特性参数，对于上图所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为 0 时）应满足下列关系，即12641108, uuuVuV7.2),(),(554141080826、静态偏置电流的确定高频电子线路课程设计6一般情况下，晶体管
7、的基极电流很小，三对差分放大器的基极电流 、 、 和 可以忽略不记，因此器件的静态偏置电流主要由8I10I4恒流源 的值确定。当器件为单电源工作时，引脚 14 接地，5 脚通过一电阻 R5接正电源（+U CC的典型值为+12V） ，由于 是 的镜像电0I流，所以改变电阻 R5可以调节 的大小，即0IPD=2I5(V6-V14)+I5(V5-V14) 根据MC1596的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般Io=I5=1mA。器件的总耗散功率可以由下式估算出P D应小于器件的最大耗散功率为33mW。AM 及 DSB 调幅波发生器的设计：调幅波发生器电路图上图中调幅波发生器采用模拟乘法器 MC
8、1496 及外接偏置电路、旁路电路组成。芯片 2、 3 管脚之间接入 1k 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，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组成平衡调节电路，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高频电子线路课程设计750%。（a）抑制载波的双边带调幅 （b）有载波调幅波发生器输出的调幅波2.2参数设计调制载波与同步载波同频同相，均为
9、40mV、100kHz、0 度，调制信号为 30mV、1kHz、0 度。3.软件仿真图3.1 当输入为 AM 调幅波时，同步检波器的仿真电路如下：其中，调制载波与同步载波同频同相，均为 40mV、100kHz、0度，调制信号为 30mV、1kHz、0 度。高频电子线路课程设计8AM 调幅波相应的解调输出波形如下：高频电子线路课程设计9其中，测得波形周期为 1.008ms，可算出频率约为 1kHz，与调制信号相同，说明仿真成功。3.2 当输入为 DSB 调幅波时，同步检波的仿真电路图如下：其中，调制载波与同步载波同频同相，均为 40mV、100kHz、0度，调制信号为 30mV、1kHz、0 度
10、。DSB 调幅波高频电子线路课程设计10相应的解调输出波形如下：其中，测得波形周期为 996.016us=0.996ms，可算出频率约为1kHz，与调制信号相同，说明仿真成功。4结论4.1 设计功能利用模拟乘法器MC1496/1596同步检波电路，实现对AM和DSB的解调。4.2 不足同步检波要求提供与载波信号同频同相的参考信号，该信号不易获得，此处易产生信号失真。高频电子线路课程设计114.3 展望5.参考文献1张义芳.高频电子线路第四版.哈尔滨工业大学出版社.2009.72童诗白,华成英.模拟电子技术基础第四版.高等教育出版社.3 阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社.4黄智伟.基于 NI Multisim 的电子电路计算机仿真设计与分析.电子工业出版社.2008.1
