频波斜率鉴频电路设计

北方民族大学

课程设计报告院（部、中心） 电气信息工程学院姓名 马福广学号20090444专业 通信工程 班级09级2班课程名称 通信电路课程设计 设计题目名称 1.5MHz频波斜率鉴频电路设计起止时间 2011.12.19——2011.12.23 成绩 指导教师签名 北方民族大学教务处制摘要鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。按用途可分为两类。第一类用于调频信号的解调。常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等，对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。第二类用于频率误差测量，如用在自动频率控制环路中产生误差信号的鉴频器。对这类电路的零点漂移限制较严，对非线性失真和噪声门限则要求不高。实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频一调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。调频波的特点是振幅保持不变，而瞬时频率随调制信号的大小线形变化，调制信号代表所要传送的信息，在分析或实验时，常以低频正弦波为代表。鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号，即完成频率一电压的变换作用。能完成这种作用的电路被称为鉴频器。率鉴频器：其中，品体管和LC回路实质上是一个调谐放大器，但回路的谐振频率f0与已调频信号的中心频率fc是失谐的。一旦已调频信号的瞬时频率发生变化，放大器就输出一个与之相对应的调幅-调频波。经二极管检波处理，即可在负载RL上得到与原调制信号变化规律相同的输出。斜率鉴频器的电路比较简单，但回路失谐时其谐振特性曲线不是直线，因而鉴频特性的线性较差。关键词：中心频率 频偏 输入信号课程设计题目

调频波斜率鉴频电路设计二、 课程设计的日的、意义过课程设计的实践学习，可很好地理解《通信电子线路》课程中所涉及到的基本内容、基本概念、基本电路结构与原理、基本分析方法与简单的计算方法。培养学生设计通信电子线路和解决实际问题的能力。这次课程设计主要以仿真形式进行，使学生基本学会一种优秀的电子电路仿真软件。三、 课程设计电路的要求中心频率1.5MHz，频偏40KHz，输入信号不大于IV，负载电阻300欧，输出信号大于3V四、课程设计电路的设计■2AP30•KOhm-VvV■2AP30•KOhm-VvV五、课程设计电路的工作原理1.为了获得较好的线性鉴频特性以减小失真，并适用于解调较大频偏的调制信号，采用由两个特性完全相同的单失谐回路对称组成的双失谐回路斜率鉴频制信号，采用由两个特性完全相同的单失谐回路对称组成的双失谐回路斜率鉴频由上图可知，它共有三个谐振回路，初级回路I调谐于调频信号的中心频率f，f=f，次级的两个回路II和III分别调谐于f和f两频率，f>f，f<f。c01c 02 03 02c03c而且f和f对f是对称的，即02 03cf—f=f—f02cc03因此此电路叫做双失谐回路鉴频器或平衡鉴频器。调频信号在回路两端产生的电压\和u2的幅度分别以U1和U2表示。假设图中两个二极管检波器参数一致，（C=C，R=R，D和D参数一样）。U和U分别经二极管检波器得到输出12 12 1 2 1 2电压U和U，由于次级回路线圈与D和D接法相反，所以U和U是反相o1o2 1 2 o1o2的，合成输出电压U=Uo1-Uo2，当输入调频信号的频率由f向升高的方向偏离时，谐振回路II输出电压大，而回路III输出电压小，则检波后Uo1<Uo2，则Uo=Uo1-Uo2<0。当输入调频信号的频率由f向降低的方向偏离时，谐振回路II输出电压小，而回路III输出电压大，则检波后U1>U2，则U=U1-U>0O可以粗略的认为两个检波器传输系数都近于1，可以得出U°QU1-U2。也就是说，U随频率改变的规律应与U1-U2随频率改变的规律一致。将U1和U2两曲线相减，就可以得出双失谐回路鉴频器的鉴频特性曲线，不仅可以完成鉴频作用，而且鉴频特性的直线性和直线性工作范围都比单失谐回路的振幅鉴频器有显著改善。这是因为，当一边鉴频输出波形有失真，例如正半周大，负半周小时，对称的另一边鉴频输出波形也必定有失真，但却是正半周小，负半周大，因而相互抵双失谐回路鉴频器的鉴频特性模块二为将调频、调幅波检波，解调出原调制信号的二极管包络检波器，电路图如下图所示。二极管包络检波器是利用二极管的单向导电性和检波器的负载RC的充放电过程实现检波，所以RC时间常数的选择很重要，RC时间常数过大会产生惰性失真；RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足：1 i'1-m2f□RC□这一一0 maxa式中。m.为调制度，f。为载波频率，。皿'为调制信号角频率的最大值。此电路中检波器用于大信号状态，输入信号电压要大于0.5V，通常在1V左右。检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R放电的交替重复过程图中回路B和C的连接点与检波电容中点一起接地，由于接地点的改变，输出信号uo从检波电阻的中点输出，此时uo不再由两检波器输出电压之差决定，而由两检波器电流％和七之差决定，为了得到电流之差，所以图中把下面的二极管反接过来，这也为空载时构成了检波直流通路。-2AP30 ■1N414&""""""^301N4-143电路中相关参数的计算双失谐回路鉴频器中回路A调谐于中频频率为3.5MHZ，则LC并联回路中，设电容C=10pF,由f=1/{2兀〃(LC)}可得，L=2&H，用两个相同的电感代替，均为1.3皿。谐振回路B中，LC并联回路中，电容为可变电容，设电感为1.3^H，当谐振频率为3MHZ时，可变电容值为21.7pF，可选择2.5/25pF的可变电容，将其调到所需电容值21.7pF，回路C中谐振频率为4MHZ，电感也为1.3皿，计算可得可变电容值为12.2pF，仍选择2.5/25pF的可变电容，将其调到电容值为12.2pF。其他的参数均可自行设置，其中三极管的上拉电阻不宜太大，否则容易造成波形失真，本电路中选择300Q的电阻。七、仿真电路的测试及结果分析输入调频波的波形图调幅波与输出信号波形图八、总结为期近一周的高频电子线路课程设计已经结束。通过这次课程设计首先对高频电路原理与分析课程的到了复习和应用。并且对所学的知识的到了应用。使得理论与实践相结合，对知识的掌握更佳的熟练。拿到题目后对老师给的题目进行分析。到图书馆借了一些与课程设计有关的书，并且对其进行了选择和筛选。我还收索了大量的网站，在网上收索了很多关于高频电子线路设计的资料。在这个过程中我发现网上有很多有用的知识。以后应该多注意，充分合理的利用网络，通过网络来学习东西。之后分析电路实现的方案，对不同的电路进行分析，结合任务要求找出最好的电路方案。并设计出它的总体电路图，了解电路图的各部分功能和电路实现的具体过程。本次是要设计鉴频器，鉴频电路的作用是解调频率调制信号的调制信号。本次课程设计采用振幅鉴法中的斜率鉴频法。至此已经接近尾声，一周的时间虽然很短暂，但在这一个星期的高频电子线路课程设计过程中收获颇丰。设计的核心内容就是运用所学的高频电子线路知识和电工电子以及EWB软件相关知识设计了一个鉴频电路设计。在电路的设计过程中，无形中便加深了对高频电子线路，模拟电路，数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解。这次课程设计业使我明白了在知识的领域里我还有很多很多的不足，并且再一次的深深的体会到理论和实践之间还有很到的差别。在以后的学习中应该多多的注意实践知识的训练和积累。在以后的学习生活中要不断的开拓自己的动手能力，不断的训练自己的动手能力。这次课