高频电路课程设计(AM传输系统的设计)

1、 现代通信电路课程设计（论文）学院名称：班 级： 学 号：学生姓名： 指导教师: 年 月 日 设计任务书姓 名学院： 专业： 班级：题 目AM传输系统的设计设计任务（1） 信号源产生模块（模拟语音信号）；（2） 载波信号产生模块（3） AM调制器：平衡调制器（4） AM解调器：解调AM信号时间进度（1） 第1天：布置任务，讲解设计方法，进行预设计；（2） 第2-3天：A组进行电路安装、调试，B组进行设计电路原理图、软件仿真。（3） 第3-4天：B进行电路安装、调试，A进行设计电路原理图、软件仿真。（4） 第5天：撰写设计报告。原始参考资料和文献1 魏平俊、王新强.现代通信电路课程设计指导书.2

2、 曾兴雯、刘乃安、等.高频电路原理与分析.西安电子科技大学出版社，2007年第4版.3 康华光.电子技术基础（模拟部分），华中科技大学，2005年第5版，高等教育出版社.目录一、绪论2 1.1设计目的2 1.2设计内容2 1.3设计要求2 1.4设计流程3二、课程设计详细内容及步骤4 2.1信号源产生模块4 2.2载频信号产生模块6 2.3AM调制器模块8 2.4AM解调器模块 10三、课程设计过程分析12 3.1仿真分析 12 3.2焊接连线调试分析过程 15 3.3遇到问题及解决办法 19四、参考文献20附录A工具元件清单 附录B完整原理图一、绪论1.1设计目的(1)将学生专业知识（信号与

3、系统、现代通信电路及通信原理）、专业技能（数电、模电、电工电子）及常用开发工具（EDA、DSP、单片机技术）相结合，在实际中进行综合运用。(2)培养学生从零开始自己动手进行电路设计的能力，同时一般要求在进行综合设计时具有较高的成功率，。这是学生第一次动手设计自己的作品，是今后毕业工作的起点、浓缩、简化版，同时增强学生的信心也是综合设计的一个重要任务。1.2设计内容题目：AM传输系统的设计包含项目：1、信号源产生模块（模拟语音信号）；2、载频信号产生（模拟载波）；3、AM调制器：平衡调制器；4、AM解调器：解调AM信号。1.3设计要求（1）巩固加深对高频电子线路基本知识的理解，提高学生综合运用课

4、程所学知识的能力。（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的自学能力。（3）通过独立思考，深入钻研有关问题，掌握分析问题的方法。（4）通过实际电路方案的分析比较，设计计算，原件选取，安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。（5）掌握常用的仪器设备的正确使用，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高学生的动手能力，能在教师的指导下完成课题任务。（6）了解与课题有关的电子线路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的要求完成，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。（7）培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的

5、生产观点，经济观点和全局观念。1.4设计流程：开始 明确系统设计要求 明确模块设计要求 提出模块设计方案 确定模块实现途径 电路图的绘制，修改 元器件的采购、工具、仪器的准备工作 电路焊接、装配 电路的调试 模块的验收 系统的联调 系统的验收结束AM传输系统设计框图： 信号源产生模块 AM解调器模块AM调制器模块 载频信号产生模块二、课程设计详细内容及步骤2.1信号产生模块实现方法：RC振荡器相关参数：R101=158K C1=101nF R102=158K C102=1nF R103=4.99K C103=10000npR104=10K C104=10mF U1=12V U2=12V 运算放

6、大器LM324电路原理图如下：仿真波形图如下：注意事项：（1）正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。因此电路设计时要注意其振荡条件，即振幅平衡条件和相位平衡条件。（2）此电路可在通用模块上实现，注意与其他模块之间要有相同的标准。（3）要求输出频率稳定，可调。（基带信号频率1KHz,载频>100KHz）（4）学会处理常见电路故障及各种波失真的方法。2.2载频信号产生模块载频信号由ZH5006试验箱产生ZH5006如图：2.3 AM调制模块此模块采用双平衡乘法器，从相应接口输入即可完成两信号相乘。在ZH5006试验箱中最多可插入两种类型的九块模板，其中上面三个模块（

7、模块13）的结构一样，下面六个模块（模块49）的结构一样。电路实现方法（乘法器电路）：AM信号相乘相加基带信号载波直流相关参数：U601 MC1496:乘法器U603A.B TL084: 运算放大器R301=10K R302=1K R303=10KR304=10K R305=1K R306=1KR307=10K R308=51 R309=1KR310=1 R311=1K R312=3.9KR313=3.9K R314=10K R315=100KR316=10K R317=22K R318=2.2KR319=1K C301=0.1uF C302=1uF C303=0.1 uF C304=0.1u

8、 F C305=0.1uF C306=105 C307= 10 C308=104模块电路图：乘法器：信号从测试孔TPF01输入，载波信号从TPF02输入，输出信号经放大后从测试孔TPF03输出。注意事项：UF01,2：乘法器；UF03：运算放大器TL084;JF01：电源连接插座；JF02：信号连接插座；WF01:电位器（可选择0到50K之间的阻值），用于调节载波泄漏。输入信号TPF06只有测试孔，其信号与测试双排针之间没有信号连接线。运算模块：实现两信号相加、减以及单个信号的反相。 两信号相加：信号电路板右排插针JA02的引脚1、5输入，结果从引脚9输出。 两信号相减：被减信号从JA02的引

9、脚14输入，减信号从引脚18输入，结果从引脚10输出。 单个信号的反相：信号从JA02的引脚13输入，反相信号从引脚17输出。其中，U101：运算放大器TL084；JA01：电源连接插座；JA02：信号连接插座；WAXX：电位器。2.4 AM解调模块解调方法：二极管峰值包络检波法滤波解调相乘器相关参数：D1 AM波发生器（1V/100KHz/1KHz） RA05=10K RA06=10KU03=12V U04=-12V CA05=10000Pf CA06=10000PF CA07=10000PF运算放大器LM324电路原理图如下：仿真波形图：说明：1.包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包

10、络成正比的检波方法检测过程就是信号源通过二极管给电容充电与放电的交替重复过程。2. 在仿真中，用的基波是1khz,载波是100khz,幅值为1V3. 检波电路满足RC<=1-m²/m可以防止惰性失真。检波器输出端为正弦波和少量的高频纹波，在输出端加一低通滤波器可以将高频纹波滤掉。三，硬件的调试ZH5006综合设计试验箱的介绍本次实际操作部分使用的是ZH5006综合设计实验箱，其包括三部分：主板：提供了一个灵活的工作平台；标准模块：提供了80C31、EPLD、乘法器等标准模块；通用设计模块：提供了一个可进行焊接的通用调用化模块；在ZH5006实验箱中最多可以插入两种类型的九块模块

11、，其中模块13的结构一样，模块49的结构一样。两类模块的差别在于它们的右边双排针的信号定义上的差别。这两类模块的左排插针JX01连接电源和地，右排插针JX02连接信号，下方或上方有十个标准测试孔CJX01CJX10用于信号线的连接及测量，U形测试孔TPXXX用于就近接地。图A1 JX01的电源脚定义 图A2 模块03的JX02的信号引脚定义TL084管脚：图示为 TL084管脚MC1496管教图：图示为MC1496管脚定义AM调制模块 AM信号的产生课可以采用高电平调制和低电平调制两种方式完成。此模块采用双平衡乘法器，从相应接口输入即可完成两信号的相乘。（其中基波产生用的模板上面：RA01 R

12、A02=10K Rf为10K的滑动变阻器，C的型号为103，R的阻值为10K）l AM解调模块。 该模块实现诸如AM、BPSK、QPSK等信号的调制和解调。在该模块中有两个完全一样的模块： 乘法器1：信号从测试孔TPF01 输入，载波信号从TPF02输入，输出信号经放大后从测试孔TPF03输出。 乘法器2：信号从测试孔TPF06 输入，载波信号从TPF07输入，输出信号经放大后从测试孔TPF08输出。原件介绍：UF01 ，2：乘法器 UF03 ：运算放大器TL084 JF01 ：电源连接插座 JF02 ：信号连接插座 WF01 ：电位器（可选择0到50K之间的阻值）用于调节载波波泄漏。l 运算

13、模块模块具有以下功能：实现两信号相加、减以及单个信号的反向：1. 两信号相加：信号电路板右排插针JA02的引脚1、5输入，结果从引脚9输出。2. 两信号相减：被减信号从JA02的引脚14输入，减信号从引脚18 输入，结果从引脚10输出。3. 单个信号的反向：信号从JA02的引脚13输入，反向信号从引脚17输出。4. 主要原件介绍： U101：运算放大器TL084； JA01：电源连接插座 JA02：信号连接插座 WAXX：电位器（可选择0到100K之间的阻值）连线调试调制信号输出后和载波分别由乘法器的TPF01、TPF02进，TPF03出或者TPF06、TPF07进，TPF08出，接着将输出接

14、入二极管包络检波器中，再将输出接入滤波块，5孔进6孔出，输出的信号连接在示波器上进行观察。说明：需分步调试第一步：将信号产生模块的输出通过示波器观察波形第二步：将载波产生模块的输出通过示波器观察波形第三步：将信号和载波送入乘法器，通过示波器观察输出波形第四步：将调制信号进行解调，并观察输出波形第五步：若解调后的波形不理想，送滤波器进行滤波后观察实际硬件调试最终出现的波形：一基波：产生的载波信号： 产生的AM包络图：二极管峰值检波模板产生的信号图： 实验分析1、信号产生模块仿真及调试数据记录如下：基波载波调幅波检波输出峰峰值 v3.45.1最大8.675最小2.603.51频率 khz1.492

15、140.41.450周期ms0.6740.690m=由CA01=1nf, RA01=159K则fc=1/2RC=1.0009KHz取Rf=10k,由Af=1+Rf/RA03>=3得RA03<=5K,取RA03进行反复试验，当RA03=4.99 k时波形质量最好，于此同时的说明，在产生波形时，Af越接近3，产生的波形越好。如果大于三很多则会造成波形失真，如下图：（RA03=4.5K时）2、压控振荡器调试压控振荡器的输出为矩形波，其中一路输出频率为347.5KHz，另一路输出频率为137.9 KHz。取频率为137.9 KHz的输出作为载波4、二极管包络检波仿真及调试在仿真过程中用到A

16、M波，改变参使载波频率为100KHz，调制信号为1KHz，幅度为1V，m=0.5，AM波形如图所示检波电路满足RC<=1-m²/m可以防止惰性失真。检波器输出端为正弦波和少量的高频纹波，在输出端加一低通滤波器可以将高频纹波滤掉。然而得到的输出仍含有少量的高频分量，为此，在RC回路后加一滤波器滤除高频分量，输出波形中不再含有高频纹波。将调幅波送入检波电路检波，用示波器观察输出波形质量较差需送入滤波模块进行滤波，得到理想波形。在检波电路的输出端加上一RC低通滤波电路，滤除高频成分。经仿真后知道当R=10K,C=0.01uF时为最佳。如下图所示：心得体会：在学习了高频电路之后，在学院

17、的教学计划安排下，我们进行了为期一周的课程设计（AM传输系统的设计）课设第一天魏老师对课设题目进行了简单讲解并安排了整个课设时间计划。下午我们便自由结合6人一组，三个负责软件，三个负责硬件。分组之后我们就实验指导书的指导下开始了设计。在设计过程中遇到了一系列问题：在做软件仿真的时，由于起初对EWB软件不是很熟练时，出现了很多的错误如，在连线时，线头没有按照设计的原理出接，地线忘记连接，以至于无法出现相应的波形；在做RC震荡电路时，由于对模电知识记忆不清楚，起初一时不知道如何下手，对很简单的电路图如何设计都感到茫然。不知道原理图的要求是什么？为了解决此事，便将模电上面相关的知识有进行了细致的回顾。最终顺利的做出了原理图；在做1KHz的正弦震荡波形时，在选择电阻和电容方面，没有仔细的进行计算，粗略的进行了大致的估计便开始进行仿真，造成波形没有达到预期的目的等等一些问题。不过在一个团队的努力合作下，这些问题都逐一得到了解决。比如说：在进行二极管峰值包络检波时，输出的波形一直有高频信号的成分。如何进行修改电路无法解决，最后寻问了其他同学，在输出端加滤波器，终于出现了完美的解调波；在进行硬件调试时，在起初做基波信号时，由于连线不当造成了线路的短路以至于将LM324片子烧坏。同时试验台发生短路报警。这是因为操作时，自己的不认真