基于MC1496的幅度调制与线性检波电路设计

评阅教师评语：评阅教师评语：课程设计成绩考勤成绩实做成绩报告成绩总评成绩指导教师签名：《测控电路及装置》课程设计报告论文题目:基于MC1496的幅度调制与线性检波电路设计学院（系）：电子信息与自动化学院班级：110070302学生姓名：学号指导教师：时间：从2021年7月2日到2021年7月13日摘要调制与解调电路是现代通信设备中重要组成部分。为了实现信号的无线传输,在通信设备中必须采用调制与解调电路。调制是把待传输信号置入载波的过程,它在发送设备中进行。调制的方法很多,若用调布蟾号(信息)控制载波的幅度,则称为调幅。解调是调制的逆过程,即从己调信号中还原出原调制信号(信息),对调幅波的解调称为检波。本设计是基于MC1496的幅度调制与线性检波电路设计，首先设计调制与检波电路，再通过Multisim软件对电路进行仿真分析，最后通过实际电路调试得出满足要求的电路。关键字：调制解调检波MC1496Multisim仿真实验内容及原理乘法器工作原理：由于此课程设计要用到模拟乘法器MC1496,而multisim中，又没有MC1496，所以要定义一个模拟乘法器1496。内部电路如下：图-1其中Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源Q5与Q6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。Q7、Q8为差分放大器Q5与Q6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在Q1和Q4的输入端，即引脚⑧、⑩之间；调制信号加在差动式放大器Q5、Q6的输入端，即引脚①、④之间；②、③脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围；已调制信号由双差动放大器的两集电极（即引脚⑹、⑿之间）输出。图-2此图为MC1496引脚图。在菜单栏Place→Newsubcircut→输入“MC1496”，在弹出的新空白页中将MC1496内部电路图即可。1.1静态工作点的设定1.1.1、静态偏置电压的设置静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图10-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即ν8=ν10,ν1=ν4,ν6=ν1212V≥ν6(ν12)－ν8(ν10)>2V12V≥ν8(ν10)－ν1(ν4)>2.7V12V≥ν1(ν4)－ν5>2.7V1.1.2、静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻VR接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流，所以改变VR可以调节I0的大小，即当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Vee，5脚通过一电阻VR接地，所以改变VR可以调节I0的大小，即根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般取。在本实验电路中VR用6.8K的电阻R15代替。2、MC1496调幅电路的设计及仿真2.1、调幅电路实现框图及原理：图-3图三为调幅电路实现框图。振幅调制，也可简称为调幅，AM(AmplitudeModulation)，通过改变输出信号的振幅，来实现传送信息的目的。调幅波的数学表式（3-0）设：调制信号(3-1)载波信号(3-2)其中:——载波电压振幅，——调制度——载波角频率，——载波频率，将（3-1）带入（3-0）中，化简得：其中，为双边带调制。2.2、电路设计参数的设定：根据MC1496的内部电路，做出如下设计：两输入端8和10脚直流电位均为6V，可作为载波输入通道；Y通道两输入端1和4脚之间有外接调零电路；输出端6和12脚外可接调谐于载频的带通滤波器；2和3脚之间外接Y通道负反馈电阻R8。若实现普通调幅，可通过调节10kΩ电位器RP1使1脚比4脚高，调制信号与直流电压叠加后输入Y通道，调节电位器可以改变Vy的大小，即改变指数Ma；若实现DSB调制，10kΩ电位器RP1使1、4脚之间直流等电位，即Y通道输入信号仅为交流调制信号。为了减小流经电位器的电流，便于调零准确，可加大两个750Ω电阻的阻值，比如各增大10Ω。MC1496线性区好饱和区的临界点在15-20mV左右，仅当输入信号电压均小于26mV时，器件才有良好的相乘作用，否则输出电压中会出现较大的非线性误差。显然，输入线性动态范围的上限值太小，不适应实际需要。为此，可在发射极引出端2脚和3脚之间根据需要接入反馈电阻R8=1kΩ，从而扩大调制信号的输入线性动态范围，该反馈电阻同时也影响调制器增益。增大反馈电阻，会使器件增益下降，但能改善调制信号输入的动态范围。MC1496可采用单电源，也可采用双电源供电，其直流偏置由外接元器件来实现。1脚和4脚所接对地电阻R5、R6决定于温度性能的设计要求。若要在较大的温度变化范围内得到较好的载波抑制效果，R5、R6一般不超过51Ω；当工作环境温度变化范围较小时，可以使用稍大的电阻。5脚电阻R7决定于偏置电流I5的设计。I5的最大额定值为10mA，通常取1mA。由图可看出，当取I5=1mA，双电源（+12V，-8V）供电时，R7可近似取6.8kΩ。输出负载为R15，亦可用L2与C7组成的并联谐振回路作负载，其谐振频率等于载频，用于抑制由于非线性失真所产生的无用频率分量。VT1所组成的射随器用于减少负载变化和测量带来的影响。下面是调幅实验电路图：图-4加载信号：载波信号：f=2MHz，Vp-p=12mv；调制信号：f=10KHz，Vp-p=20mv。仿真波形如下图：图-5调幅波形图，分别为;载波信号、调制信号、输出信号。检波电路的设计及仿真3.1、MC1496检波电路实现框图及原理：这种方法是将外加载波信号电压接收信号在检波器重相乘，再经过低通滤波器，最后检出原调制信号。图-6设输入普通调幅信号uAM(t)=(Ucm+kUΩmcosΩt)cosωct=Ucm(1+MacosΩt)cosωct乘法器另一输入同步信号为:ur(t)=Urmcosωct则乘法器输出为:其中k2是乘法器增益。可见,输出信号中含有直流,Ω,2ωc,2ωc±Ω几个频率分量。用低通滤波器取出直流和Ω分量,再去掉直流分量,就可恢复原调制信号。如果同步信号与发射端载波同频不同相,有一相位差θ,即ur=Urmcos(ωct+θ),则乘法器输出中的Ω分量为k2UcmUrmMacosθcosΩt。若θ是一常数,即同步信号与发射端载波的相位差始终保持恒定,则解调出来的Ω分量仍与原调制信号成正比,只不过振幅有所减小。当然θ≠90，否则cosθ=0,Ω分量也就为零了。若θ是随时间变化的,即同步信号与发射端载波之间的相位差不稳定,则解调出来的Ω分量就不能正确反映调制信号了设载波为uc(t)=Ucmcosωct,单频调制信号为uΩ(t)=UωmcosΩt(Ω《ωc),则双边带调幅信号为:uDSB(t)=kuΩ(t)uc(t)=kUΩmUcmcosΩtcosωct=［cos(ωc+Ω)t+cos(ωc-Ω)t］其中k为比例系数。可见双边带调幅信号中仅包含两个边频,无载频分量,其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。由于双边带调幅信号的包络不能反映调制信号,所以包络检波法不适用,而同步检波是进行双边带调幅信号解调的主要方法。与普通调幅信号同步检波不同之处在于,乘法器输出频率分量有所减少。设双边带调幅信号如式(6.2.10)所示,同步信号为ur(t)=Urmcosωct,则乘法器输出为:uo(t)其中k2是乘法器增益。用低通滤波器取出低频分量Ω,即可实现解调。将式(6.2.10)所示双边带信号取平方,则可以得到频率为2ωc的分量,然后经二分频电路,就可以得到ωc分量。这是从双边带调幅信号中提取同步信号的一种方法。MC1496构成的同步检波器电路图MC1496/MC1496B/MC1496Ppdfdatasheet振幅调制信号的解调过程称为检波。常用方法有包络检波和同步检波两种。由于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。检波电路设计电路图如下：图-7其中，BFO加入载波信号：f=2MHz，Vp-p=12mv的正弦信号，DSB为调幅后的信号。检波输出波形图如下：图-84、整体电路的仿真调幅、检波整体仿真框架图如下：图-9调幅、检波整体波形图如下：图-10三、电路调试及分析在电路仿真设计部分，调幅电路最开始有明显的失真情况，包络形状与调制信号的变化规律不相同，即不能反映调制信号的变化规律。经过对电路的自习检查，发现我们讲电路中的电位器调的很低，照成了调制度m过大，从而产生了幅度失真。最终，我们将电位器调大，解决了此问题。在检波电路的仿真设计中，解调出来的波形太粗，说明仍然有高频信号在干扰。我们重新设计一个低通滤波器。降低电容容值，是高频信号更多的滤除，从而是检波信号看起清晰。同时，我们发现，在给定载波信号和调幅信号是，有一点需要注意，即频率不能超出滤波器的截止频率，否则无论怎么弄，检波出来的都是一条直线。实物电路连接好后，进行调试。步骤：首先，检查电路是否有短路、虚焊等认为失误后将信号发生器与示波器相连接，调节好输入的载波信号、调制信号的频率和幅值。其次，将电路板与信号发生器、示波器相连接并讲电源和电线接好。最后，观察示波器显示的波形是否正确。调试时，应该分步调试。先调试调幅电路，再将检波电路接入调试。调试调幅电路是的波形输出如下：图-11由图-11看出，调幅电路调试成功，并无问题。接入检波电路，观察示波器。发现调幅波形正常，但解调波形很粗，并且呈一条直线，频率很高。由此，我们首先怀疑MC1496坏了，所以造成解调输出频率与载波频率几乎相同。于是我们直接讲载波信号与调制信号接入检波电路的两个输入端，观察输出波形是否问双边带波形。结果证明，输出为双边带波形。即MC1496是完好的。我们认为，既然芯片是好的，但是又输出高频信号，那可能是低通滤波器出现了问题，之前万用表测试时，并无短路。所以我决定在原来的基础上再外加一个低通滤波器。这次我们观察到解调输出并不是一条直线，是波形正确但很粗的波形。说明检波电路的低通滤波器部分有问题。最后我们，测试计算外加一个低通滤波器后，解调输出终于终于正确。最终波形如下图：图-12我们改变输入信号的频率，输出波形：图-13四、结束语这次设计的调幅与检波电路中，如果当频率、相位不同步时，检出的低频信号将产生频率失真和相位失真。通过查阅资料我们知道，人在进行语言通信时，人耳对相位失真不敏感，但频率失真听上去会感到严重声音失真。实验证明，当频率偏移值为20Hz时，开始觉察声音不自然，而当频率偏移值为200Hz时，语言可懂度就会下降。在进行图像通信时，频率和相位偏移都会影响图像的质量。所以我认为可以在这类题目中加上矫正频率和相位偏移的电路设计。经过一个多星期的设计，过程曲折可谓一语难尽。通过这次课程设计，加强了我的动手、思考和解决问题的能力。考验了我的耐心和直面挫折的精神。同时，我也很享受哪种收获成功的喜悦。参考文献：

论大学生写作能力写作能力是对自己所积累的信息进行选择、提取、加工、改造并将之形成为书面文字的能力。积累是写作的基础，积累越厚实，写作就越有基础，文章就能根深叶茂开奇葩。没有积累，胸无点墨，怎么也不会写出作文来的。写作能力是每个大学生必须具备的能力。从目前高校整体情况上看，大学生的写作能力较为欠缺。一、大学生应用文写作能力的定义那么，大学生的写作能力究竟是指什么呢？叶圣陶先生曾经说过，“大学毕业生不一定能写小说诗歌，但是一定要写工作和生活中实用的文章，而且非写得既通顺又扎实不可。”对于大学生的写作能力应包含什么，可能有多种理解，但从叶圣陶先生的谈话中，我认为：大学生写作能力应包括应用写作能力和文学写作能力，而前者是必须的，后者是“不一定”要具备，能具备则更好。众所周知，对于大学生来说，是要写毕业论文的，我认为写作论文的能力可以包含在应用写作能力之中。大学生写作能力的体现，也往往是在撰写毕业论文中集中体现出来的。本科毕业论文无论是对于学生个人还是对于院系和学校来说，都是十分重要的。如何提高本科毕业论文的质量和水平，就成为教育行政部门和高校都很重视的一个重要课题。如何提高大学生的写作能力的问题必须得到社会的广泛关注，并且提出对策去实施解决。二、造成大学生应用文写作困境的原因：（一）大学写作课开设结构不合理。就目前中国多数高校的学科设置来看，除了中文专业会系统开设写作的系列课程外，其他专业的学生都只开设了普及性的《大学语文》课。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务，而我们的课程设置仅把这一任务交给了大学语文教师，可大学语文教师既要在有限课时时间内普及相关经典名著知识，又要适度提高学生的鉴赏能力，且要教会学生写作规律并提高写作能力，任务之重实难完成。（二）对实用写作的普遍性不重视。“大学语文”教育已经被严重地“边缘化”。目前对中国语文的态度淡漠，而是呈现出全民学英语的大好势头。中小学如此，大学更是如此。对我们的母语中国语文，在大学反而被漠视，没有相关的课程的设置，没有系统的学习实践训练。这其实是国人的一种偏见。应用写作有它自身的规律和方法。一个人学问很大，会写小说、诗歌、戏剧等，但如果不晓得应用文写作的特点和方法，他就写不好应用文。（三）部分大学生学习态度不端正。很多非中文专业的大学生对写作的学习和训练都只是集中在《大学语文》这一门课上，大部分学生只愿意被动地接受大学语文老师所讲授的文学经典故事，而对于需要学生动手动脑去写的作文，却是尽可能应付差事，这样势必不能让大学生的写作水平有所提高。（四）教师的实践性教学不强。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务，但在教学中有不少教师过多注重理论知识，实践性教学环节却往往被忽视。理论讲了一大堆，但是实践却几乎没有，训练也少得可怜。阅读与写作都需要很强的实践操作，学习理论固然必不可少，但是阅读方法和写作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我们的大学生的写作水平着实令人堪忧，那么如何走出这一困境，笔者提出一些建议，希望能对大学生写作水平的提高有所帮助。三、提高大学生应用写作能力的对策（一）把《应用写作》课设置为大学生的必修课。在中国的每一所大学，《应用写作》应该成为大学生的必修课。因为在这个被某些人形容为实用主义、功利主义甚嚣尘上的时代，也是个人生存竞争最激烈的时代，人们比任何时代都更需要学会写作实用性的文章，比如职场竞争中的求职信，生活中的财经文书、法律文书等，以提高个人的生存竞争能力。（二）端正大学生的学习态度。首先，要让大学生充分认识到实用写作课的重要性，这门课关乎到他人生的每一个方面，诸如就职，求爱，理财，人际交往等，是他终生都需要使用的一些基础性的知识，也是他必备的一项生存技能。其次，实用写作有它自身的规律和方法。它不是你想怎样写都行的，它有严格的格式性的要求，所以需要系统的研究学习。最后，实用写作课的实践性非常强，所以学生们不能只学不练，并且要克服手懒的坏习惯