相干解調(diào)電路Multisim仿真設(shè)計(jì)（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）高頻電路論文與仿真工程

ID:396504 · 發(fā)表于 2018-9-12 09:48

高頻電子線路

課程設(shè)計(jì)(論文)

相干解調(diào)電路設(shè)計(jì)（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）

院（系）名稱	電子與信息工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)	電子*
學(xué)號(hào)	1580*
學(xué)生姓名	*
指導(dǎo)教師	*

課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)

院（系）：電子與信息工程學(xué)院教研室：通信工程

學(xué) 號(hào)	1580*	學(xué)生姓名	*	專業(yè)班級(jí)	電子151
課程設(shè)計(jì)（論文）題目	相干解調(diào)電路設(shè)計(jì)（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）
課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)	任務(wù)要求： 1，對(duì)一個(gè)常規(guī)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)并用Multisim仿真。 2，觀察輸入輸出波形。 3，根據(jù)電路結(jié)果求出電壓利用系數(shù)。技術(shù)參數(shù)： 1，常規(guī)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅系數(shù)為0.5。 2，輸入信號(hào)載波頻率10000HZ。 3，載波電壓100mV左右。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)	平時(shí)成績(jī)：答辯成績(jī)：論文成績(jī)：作品成績(jī)：總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日

注：平時(shí)成績(jī)占20%，答辯成績(jī)占20%，論文成績(jī)占20%，作品成績(jī)40%

摘要

相干解調(diào)用于所有線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。在使用時(shí)必須外加一個(gè)頻率和相位都與被抑止的載波相同的電壓。實(shí)際相干解調(diào)是接收端要恢復(fù)出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波,相干解調(diào)用于對(duì)載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。外加載波信號(hào)電壓加入周步檢波器可以有兩種方式：一種是將它與接收信號(hào)在檢波器中相乘，經(jīng)低通濾波器后，檢出原調(diào)制信號(hào)，另一種是權(quán)巳與接收信號(hào)相加，經(jīng)包絡(luò)檢波器后取出原調(diào)制信號(hào)。傳遞信息都用到了調(diào)制與解調(diào)，就是在傳送信號(hào)的一方將所要傳送的信號(hào)附加在高頻振蕩上，再由天線發(fā)射出去。

經(jīng)過解調(diào)過程后，把載波所攜帶的信號(hào)取出來，得到原有的信息。反調(diào)制過程也叫檢波。調(diào)制與解調(diào)都是頻譜變換的過程，必須用非線性元件才能完成。

基本原理是利用信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析和傅里葉變換的基本性質(zhì)，將信號(hào)的頻譜進(jìn)行搬移，使之滿足一定需要，從而完成信號(hào)的傳輸或處理。

本文采用Multisim仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿真分析，得出了穩(wěn)定的解調(diào)信號(hào)，其性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。證明了設(shè)計(jì)的電路可以滿足要求。

關(guān)鍵詞：調(diào)制；檢波；模擬乘法器

第1章緒論 1

1.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）的意義 1

1.2本文研究?jī)?nèi)容 1

第2章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）總體設(shè)計(jì)方案 2

2.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）設(shè)計(jì)方案論證 2

2.2總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析 2

第3章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）單元電路設(shè)計(jì) 3

3.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）具體電路設(shè)計(jì) 3

3.1.1乘法器電路設(shè)計(jì) 3

3.2低通濾波電路設(shè)計(jì) 4

3.3相干調(diào)制電路設(shè)計(jì) 4

3.4相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）總體電路圖 5

第4章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）仿真與調(diào)試 6

4.1 Multisim仿真與調(diào)試 6

4.2 仿真結(jié)果分析 6

第5章總結(jié) 7

參考文獻(xiàn) 8

附錄 I 9

附錄 II 10

第1章緒論
1.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）的意義

調(diào)制解調(diào)器是一種計(jì)算機(jī)硬件，它能把計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)翻譯成可沿普通電話線傳送的模擬信號(hào)，而這些模擬信號(hào)又可被線路另一端的另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器接收，并譯成計(jì)算機(jī)可懂的語(yǔ)言。

同步檢波器用于對(duì)載波被抑止的雙邊帶或單這帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。外加載波信號(hào)電壓加入同步檢波器可以有兩種方式：一種是將它與接收信號(hào)在檢波器中相乘，經(jīng)低通濾波器后，檢出原調(diào)制信號(hào)。另一種是將它與接收信號(hào)相加，經(jīng)包絡(luò)檢波器后取出原調(diào)制信號(hào)。同步檢波器的特點(diǎn)是必須外加一個(gè)頻率和相位部與被抑止的載波相同的電壓。

1.2本文研究?jī)?nèi)容

本設(shè)計(jì)由模擬乘法器電路產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，輸送給由乘法器和低通濾波器構(gòu)成的同步檢波器電路電路，輸出信號(hào)為原信號(hào)。

要求：

1．對(duì)一個(gè)常規(guī)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)并用Multisim仿真。

2．觀察輸入輸出波形。

3．根據(jù)電路結(jié)果求出電壓利用系數(shù)。

參數(shù)：

常規(guī)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅系數(shù)為0.5。

輸入信號(hào)載波頻率10000HZ。

載波電壓100mV。

第2章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）總體設(shè)計(jì)方案
2.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）設(shè)計(jì)方案論證

方案1：用模擬乘法器電路產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，輸送給由乘法器和低通濾波器構(gòu)成的同步檢波器電路電路，輸出信號(hào)為原信號(hào)。

方案2：用模擬乘法器產(chǎn)生雙邊帶信號(hào)，消除一個(gè)邊帶信號(hào)，讓另一個(gè)邊帶信號(hào)發(fā)射出去，輸送給同步檢波器電路電路，進(jìn)行解調(diào)過程。

比較兩種設(shè)計(jì)方案，與方案2相比，方案1用三極管、電阻元器件就能滿足相干解調(diào)電路設(shè)計(jì)（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）性能要求，而且方案2過程比方案1復(fù)雜。方案1可靠性更高、制作成本低廉、調(diào)試更加方便。所以選擇方案1。

2.2總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析

相干解調(diào)電路設(shè)計(jì)主要由模擬乘法器電路、同步檢波器電路組成。如圖2.1所示，為相干解調(diào)電路設(shè)計(jì)的總體方框圖。

圖2.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）方框圖

輸入信號(hào)V1（t）與輸入載波信號(hào)V2（t）同時(shí)輸送到模擬乘法器電路中，電路輸出已調(diào)波V0（t），將輸出已調(diào)波V0（t）輸送到同步檢波器中，同時(shí)加入載波信號(hào)V（t），，最后輸出信號(hào)VΩ（t），如圖2.2所示，為同步檢波器組成的方框圖。

圖2.2 同步檢波器組成方框圖

第3章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）單元電路設(shè)計(jì)3.1相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）具體電路設(shè)計(jì)
3.1.1 乘法器電路設(shè)計(jì)

乘法器的具體設(shè)計(jì)和工作原理：

與

及

與

是兩對(duì)相同的差分放大器；

與

也是一對(duì)差分放大器，作為上述兩對(duì)放大器的電流源；

則作為

與

的電流源；

同時(shí)

與

組成鏡像電流源，以抑制

至

諸管的溫度飄移,

信號(hào)也是對(duì)稱雙端輸入。

由此實(shí)現(xiàn)了乘法器的功能。乘法器的內(nèi)部電路如圖3.1所示：

具體乘法公式：

（

為常數(shù)） (3-1)

輸入?yún)?shù)的計(jì)算式：

(3-2)

(3-3)

(3-4)

圖3.1乘法器電路圖

其中如果

，則

與

的基極電位相等，所以有

(3-5)

由于

在

與

中激起大小是相等的，相位相反的集電極交流電流。

即

(3-6)

(3-7)

為直流分量，

為交流分量。

因此，通過

的總電流

(3-8)

即只有直流，沒有交流分量。

同理，

在

與

中激起大小相等，相位相反的集電極交流電流，

所以二者的總合有直流無交流，輸出電壓為零。

3.2低通濾波電路設(shè)計(jì)

低通濾波電路圖設(shè)計(jì)，如圖3.2。

圖3.2低通濾波器電路圖

參數(shù)設(shè)定：

（3-9）

3.3相干調(diào)制電路設(shè)計(jì)

相干調(diào)制電路設(shè)計(jì)輸入信號(hào)頻率10000Hz，電壓500mV左右，放大倍數(shù)10左右。

電路圖設(shè)計(jì)如圖3.3。

圖 3.3 相干調(diào)制電路圖

3.4相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）總體電路圖

由模擬乘法器構(gòu)成的信號(hào)調(diào)制電路輸出雙邊帶調(diào)制信號(hào)。同步檢波器由乘法器和低通濾波器構(gòu)成，將雙邊帶調(diào)制信號(hào)與本地載波信號(hào)一同輸入乘法器，乘積結(jié)果再通過低通濾波器進(jìn)行檢波，得到原波形。

圖3.4 整體電路圖

第4章相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)幅解調(diào)）仿真與調(diào)試4.1 Multisim仿真與調(diào)試

應(yīng)用Multisim 14.0仿真軟件對(duì)各部分電路進(jìn)行仿真測(cè)試，便于在電路實(shí)物制作之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，改正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、調(diào)試電路。

對(duì)模擬乘法器電路進(jìn)行仿真，如圖4.1所示，為模擬乘法器電路產(chǎn)生的雙邊帶調(diào)制波形仿真圖。

圖4.1雙邊帶調(diào)制波形圖

如圖4.2所示，為同步檢波器電路輸出的還原信號(hào)的波形圖。

圖4.2同步檢波器電路輸出的波形圖

4.2 仿真結(jié)果分析

對(duì)模擬乘法器電路進(jìn)行了較全面的仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，輸出波形為規(guī)則的雙邊帶調(diào)制波，達(dá)到了調(diào)制的目的，在誤差允許的范圍內(nèi)，結(jié)果表明此電路能穩(wěn)定輸出雙邊帶調(diào)制波，可以作為已調(diào)制信號(hào)輸送到同步檢波器。

對(duì)同步檢波器電路進(jìn)行仿真測(cè)試，根據(jù)仿真結(jié)果，同步檢波器電路輸出信號(hào)為原輸入信號(hào)，達(dá)到了解調(diào)的目的。在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足任務(wù)書要求，可以運(yùn)行。

將兩部分電路整理結(jié)合后，進(jìn)行仿真測(cè)試，仿真結(jié)果幾乎無變化，滿足任務(wù)書的要求，可以運(yùn)行。

第5章總結(jié)

通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了對(duì)相干解調(diào)原理的理解，并且了解到相干解調(diào)的相關(guān)實(shí)際應(yīng)用，是對(duì)高頻電子線路課程學(xué)習(xí)的鞏固和拓展。該課設(shè)不僅設(shè)計(jì)并仿真了相干解調(diào)電路部分，而且在信號(hào)調(diào)制方面也進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。

其中相干解調(diào)電路部分又具體劃分為相乘器電路和低通濾波器電路，從而進(jìn)行深入分析。整個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行了合理選擇和精密計(jì)算，并連同結(jié)論一起在仿真實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。該課設(shè)主要還是基于理論與仿真的設(shè)計(jì)，與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用有一定差距，但對(duì)今后的的應(yīng)用也具有很大的指導(dǎo)意義。

相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)制解調(diào)）電路中，含有模擬乘法器電路與同步檢波器電路，模擬乘法器電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的調(diào)制過程，同步檢波器電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已調(diào)信號(hào)的解調(diào)過程，輸出原信號(hào)。相干解調(diào)電路（常規(guī)調(diào)制解調(diào)）使低頻信號(hào)有效的輻射出去，提高了發(fā)射與接收的效率，同時(shí)還可以對(duì)不同的信號(hào)加以選擇。

本設(shè)計(jì)通過方案對(duì)比選出如下方案，由模擬乘法器電路產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)送給同步檢波器電路，輸送調(diào)制信號(hào)的同時(shí)加入載波信號(hào)，經(jīng)過同步檢波器的低通濾波器后，輸出原信號(hào)。通過Multisim仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真后，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，完成了本設(shè)計(jì)。

通過這段時(shí)間里的學(xué)習(xí)，我了解到了很多知識(shí)，也對(duì)電路設(shè)計(jì)的過程有了一個(gè)更深的了解，并且對(duì)電路的基本設(shè)計(jì)思路有了較深的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)并掌握了仿真軟件的使用方法，加深了模電知識(shí)應(yīng)用的熟練程度。

本人簽字：

參考文獻(xiàn)

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[7] 陳永真等編著. 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題精解選[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007

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[11] 謝晶．《高頻電子線路》課程教學(xué)改革的研究與探索［J］．教育教學(xué)論壇，2016(05)．

[12] 張潔，劉波粒，段再超．高頻電子線路教學(xué)改革的探討［J］．中國(guó)市場(chǎng)，2016(10)

附錄 I

總體電路圖

附錄 II

元器件名稱	參數(shù)	單位/個(gè)
電阻	1 KΩ	1
模擬乘法器		2
電容	0.15uF	1
信號(hào)源	20KHz 100mV	1
信號(hào)源	10KHz 10mV	1
信號(hào)源	1KHz 50mV	1

元器件清單

全部資料51hei下載地址（含仿真文件）：

158050006 奧克姆-相干解調(diào)電路設(shè)計(jì).rar (2.61 MB, 下載次數(shù): 87)

ID:502097 · 發(fā)表于 2019-3-31 23:58

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ID:799373 · 發(fā)表于 2020-7-8 19:40

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