东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正 向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的 正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 习题1-2 假设一个二极管在50C时的反向电流为10卩A，试问它在 20C和80C时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10C， 反向电流大致增加一倍。 解：在20C时的反向电流约为：2°汉10卩A= 1.254 A 3 在80C时的反向电流约为： 2 10」A二80」A N7 习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示: ①如在二极管两端通过1k?的电阻加上1.5V的电压，如图 (b)，此时二极管的电流I和电压U各为多少? ②如将图(b)中的1.5V电压改为3V，贝V二极管的电流和电 压各为多少？ 解：根据图解法求解 ①电源电压为1.5V时 1.5 二U I I 0.8A, U 0.7V ②电源电压为3V时 U I (b) I 2.2A, U 0.8V 可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，贝匸 极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。 1.5V 1k?
习题1-4 已知在下图中，U| = 10sin? t (V), R L=1k?，试对应地画出二极管的电流i D、电压u D以及输出电压u O的波 形，并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向 习题1-5 欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电 流I Z、动态电阻X Z以及温度系数a u，是大一些好还是小一一些好？答：动态电阻r Z愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z愈大, 则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数a u的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
N7习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。 解：在20℃时的反向电流约为：3 210 1.25 A A μμ -?= 在80℃时的反向电流约为：321080 A A μμ ?=
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？ 答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i A μ=80A μ60A μ40A μ20A μ0A μ0.9933.22 安全工作区
习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，()131CEO CBO I I A βμ=+=50℃时，8CBO I A μ≈() () ()0 5020 011%3011%301301%39 t t ββ--=+=?+≈?+?=()13200.32CEO CBO I I A mA βμ=+==
FM 调制/解调电路的设计 摘要：本设计根据锁相环原理，通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计，将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号，最终实现信号的调制解调。原理分析，我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ，最大频率偏移m f ?≥5KHz ，解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设计指标。 关键词：锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。 技术指标： 1．载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ； 2．FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ，最大频率偏移?fm ≥5KHz ； 3．解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。 本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL ）来实现调频/解调（鉴频）的。 1.FM 调频电路原理图（如图1所示） 将调制信号加到压控振荡器（VCO ）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自
目录 第一章前言 (1) 第二章设计说明 (2) 2.1整体功能 (2) 2.2系统结构 (2) 2.3设计条件需求 (2) 第三章单元电路设计 (4) 3.1电源电路设计 (4) 3.2信号发生电路设计 (4) 3.3调制解调电路设计 (5) 3.4整体电路图 (6) 3.5整机原件清单 (7) 第四章调试 (8) 第五章心得体会 (10) 第六章参考文献 (11) 附录 (12)
第一章前言 调制主要应用于广播、语音通信领域。调制就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。 调制解调器是由调制器和解调器两部分组成。目前调制解调器主要有两种：内置式和外置式。 调制解调器的一个重要性能参数是传输速率，目前市面上28.8K、33.6K 和56K的调制解调器都有，而且56K的调制解调器已经成为市场的主流产品。但由于国内通信线路的限制，以及用户太多、国际出口太少的缘故，平时使用很难达到上述速率。 本设计是设计出调制放大解调设计电路。通过产生正弦波，进行与高频波相乘，再解调出来，经过滤波，去掉杂波后，完成信号的恢复。
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d) 图P2.2 解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示； (a) (b) (c) (d) 解图P2.2
2.4 电路如图P2.4 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时0.7BEQ U V =。利用图解法分别求出L R =∞和3L R k =Ω时的静态工作点和最大不失真输出电压om U （有效值）。 (a) (b) 图P2.4 解：空载时：20,2,6BQ CQ CEQ I A I mA U V μ=== 最大不失真输出电压峰值约为5.3V ，有效值约为3.75V 。 带载时：20,2,3BQ CQ CEQ I A I mA U V μ===； 最大不失真输出电压峰值约为2.3V ，有效值约为1.63V 。如解图P2.4所示。 解图P2.4 图P2.5 2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。分别计算L R =∞和3L R k =Ω 时的Q 点、u A &、i R 和o R 。 解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为： 22CC BEQ BEQ BQ b s V U U I A R R μ-= - ≈ 1.76CQ BQ I I mA β=≈
'26(1) 1.3be bb EQ mV r r k I β=++≈Ω 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： 6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈；308c u be R A r β=-≈-& // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω；93be us u be s r A A r R ≈?≈-+&& 5o c R R k ==Ω 3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为： (//) 2.3L CEQ CC CQ c L L c R U V I R R V R R = -≈+ (//)115c L u be R R A r β=-≈-&34.7be us u be s r A A r R ≈?≈-+&& // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω5o c R R k ==Ω。 2.11电路如图P2.11所示，晶体管β=100，b b r '=100Ω。 (1)求电路的Q 点、u A &、i R 和o R ； (2)若改用β=200的晶体管，则Q 点如何变化？ (3)若电容C e 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？ 解：(1)静态分析： 1 12 2b BQ CC b b R U V V R R = ?=+ 1BQ BEQ EQ f e U U I mA R R -= =+ 101EQ BQ I I A μβ = =+ e (R ) 5.7CEQ CC EQ c f U V I R R V =-++=图P2.11 动态分析：'26(1) 2.73be bb EQ mV r r k I β=++≈Ω
AM 调制与解调电路设计 一．设计要求：设计AM 调制和解调电路 调制信号为：()1S 3cos 272103cos164t V tV ππ=?+=???? 载波信号：()2S 6 cos 2107210 6 cos1640t V tV ππ=??+=???? 二．设计内容：本题采用普通调幅方式，解调电路采用包络检波方法； 调幅电路采用丙类功放电路，集电极调制； 检波电路采用改进后的二极管峰值包络检波器。 1．AM 调幅电路设计： (1).参数计算： ()6cos1640c u t tV π=载波为， ()3cos164t tV πΩ=调制信号为u 则普通调幅信号为am cm U U [1cos164]cos1640a M t t ππ=+ 其中调幅指数 0.5a M = 最终调幅信号为 am U 6[10.5cos164]cos1640t t ππ=+ 为了让三极管处在过压状态cc U 的取值不能过大，本题设为6v 其中选频网络参数为 21 LC c ω= c 1640ωπ= L 200H,C 188F 1BB V μμ===另U (2).调幅电路如下图所示：
调幅波形如下： 可知调幅信号与包络线基本匹配 2.检波电路设计： 参数计算： 取10L R k =Ω 1.电容 C 对载频信号近似短路，故应有1 c RC ω ,取 ()510/10/0.00194c c RC ωω== 2．为避免惰性失真，有m a x /0.00336 a RC M Ω= ,取0.0022,1RC R k C F μ==Ω=，则
3．设 11212250.2,,330, 1.6566 R R R R R R R k R ====Ω=Ω则。因此， 4．c C 的取值应使低频调制信号能有效地耦合到L R 上，即满足min 1 c L C R Ω ，取 4.7c C F μ= 3.调制解调电路如下图所示： o am U U 与波形为： o L U U 与解调信号的波形为：
模拟电路部分习题答案 第二章晶体二极管及应用电路 2-1．填空 （1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。 （2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。 （3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。 （4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。在放大电路中，晶体管通常工作在放大区区。 （5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。（正偏、反偏）2-2．判断下列说法正确与否。 （1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。（） （2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。（） （3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。（） （4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。（） （5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。（） （6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） （8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。 （2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。 （3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。 （4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。 （5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。 （6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。 （7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。 （8）错。绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。因此耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，有绝缘层故而不影响输入电阻。 2-3．怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏？ 答：可以利用万用表的电阻挡测量二极管两端电阻，正向时电阻很小，反向时电阻很大。 2-4．二极管电路如题2-4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止？输出电压为多少？
第三部分习题与解答 习题1 客观检测题 一、填空题 1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度，而少数载流子的浓度则与温度有很大关系。 2、当PN结外加正向电压时，扩散电流大于漂移电流，耗尽层变窄。当外加反向电压时，扩散电流小于漂移电流，耗尽层变宽。 3、在N型半导体中，电子为多数载流子，空穴为少数载流子。 二．判断题 1、由于P型半导体中含有大量空穴载流子，N型半导体中含有大量电子载流子，所以P型半导体带正电，N型半导体带负电。（×） 2、在N型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P型半导体。（√） 3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（×） 4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。（×） 5、PN结在无光照无外加电压时，结电流为零。（√） 6、温度升高时，PN结的反向饱和电流将减小。（×） 7、PN结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（×） 三．简答题 1、PN结的伏安特性有何特点？
答：根据统计物理理论分析，PN 结的伏安特性可用式)1e (I I T V V s D -?=表示。 式中，I D 为流过PN 结的电流；I s 为PN 结的反向饱和电流，是一个与环境温度和材料等有 关的参数，单位与I 的单位一致；V 为外加电压； V T =kT/q ，为温度的电压当量（其单位与V 的单位一致），其中玻尔兹曼常数k .J /K -=?2313810 ，电子电量)(C 1060217731.1q 19库伦-?=，则)V (2 .11594T V T =，在常温（T=300K ）下，V T =25.875mV=26mV 。当外加正向电压，即V 为正值，且V 比V T 大几倍时，1e T V V >>，于是 T V V s e I I ?=，这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN 结为正向导通状态.外加 反向电压，即V 为负值，且|V|比V T 大几倍时，1e T V V <<，于是s I I -≈，这时PN 结只流过很小 的反向饱和电流，且数值上基本不随外加电压而变，PN 结呈反向截止状态。PN 结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图1.1.1所示.从式(1.1.1)伏安特性方程的分析和图1.1.1特性曲线（实线部分）可见：PN 结真有单向导电性和非线性的伏安特性。 2、什么是PN 结的反向击穿？PN 结的反向击穿有哪几种类型？各有何特点？ 答：“PN ”结的反向击穿特性：当加在“PN ”结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后，PN 图1.1.1 PN 伏安特性
DOC 格式. FM 调制/解调电路的设计 摘要：本设计根据锁相环原理，通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计，将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号，最终实现信号的调制 解调。原理分析，我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ，最大频率偏移m f ?≥5KHz ， 解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设 计指标。 关键词：锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。 技术指标： 1．载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ； 2．FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ，最大频率偏移?fm ≥5KHz ； 3．解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。 本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL ）来实现调频/解调（鉴频）的。 1.FM 调频电路原理图（如图1所示） 将调制信号加到压控振荡器（VCO ）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自振频率（中心频率）o f 上下）随调制信号的变化而变化，于是生成了调频波。
第1章习题答案 1. 判断题：在问题的后面括号中打√或×。 （1）当模拟电路的输入有微小的变化时必然输出端也会有变化。（√） （2）当模拟电路的输出有微小的变化时必然输入端也会有变化。（×） （3）线性电路一定是模拟电路。（√） （4）模拟电路一定是线性电路。（×） （5）放大器一定是线性电路。（√） （6）线性电路一定是放大器。（×） （7）放大器是有源的线性网络。（√） （8）放大器的增益有可能有不同的量纲。（√） （9）放大器的零点是指放大器输出为0。（×） （10）放大器的增益一定是大于1的。（×） 2 填空题： （1）放大器输入为10mV电压信号，输出为100mA电流信号，增益是10S。 （2）放大器输入为10mA电流信号，输出为10V电压信号，增益是1KΩ。 （3）放大器输入为10V电压信号，输出为100mV电压信号，增益是0.01 。 （4）在输入信号为电压源的情况下，放大器的输入阻抗越大越好。 （5）在负载要求为恒压输出的情况下，放大器的输出阻抗越大越好。 （6）在输入信号为电流源的情况下，放大器的输入阻抗越小越好。 （7）在负载要求为恒流输出的情况下，放大器的输出阻抗越小越好。 （8）某放大器的零点是1V，零漂是+20PPM，当温度升高10℃时，零点是 1.0002V 。（9）某放大器可输出的标准正弦波有效值是10V，其最大不失真正电压输出+U OM是14V，最大不失真负电压输出-U OM是-14V 。 （10）某放大器在输入频率0~200KHZ的范围内，增益是100V/V，在频率增加到250KHZ时增益变成约70V/V，该放大器的下限截止频率f L是0HZ，上限截止频率f H是250KHZ，通频带 f BW是250KHZ。 3. 现有：电压信号源1个，电压型放大器1个，1K电阻1个，万用表1个。如通过实验法求信号源的 内阻、放大器的输入阻抗及输出阻抗，请写出实验步骤。 解:提示：按照输入阻抗、输出阻抗定义完成，电流通过测电阻压降得到。 4. 现有：宽频信号发生器1个，示波器1个，互导型放大器1个，1K电阻1个。如通过实验法求放大 器的通频带增益、上限截止频率及下限截止频率，请写出实验步骤。 解: 提示：放大器输入接信号源，输出接电阻，从0HZ开始不断加大频率，由示波器观测输入信号和输出信号的幅值并做纪录，绘出通频带各点图形。 第2章习题答案
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：倍频电路设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务： 1. 采用晶体管或集成电路设计一个倍频电路； 2. 额定电压5V，电流10～15 mA ； 3. 输入频率4MHz，输出频率12 MHz 左右； 4. 输出电压≥ 1 V，输出失真小； 5. 完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2011年6月3日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2011年6月4日至2011年6月9日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2011年6月10日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要..................................................................... I Abstract.................................................................. II 1 绪论 (1) 2 设计内容及要求 (2) 2.1 设计目的及主要任务 (2) 2.1.1 设计的目的 (2) 2.1.2 设计任务及主要技术指标 (2) 2.2 设计思想 (2) 3 设计原理及方案 (3) 3.1 设计原理 (3) 3.1.1锁相环组成介绍 (3) 3.1.2锁相环原理 (5) 3.1.3 NE564芯片介绍 (6) 3.2 设计方案 (7) 4 电路制作及硬件调试 (9) 5 心得体会 (10) 参考文献 (11)
一．2FSK 调制原理： 1、2FSK 信号的产生： 2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种： （1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1（a ）所示。 （2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b ）所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。 其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性： 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即 2FSK 信号带宽为 s s F S K R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。 二．2FSK 解调原理： 仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下 M 信号非相干检测解调框图 当k=m 时检测器采样值为： 当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0，只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。 其中噪声样本{}和{}都是零均值，具有相等的方差 对于平方律检测器而言，即先计算平方包络
基于Multisim调制解调仿真电路设计 春芽电子科技春芽ing 摘要 通信电路系统中实现调制解调方法很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来鉴频实现调制解调因为工作稳定、失真度小、信噪比高等优点被广泛应用。本课题分别设计2ASK、2PSK、2FSK的调制解调电路，功能是数字基带信号经过调制输出模拟信号，然后运用锁相环进行解调出数字信号，所以调制解调电路都运用Multisim软件进行仿真分析。对2ASK、2FSK、2PSK解调电路时低通滤波器输出的波形失真比较大，经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。整个硬件电路设计中，尽量做到电路简单实用，基本达到功能要求。 关键词：调制解调，Multisim仿真，锁相环 Abstract Communication circuit system to achieve a lot of modulation and demodulation, and the phase-locked loop frequency demodulation is the use of modern technology to achieve phase locked loop demodulation because the work is stable, low distortion, high signal noise ratio is widely used. This topic design of 2ASK, 2PSK, 2FSK modulation and demodulation circuit function is digital base band signal after the modulation output analog signal, then use the PLL to demodulate the digital signal, so modulation and demodulation circuit use Multisim software simulation analysis. The waveform distortion of the low pass filter output of 2ASK, 2FSK and 2PSK demodulation circuits is relatively large, and the digital baseband pulse can be regenerated by the sampling decision circuit. Throughout the hardware circuit design, as far as possible to achieve a simple and practical circuit, the basic requirements to achieve functional. Keywords: Modulation and Demodulation, Multisim Simulation, Phase Locked Loop
2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d) 图P2.2 解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示； (a) (b) (c) (d) 解图P2.2
2.4 电路如图P2.4 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时0.7BEQ U V =。利用图解法分别求出L R =∞和3L R k =Ω时的静态工作点和最大不失真输出电压om U （有效值）。 (a) (b) 图P2.4 解：空载时：20,2,6BQ CQ CEQ I A I mA U V μ=== 最大不失真输出电压峰值约为5.3V ，有效值约为3.75V 。 带载时：20,2,3BQ CQ CEQ I A I mA U V μ===； 最大不失真输出电压峰值约为2.3V ，有效值约为1.63V 。如解图P2.4 所示。 解图P2.4 图P2.5 2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。 解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为： 22CC BEQ BEQ BQ b s V U U I A R R μ-=- ≈ 1.76CQ BQ I I mA β=≈ '26(1) 1.3be bb EQ mV r r k I β=++≈Ω
空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： 6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308c u be R A r β=- ≈- // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93be us u be s r A A r R ≈?≈-+ 5o c R R k ==Ω 3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为： (//) 2.3L CEQ CC CQ c L L c R U V I R R V R R = -≈+ (//) 115c L u be R R A r β=- ≈- 34.7be us u be s r A A r R ≈ ?≈-+ // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。 2.11 电路如图P2.11所示，晶体管β=100，b b r '=100Ω。 (1)求电路的Q 点、u A 、i R 和o R ； (2)若改用β=200的晶体管，则Q 点如何变化？ (3)若电容C e 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？ 解：(1)静态分析： 1 12 2b BQ CC b b R U V V R R = ?=+ 1BQ BEQ EQ f e U U I mA R R -= =+ 101EQ BQ I I A μβ = =+ e (R ) 5.7CEQ CC EQ c f U V I R R V =-++= 图P2.11 动态分析：'26(1) 2.73be bb EQ mV r r k I β=++≈Ω (//) 7.7(1)c L u be f R R A r R ββ=- =-++ 12////[(1)] 3.7i b b be f R R R r R k β=++≈Ω
模拟电子技术 习题答案 电工电子教学部 2012.2
第一章 绪论 一、填空题： 1. 自然界的各种物理量必须首先经过 传感器 将非电量转换为电量，即 电信号 。 2. 信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的 频谱 。 3. 通过傅立叶变换可以实现信号从 时域 到频域的变换。 4. 各种信号各频率分量的 振幅 随角频率变化的分布，称为该信号的幅度频谱。 5. 各种信号各频率分量的 相位 随角频率变化的分布，称为该信号的相位频谱。 6. 周期信号的频谱都由 直流分量 、基波分量 以及 无穷多项高次谐波分量 组成。 7. 在时间上和幅值上均是连续的信号 称为模拟信号。 8. 在时间上和幅值上均是离散的信号 称为数字信号。 9. 放大电路分为 电压放大电路 、电流放大电路、互阻放大电路 以及 互导放大电路 四类。 10. 输入电阻 、输出电阻 、增益 、 频率响应 和 非线性失真 等主要性能指标是衡量放大电路的标准。 11. 放大电路的增益实际上反映了 电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为信号能量 的能力。 12. 放大电路的电压增益和电流增益在工程上常用“分贝”表示，其表达式分别是 dB lg 20v A =电压增益 、dB lg 20i A =电流增益 。 13. 放大电路的频率响应指的是，在输入正弦信号情况下，输出随 输入信号频率连续变化 的稳态响应。 14. 幅频响应是指 电压增益的模与角频率 之间的关系 。 15. 相频响应是指 放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率 之间的关系 。 二、某放大电路输入信号为10pA 时，输出为500mV ，它的增益是多少？属于哪一类放大电路？ 解： Ω105A 10V 50pA 10mV 5001011i o r ?==== -.i v A 属于互阻放大电路 三、某电唱机拾音头内阻为1MΩ，输出电压为1V （有效值），如果直接将它与10Ω扬声器连接，扬声器上 的电压为多少？如果在拾音头与扬声器之间接入一个放大电路，它的输入电阻R i =1MΩ，输出电阻R o =10Ω，电压增益为1，试求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最方便？ 解：直接将它与10Ω扬声器连接， 扬声器上的电压V 10V 1Ω 10Ω 10V 1Ω10M Ω1Ω1056o -=?≈?+= V 在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型，则等效电路如下图所示
第四章 习题与思考题 ◆◆ 习题 4-1 在图P4-1所示互补对称电路中，已知V CC 为6V ，R L 为8Ω，假设三极管的饱和管压降U CES ＝1V ， ① 试估算电路的最大输出功率P om ； ② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。 解：① W W R U V P L cem CC om 563.18 2)16(2)(2 2≈?-=-= 如忽略U CES ，则 W W R V P L CC om 25.28 2622 2=?=≈ ② W W R V P L CC V 865.28 6222 2≈??=≈ππ %55.54865 .2563.1≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%53.78865.225.2≈== V om P P η 此题的意图是理解OCL 互补对称放大电路的P om 和P V 的估算方法。 ◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中： ① 三极管的最大功耗等于多少？ ② 流过三极管的最大集电极电流等于多少？ ③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少? ④ 为了在负载上得到最大输出功率P om ，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？ 解：① W W P P om CM 45.025.22.02.0=?=> ② A A R V I L CC CM 75.08 6==> ③ V V V U CC CEO BR 12622)(=?=> ④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1≈u A ，而略小于1，故V V V U U CC cem i 24.426 22≈=≈≈。 本题的意图是了解OCL 互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
玩转Linux下的Modem Modem可谓Linux下最难搞定的设备之一，它是我们使用Linux时许多失望和喜悦的源泉。本文介绍Modem相关的各种问题，比如端口、中断、PnP以及Modem 检测、网络配置，等等。 端口与Modem类型 计算机有许多连接其内部和外部世界的接口，部分接口是专用的，例如键盘接口只能连接键盘而不能连接任何其他设备，连鼠标也不能。 连接外部设备的多用途接口称为“端口”（Port）。大多数PC机都带有两个串行端口和一个并行端口。串行端口用一条线路串行传送数据，每次传送一个数据位，接收后再组合成字节。并行端口使用八条线路每次并行传送8个数据位。大多数家用打印机都连接到PC的并行端口。 Modem是一种通过电话线路传送数字信息的设备。我们知道，电话系统原本只为传送语音信息而设计，Modem技术突破了这一局限，它能够调制（modulate）数字信息，把数字信息转换成可以通过电话线路发送的模拟信号。在接收端，模拟信号重新被转换成数字信号（即解调，demodulate）。Modem这个词就是从modulator-demodulator缩写得到。 Modem发明于串行口广泛应用的时代。那时的Modem都是独立在计算机外的设备，通过电缆连接到串行口。今天我们仍可以见到这种外置的Modem，但更多的是插入主板的Modem卡，即内置Modem。由于大多数计算机都带有二个串行口，内置Modem通常增加第三个端口。 外置Modem的设置一般都相当简单，只需接好串行口和Modem之间的电缆、接上电话线、开启电源，大多数外置Modem就能直接开始工作。 内置Modem刚出现时，它的板子上总是带有所有通信所需的电路元件，并提供设置地址和IRQ的跳线。硬件厂商总是在寻求降低成本的途径。随着PC功能越来越好，Modem厂商开始用软件来替代部分电路元件，这些Modem称为软Modem 或Winmodem。软Modem价格低廉，它用设备驱动程序来完成原来必须由Modem 卡电路元件完成的部分任务。 软Modem的问题在于它的驱动程序是为Windows而不是为Linux编写的。虽然不存在什么特别的原因使得这种驱动程序的Linux版本无法编写，不过这最终
《电力系统自动化》课程设计任务书
目录 一．背景描述…………………………二．设计内容…………………………三．工作原理…………………………四．电路设计及参数设置……………五．仿真及波形分析…………………六．设计总结…………………………七．参考文献…………………………
一.背景描述： 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种技术手段，这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。 二.设计内容： 1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计ASK调制解调电路。 4. 熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及 应用原理图进行仿真的基本方法。 三. 工作原理： 1. 数字调幅技术的原理和实现方法 （1）数字调制的概念 用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。 （2）数字调制的分类 在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。