幅度调制电路的设计

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1、课 程 设 计课 程 高频电子线路 题 目 幅度调制电路的设计 院 系 电子科学学院 专业班级 电信06-1班 学生姓名 学生学号 指导教师 2010年 3月 26日课程设计任务书课程 高频电子线路题目 幅度调制电路的设计专业 电子信息工程 姓名 学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容 本题目为集成模拟乘法器应用设计之一，即设计幅度调制电路。通过本次电路设计，掌握集成模拟乘法器的基本原理及其所构成的幅度调制电路的设计方法、电路调整及测试技术。加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。2、基本要求 (1) 采用集成模拟乘法器设计幅度调制； (2) 调整平衡调节

2、电路分别实现抑制载波的双边带调幅和有载波的普通调幅； (3) 另外再设计一种利用模拟乘法器实现的其它高频功能电路，并分析工作原理。3、主要参考资料 1 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006. 2 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000. 3 谢自美. 电子线路设计实验测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. 4 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限 3月22日-3月26日 指导教师 专业负责人 2010 年 3 月 19 日一、总体设计思想1、基本原理集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流

3、）相乘的电子器件。高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调过程，均可视为两个信号相乘的过程。F1496是双平衡四象限模拟乘法器，电路如图1所示。引脚与接输入电压Ux，与接另一输入电压Uy，输出电压Uo从引脚与输出。引脚与外接电阻为电流负反馈电阻，可调节乘法器的信号增益，并扩展输入电压Uy的线性动态范围。引脚为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）。图1 模拟乘法器 模拟乘法器是一种完成两路互不相关的模拟信号 （连续变化的两个电压或电流）相乘作用的电子器件。它是利用晶体管特性的非线性巧妙的进行结合实现调幅的电路。使输出中仅保留晶体管非线性所产生的两路输入信号

4、的乘积这一项，从而获得良好的乘法特性。 MC1496内部电路图中，晶体管T1T4组成双平衡差分放大器T5T6组成 单差分放大器，晶体管T7、T8及其偏置电阻作为T5T6的恒流源。 为了扩展乘法器的输入线性动态范围，在引脚“2”和“3”之间接了一个电阻R7（1K）,它的作用为晶体管T5、T6形成串联电流负反馈。因此扩大了Vx的输入线性动态范围，其目的输入线性化。2、设计框图(1)对传输信号进行调制的原因根据电磁波理论，天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。如声音信号的频率范围为 0.1 6 kHz。设 f = 1 kHz，=C/=3108/103=3105（m），显然，低频信号直接发

5、射是不现实的。(2)调制调制(Modulation) 将低频信号装载于高频信号。 (3)调制的方式调幅 AM (检波) 、调频 FM (鉴频) 、调相 PM (鉴相)(4)信息传输系统输入变换器发送设备信道接收设备输出变换器输入信息低频电信号输出信息低频电信号已调信号已调信号二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路用低频信号去改变高频信号的幅度，称为调幅。经调幅后的高频信号称调幅信号，把没有调幅的等幅高频信号称为载波信号，它是运载低频信号的工具。图2 单频调制波形采用模拟乘法器构成的调幅电路如下所示。调幅系数表示载波受低频信号控制的程度，为了不产生调幅失真，要求UYQUm。调幅波(已调波)频谱2

6、、电路调整及测试(1)载波输入端平衡调节 在调制信号输入端IN2输入调制信号U（t），U（t）为f=1KHz幅度为100mV（VP-P）的正弦信号。将示波器接至OUT处，调节电位器RP2，使示波器上输出的波形幅度最小。（然后去掉输入信号U）。(2)抑制载波调幅（在载波输入端平衡的状态下进行）输入端IN1输入载波信号UC（t），UC（t）为f=465KHz，幅度UC（p-p）=30mv的正弦信号，将示波器接至OUT处。调节RP1，使输出电压Vo最小。输入端IN2输入调制信号U（t），其频率为1KHz，幅度由零逐渐增大，当U（pp）为几百毫伏时，将出现如图2所示的抑制载波的调幅信号。由于器件内部参

7、数不可能完全对称，致使输出波形出现漏载信号。可通过调节电位器RP2来改善波形的对称性。图3抑制载波调幅波3、 实验调试结果(1)输入失调调零 将高频输入信号Uc加至高频输入端。其频率为500KHz, 幅度为Uc0.1v左右（参考值）。让低频信号输入端接地,调节电位器Rt1使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）,然后撤除高频信号。 将低频信号加入低频信号的输入端，其频率为1KHz,幅度为uc0.3v左右（参考值）让高频信号输入端接地,调节电位器Rt2使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）。 重复上述（1）、（2）调试过程，使输出波形最小,至此即完成集成块输入失调调零。（2）、双边带调

8、幅由于载波本身不包含信息，为了提高设备的功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边调幅，用DSB表示。调节电位器Rt1，用万用表测试Tp1和Tp2间的电压U120时，加入高频信号频率100kHz1240kHz，Vcpp50mv（或40mv）。此时不加低频信号。高频频率、幅度不变。加入低频信号频率为1kHz、Vpp200mv。 高频信号、低频信号的频率、幅度均不变，调节电位器Rt2当反时针旋转到底、顺时针旋转到底。 （3）、普通调幅（全载波调幅）调节RP1使UAB=0.1V（万用表直流电压测得）。输入端IN1输入载波信号UC（t），为f=465K

9、Hz，幅度UC（P-P）=100mV的正弦信号；输入端IN2输入低频调制信号U（t），其频率为1KHz，幅度U（P-P）由零逐渐增大。示波器接至输出端OUT处，此时可观察到输出信号Uo（t）的幅度发生变化。当U（P-P）增大到一定程度时，将出现如图4所示的普通调幅信号波形。图4普通调幅波载波信号UC（t）不变，将调制信号改为f=1KHz，幅度为20mV（VP-P）的方波。（4）利用模拟乘法器实现的其它高频功能电路平方运算将模拟乘法器的两个输入端输入相同的信号，平方运算电路如下图所示：除法运算器由集成运放和模拟乘法器组成，除法运算电路如上图所示。当 u1 0 时，uO 0，为使 u3 0 ； 当

10、 u1 0，为使 u3 0，则 u2 0 。平方根运算三、结论及心得体会通过本次实验，我了解了集成模拟乘法器的基本工作原理、分类、特性等，在巩固高频知识的同时也扩展了相关知识。温故而知新，本次试验使我重温了一次幅度调制，并且掌握了用集成模拟乘法器设计幅度调制的方法。此外，我又了解了集成模拟乘法器的其他功能。参考资料 1 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006. 2 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000. 3 谢自美. 电子线路设计实验测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. 4 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.课程设计成绩评价表课程名称高频电子线路题目名称幅度调制电路的设计学生姓名学号指导教师姓名职称序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 2010 年 3 月 29 日