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 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) 调整平衡调节电路分别实现抑制载波的

2、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、电路原理幅度调制电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线

3、性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。幅度调制电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。1、电路原理及用途集成模拟乘法器也是一种性能理想的电路。随着半导体集成工艺的发展和技术性能的提高，模拟乘法器芯片如MC1496/1596、BG314加外围元件所构成的完整线性频谱搬移电路已经得到了广泛的应用模拟乘法器芯片是在加有恒流源电路的差分对管放大电路基础之上发展起来的！集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）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

4、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）。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T5T

5、6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。随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和解调电路，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作解调时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平

6、衡。集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。2、主要技术指标设计内容：1、采用乘法器常规调幅，并对已调波进行放大10倍 2、通过仿真，能够观察输入输出波形。设计参数：输入信号频率15000HZ，电压500mV左右，调幅系数为0.5，输入信号，载波频率10000HZ，载波电压为100mV，放大倍数10左右。二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路用低频信号去改

7、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1 电路图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、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（

8、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2抑制载波调幅波3、仿真及仿真结果分析分析：1）DSB信号的幅值仍随调制信号变化，但与普通调幅波不同，它的包络不再在载波振幅上下变化；2）DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处要突变180度；3）DSB调制，信号仍集中在载频附近，由于DSB调

9、制抑制了载波，它的全部功率为边带占有，输出功率都是有用信号，他比普通调幅波经济，但在频带利用率上没有改进。4、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

10、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

11、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3所示的普通调幅信号波形。图3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 u1

12、 0，为使u3 0，则 u2 0三、结论及心得体会通过本次实验让我掌握了高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养我的设计能力。熟悉高频电子线路课程对我将来会有不少好处，我会用我最大的努力去学好这门功课，我也会珍惜每一次的课设的机会，而且通过本次课程设计使我明白了如何对参数的计算及元件的选取，如何对原理框图的设计和应用，但在设计中还有很多不足之处，如参数计算存在误差，仿真中出现波形失真，不过这都是我今后实践和学习的宝贵经验，以上的不足之处我一定会克服，争取在今后的实践中不再出现上述的情况。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

13、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，2002.5潘永雄.电子线路CAD使用教程.。西安电子科技大学出版社，2007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