变容二极管调频器与相位鉴频器

1、课 程 设 计 报 告课程名称通信电子线路课题名称变容二极管调频器与相位鉴频器专 业通信工程 班 级学 号姓 名指导教师张鏖烽 罗敬2012 年02 月 28 日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 通信电子线路 课 题变容二极管调频器与相位鉴频器专业班级 通信工程 学生姓名 学 号 指导老师 张鏖烽 罗敬审 批 任务书下达日期 2012 年02 月27 日任务完成日期2012 年 03 月03 日一、课程设计内容1.课程设计目的：通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验

2、的机会，锻炼分析解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。2.课题题目1) 小信号谐振放大器2) 晶体二极管检波器3) 晶体三极管混频器4) 变容二极管调频器与相位鉴频器二、课程设计要求：要求：掌握LC振荡器和晶体振荡器、晶体二极管检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器与相位鉴频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。通过实际电

3、路方案的分析比较，设计计算元件选取OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。培养严谨的工作作风和科学态度。三、课程设计进度安排序号设 计 内 容所 用 时 间1根据课题的技术指标，确定整体方案，并进行参数设计计算2天2根据实验条件进行全部或部分电路的绘制与仿真分析，并完成基本功能3天3总结编写课程设计报告2天合 计1周四、课程设计说明书与图纸要求课程设计说明书包括内容：1.设计任务及主要技术指标和要求。2.选定方案的论证及整机电路的工

4、作原理。3.单元电路的设计计算，元器件选择，电路图。4.整机电路仿真结果（包括偏置点分析、DC扫描、瞬态分析和AC扫描）。5.列出元件器件明细表。6.对设计成果作出评价，说明本设计特点和存在的问题，提出改进意见；目 录一、课程设计目的和要求5二、设计方案和基本原理51.设计方案52.基本原理6三、设计电路7四、电路仿真8五、元器件明细表9六、总结10变容二极管调频器与相位鉴频器一、课程设计目的和要求目的： 通过课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决通信电子电路问题

5、的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与仿真分析，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。要求：根据每个电路给定的技术指标和条件，分别给出设计原理、设计过程、电路原理图、各元件型号或参数、实际测试结果。主要技术指标：放大倍数、中心频率以及频率稳定性要求：掌握LC振荡器和晶体振荡器、晶体二极管检波器、晶体三极管混频器与变容二极管调频器与相位鉴频器的基本原理和电路设计方法；掌握应用OrCAD/Pspice软件对电路进行仿真、分析。培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。通过实际电路方案的

6、分析比较，设计计算元件选取OrCAD仿真分析等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和仿真方法。了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。培养严谨的工作作风和科学态度。二、设计方案和基本原理 1.设计方案：高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是：（1）、增益要高，即放大倍数要大。（2）、频率选择性要好，即选择所需要信号和抑制无用信号的能力

7、要强，通常用Q值来表示，其频率特性曲线如下图所示：带宽BW=f2-f1=2f0.7,品质因素Q=f/2f0.7.（3）、工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。（4）前后级之间的阻抗匹配，即把各级联接起来之后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。2.基本原理：1.变容二极管直接调频电路：变容二极管实际上是一个电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图3-1所示。图3-1变化规律直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡

8、回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。 若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号去控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。图3-2 直接调频示意图若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图3-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，从而实现了直接调频的目的。2.电感耦合相位鉴频器： 相位鉴频器是利用波形变换鉴频的一种方法。它是利用回路的相位频率特性将调频波变为调幅调频波，然后利用振幅检波器恢复调制信号。我们这里用的相位鉴频

9、器电路为电感耦合相位鉴频器，其设计电路图如32所示。输入电路的初级回路C1，L1和次级回路C2，L2均调谐与调频波的中心频率f0。它们完成波形变换，将等幅调频波变换成幅度随瞬时频率变化的调频波。D1，R1，C3和D2，R2，C4组成上，下两个振幅检波器，且特性完全相同，将振幅的变化检测出来。负载电阻R1，R2通常比旁路电容C3，C4的高频容抗大得多，而耦合电容C5与旁路电容C3，C4的容抗则远小于高频扼流圈L3的感抗。因此，初级回路上的信号电压V12几乎全部降落在扼流圈L3上。三、设计电路总电路设计图：四、电路仿真电路仿真图如下：偏置点：AC扫描：瞬时扫描：五、元器件明细表元件代号取值备注C1

10、225pC2225pC3100pC4100pC520000pC6100pC7100pC8200pC9200pR1100kR2100kR31kR41kR520kR620kL1900uhL2900uhL310mhM1.8mhXFRM_NONLIN/CT-SECV110VV2-10VV328KHzVOFF=-450mV VAMPL=1VJ1J2J3D1120NQ045D2120NQO45U1U2U3六、总结这次课程设计使我学到了很多东西，在实验过程中，通过自己独立思考和同学老师的帮助，终于完成了这次课设任务。在做课程设计的过程中，总会遇到许多问题，通过问同学，或者上网找资料，总能将那些问题一一解决，这样不仅让我们一起解决了所遇到的难题，同时我们还可以彼此学习，交流各自的思维方式，增强遇到困难时的各种积极心态等等。在不断地学习过程中，我更深刻体会到学海无涯的意义，我们要用正确的态度面对学习的挑战，理论结合实际，进一步熟练掌握科学知识。总体来说，这次课程设计还算是有难度的，但是，通过我们一起探讨，一起合作，终于成功完成了此次课程设计。实验是一个很强的实践过程。在老师的讲解下，相比第一次做课设要容易些，其实这个实验还是很有意思的，只要我们认真去做，一定会做好的。总而言之，只要我们认真对待每一次实验，就一定会得到不一样的