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基于Multisim的同步检波电路的设计

摘要

随着信息传输在现代生活中重要性的增强，调制和解调作为无线电通信系统中必不可少的关键技术也越来越受到重视。解调又称作检波，就是从接收端最大程度不失真的恢复出有用的信息。同步检波，又称相干检波，利用与已调波载波同频同相的参考信号与已调波相乘，再利用低通滤波器滤除高频分量，从而得到调制信号。本文介绍了基于模拟乘法器MC1596的AM调制系统和同步检波器的详细方案，并给出了基于Multisim软件的调制和解调仿真结果。

关键词：高频电子；同步检波；AM调制；Multisim

摘要 ............................................................................................................................................................................... I 1. 概述 . (1)

1.1幅度解调原理 (1)

1.2同步检波电路原理 (3)

2. 电路设计 (4)

2.1MC1596芯片介绍 (4)

2.2M ULTISIM仿真电路 (5)

3. 软件运行 (6)

3.1参数设置 (6)

3.2仿真结果 (8)

4. 设计结论 (8)

5. 总结体会 (9)

参考资料 (11)

基于Multisim 的同步检波电路的设计

1. 概述

调制信号的解调过程称为检波，常用的方法有包络检波和同步检波两种。由于有载波的振幅调制信号包络直接反应了调制信号的变化规律，可以用包络检波法进行解调。而抑制载波双边带或单边带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器进行解调，必须采用同步检波器。

同步检波器分为相乘型和相加型同步检波器。可以利用模拟相乘器，实现该功能。

1.1 幅度解调原理

调幅的实质是利用模拟相乘器将调制信号频谱线性搬移到载频附近，并通过带通滤波器提取所需要的频带信号。解调作为调制的逆过程，必然是再次利用相乘电路将调制信号频谱从载波频率附近搬回原来你位置，并通过低通滤波器提取所需要的调制信号，即基带信号，滤除无用的高频分量。

v i

图1.1-1 幅度解调器的组成框图

图中，K M 是相乘电路的标尺因子，v r 是参考信号，v i 是输入的已调幅信号，无外乎以下的三种形式之一

t t g c AM

ωcos )(= 0)(≥t g

t t g c D S B

ωc o s )(= 0)(=t g (1.1.1) ωωc c SSB t g t t g v sin 2

)

(cos 2)(∧

±=

式中，)(t g 代表调制信息，∧

)(t g 是)(t g 的希尔伯特变换。为了能从条幅波中恢复调制信号，需要输入一个与载波同频同相的高频电压信号v r ，即载波恢复信号。设t

c rm V v ωcos r

= ，利用三角恒等式

[])cos()cos(2

cos cos βαβαβα-++=

[])sin()sin(2

cos sin βαβαβα-++=

可以求出相乘器的输出电压v a 的表示式为对AM 和DSB 信号 ??

???+=t t g t g c M V K v ω2cos 2)(2)(rm a （1.1.2）对SSB 信号

???

?????±+=∧

t t g t t g t g v c M V K v

ωω2s i n 4)

(2c o s 4)(4)(rm a

（1.2.3）

假若低通滤波器能够滤除v a 中集中在角频率ω

2附近的高频分量，又具有足够的带宽

就不会引起调制信号v Ω频率分量的失真，于是滤波器的输出信号电压为

对A 和DSMB 信号

)()0(k 2

rm t g L

V K v =

Ω （1.1.4）

对SSB 信号

)()0(k 4

rm t g L

V K v =

Ω （1.1.5）

式中，)0(k L 是低通滤波器的传输系数。

由于这种检波过程必须在接收端产生一个与载波信号同步的参考信号v r ，故称为同步检波器。同步检波器可以对AM 、DSB 、SSB 任何一种条幅波进行解调。

1.2 同步检波电路原理

相乘型同步检波电路组成与解调原理，在 2.1中说明并得出结论，参看式（1.1.1）~（1.1.5），用模拟相乘器MC1596构成同步检波实用电路，有单电源供电与双电源供电，虽然供电方式不同，但原理相同。此处采用单电源供电。

图1.2-1 单电源供电的同步检波实用电路

模拟相乘器作同步检波时，不需要载波调零电路。因为在其输出电流中，除了解调所需要的低频分量外，其余所有分量都属于高频范围，因而很容易在输出端给予滤除。

由载波恢复电路产生的载波信号通常加到MC1596的x输入端。其电平大小只要能保证查分对管很好地处于工作状态即可。通常在100~500mV之间。根据待解调的单边带或双边带已调信号送到MC1596的y输入端，其电平应保持在线性工作的限度内。该电路输入已调波电平高达100mV是，仍可获得很好的线性和无失真的输出。

载波恢复电路的任务是提供与载波同频同相的参考信号v r，它是实现各种同步检波的关键所在。

载波恢复电路可根据待解调的调幅信号中是否含有载波分量而采用不同的实现方法：对普通调幅信号，或者发送导频的双边带信号或单边带信号，可以采用窄带滤波器将载波信号提取出来；对于不含载波分量的双边带信号，采用非线性变换的方法恢复载波分量；对于不含导频分量的单边带信号，可采用发、收两端的载波都有频率稳定度很高的晶体振荡器产生。

2. 电路设计

2.1 MC1596芯片介绍

MC1596是美国Motorola 公司生产的单片集成模拟相乘器，即吉尔伯特相乘器。MC1596的最高工作频率为300MHz ，被转换的信号频率可达80MHz ，它具有良好的载波抑制能力，应用广泛。

图2.1-1 MC1596内部电路图

图中晶体管Q 1～Q 4组成双差分放大器，Q 5、Q 6组成单差分放大器，用以激励Q 1～Q 4；Q 7、Q 8、D2及相应的电阻等组成多路电流源电路、Q 7、Q 8分别给Q 5、Q 6提供恒流电流，R 为外接电阻，可用以调节电流的大小。另外，由Q 5、Q 6两管的发射级引出接线端2和3，外接电阻R y ，利用R y 的负反馈作用可以扩大输入电压Uy 的动态范围。

MC1596的主要技术参数如下：载波馈通 140V μ（

mV MHz V f

cm c

300,10== 方波输入）

载波抑制 65dB （mV MHz f 60,500= 输入） 50dB （mV MHz f 60,10= 输入）

互导带宽 300MHz （mV R L 60,50Ω= 输入）信道通道输入阻抗 200Ωk ，2pF 信号通道共模输入范围 5V 输入偏流

12A μ

输入失调电流 0.7A μ 输出阻抗 40Ωk 、2pF 正电源电流 2mA 负电源电流

3mA

2.2 Multisim 仿真电路

在熟悉了电路的原理后，应用Multisim 软件进行仿真实现。首先按照图2.2-1完成电路图的搭建，得到下图。

图2.2-1 单电源供电同步检波电路仿真图

图中，载波输入端接入函数信号发生器XFG1，用以产生与调制信号载波同频同相的参考信号；已调信号输入端可以输入调制好的DSB 信号、SSB 信号和AM 信号，此处接入安捷伦函数发生器XFG2，用来产生AM 信号；在解调信号输出端接入双踪示波器，A 通道接解调信号，B 通道接安捷伦函数发生器，可以对比AM 信号的包络波形与同步检波后得到的解调波形。

3. 软件运行

3.1 参数设置

1. 函数信号发生器的参数设置

设置参考信号频率

KHz f

10=

振幅mVp V p p 100=- 在示波器上可得到参考信号的波形，如下图所示。

图3.1-1 参考信号参数设置

图3.1-2 参考信号波形

2.安捷伦函数发生器的参数设置

安捷伦函数发生器能直接产生AM 波，设置载波频率

KHz f

10=

振幅mVp V p p 100=- 设置调制信号频率

Hz f

100=

振幅mVp V p mp 50=-

在示波器上可得到AM 信号的波形，如下图所示。

图3.1-2载波参数设置

图3.1-3调制信号参

图3.1-4 AM 信号的波形

3.2 仿真结果

在设置好所应用仪器的参数后，点击运行，可以在双踪示波器上清晰地观察到输出波形。由于这里采用了AM信号，可以猜测，观测到的输出波形应该是输入已调信号中调制信号的波形，即AM信号的包络波形，与包络检波器的输出波形是一样的。若采用DSB 或SSB信号，也会得到与其对应的相应波形。

图3.2-1 同步检波电路输出波形

如上如所示波形，上边的波形为同步检波输出信号，下变的波形为输入的已调信号。根据图形对比，在不计失真的情况下，同步检波器的输出波形与输入的已调信号中调制信号波形相同。而单参考信号的参数设置与已调波载波的参数不一致时，会得到严重失真的波形。

4. 设计结论

同步检波器可以对AM、DSB、SSB任何一种调幅波进行解调，在这里采用AM作为调制波，与DSB、SSB的实验过程基本相同，不再赘述。

从对于双边带或单边带调幅信号来说，无法直接从双边带或单边带调幅信号中提取参

考信号。为了产生同频同相的本地同步载频信号，往往在发射机发射双边带或单边带调幅信号的同时，附带发射一个载频信号，其功率远低于双边带或单边带调幅信号的功率，通常称为导频信号。接收机在接收双边带或单边带调幅信号的同时也接收导频信号，由晶体滤波器从输人信号中取出该导频信号，经放大后作为本地载频信号。如果发射机不发射导频信号，那么在接收端可采用与发射机相同的高稳定度的石英晶体振荡器或频率合成器来产生本地载频信号。

若本地载频信号与输入信号的载频不能保持同步，对检波性能会产生影响。

假如本地载频信号与输入信号的频率和相位都不同步，若用模拟乘法器构成同步检波电路解调双边带调幅信号，则经低通滤波器取出的低频信号将产生频率失真和相位失真。若用模拟乘法器构成的乘积滤波电路解调单边带调幅信号．同理，检出的低频信号也将产生频率失真和相位失真。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20 Hz时，开始觉察声音不自然，而当频率偏移值为200 Hz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。所以参考信号v r的与载波的一致性是各种同步检波的关键。

同步检波器的抗干扰性能比包络检波器优越，在实际电路中，信道中都会存在随机噪声，若噪声超过某一个阈值，则包络检波器所解调的波形失真严重，得不到想要的信息，而同步检波器就不会有这种问题。虽然同步检波器的电路比较复杂，但是随着电子技术的发展，这种解调方式会应用的越来越广泛。

5. 总结体会

由于我们在以前的课程中没有接触过Multisim，在课程设计的第一天，老师给我们培训了这款软件的基本用法，下课后虽然有些地方忘记了，但在同学们的帮助下和在网络上查找的资料上学会了软件的使用，我也算是入了门。

在拿到课设题目后，我主要根据高频课的教材和实验手册来进行设计，仿真电路图也是按照书上的图连接的，在以前学习时有些没有注意到的细节问题通过这次课设也意识到了。

这一个星期过的可以说是不容易，很早之前就听说过课程设计的大名，现在一见真是名不虚传。经过这次课设，我的收获也很大，与我的付出成正比。首先，我更熟悉了关于

解调检波等一系列的专业知识，通过搭建电路图选择元器件等过程让我对它有了更深刻的认识和更直观的印象；其次，我学会了Multisim软件的仿真应用，很多平时不能轻易接触到的仪器，都可以在仿真界面上尽情使用，不用担心损坏等那么多的问题，对学习专业课非常有帮助；而且，在整理报告内容时，通过自己输入公式、绘制框图和按照论文要求更改版式等操作，对Word的使用也更加得心应手；除了收获知识外，最重要的是，我坚持不懈的毅力和要战胜困难的决心也得到了一定程度的磨练，使我在面对挑战时能更有自信更有勇气，哪里不对了，翻书、查资料，一定要找到差错，一定要解决掉，这才是课设最大的成果。

这次课程设计会是大学生活中灿烂的一页，值得回味。

参考资料

[1] 张义方编.高频电子线路.哈尔滨工业大学出版社，2012：145～165.

[2] 李新春、陈俊霏编.高频电子教学实验.辽宁工程技术大学电信学院，2012：32～41.

[3] 聂典、丁伟编.Multisim 10计算机仿真.电子工业出版社，2012.

检波器设计(完整版)概要

职业技术学院学生课程设计报告课程名称：高频电路课程设计专业班级：信工102 姓名：学号：20110311202 学期：大三第一学期

目录 1课程设计题目……………………………………………2课程设计目的…………………………………………3课程设计题目描述和要求……………………………4课程设计报告内容……………………………………… 4.1二极管包络检波电路的设计……………………… 4.2同步检波器的设计……………………………5结论……………………………………………………6结束语………………………………………………………7参考书目……………………………………………………8附录………………………………………………………

摘要振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。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换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM）。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现（t）,和输入的同步同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s （t），经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双信号（即载波信号）V c 边带信号解调课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。

流电路图和工作原理,相敏检波电路图...)

关键词语：差动变压器式传感器工作原理，螺线管式差动变压器结构图，差动变压器等效电路图，差动变压器基本特性，差动变压器式传感器测量电路，差动整流工作原理，差动整流电路，相敏检波电路图，差动变压器式加速度传感器原理图，差动变压式传感器的应用差动变压器式传感器把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的, 并且次级绕组都用差动形式连接, 故称差动变压器式传感器。差动变压器结构形式较多, 有变隙式、变面积式和螺线管式等, 但其工作原理基本一样。非电量测量中, 应用最多的是螺线管式差动变压器, 它可以测量1～100mm范围内的机械位移, 并具有测量精度高, 灵敏度高, 结构简单, 性能可靠等优点。差动变压器结构形式较多, 有变隙式、变面积式和螺线管式等, 但其工作原理基本一样。非电量测量中, 应用最多的是螺线管式差动变压器, 它可以测量1～100mm范围内的机械位移, 并具有测量精度高, 灵敏度高, 结构简单, 性能可靠等优点。一、工作原理螺线管式差动变压器结构如图 4 -10 所示, 它由初级线圈#, 两个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。螺线管式差动变压器按线圈绕组排列的方式不同可分为一节、二节、三节、四节和五节式等类型, 如图 4 - 11 所示。一节式灵敏度高, 三节式零点残余电压较小, 通常采用的是二节式和三节式两类。图4-11 螺线管式差动变压器结构图

差动变压器式传感器中两个次级线圈反向串联, 并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下, 其等效电路如图 4 - 12所示。当初级绕组w1加以激励电压1? U 时, 根据变压器的工作原理, 在两个次级绕组w2a 和w2b 中便会产生感应电势a E 2?和b E 2?。如果工艺上保证变压器结构完全对称,则当活动衔铁处于初始平衡位置时, 必然会使两互感系数M1=M2。根据电磁感应原理, 将有??=b a E E 22。由于变压器两次级绕组反向串联, 因而0222=-=???b a E E U , 即差动变压器输出电压为零。图4-12 差动变压器等压电路活动衔铁向上移动时,由于磁阻的影响, w2a 中磁通将大于w2b, 使M1>M2, 因而a E 2?增加, 而b E 2?减小。反之, b E 2?增加, a E 2?减小。因为? ??-=b a E E U 222, 所以当a E 2?、b E 2?随着衔铁位移x 变化时, 2?U 也必将随x 变化。图 4 - 13 给出了变

峰值检波器电路的设计

峰值检波器电路的设计第一章绪论检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。 1.1检波器的构成命话就血滤除无用的频率实M 谱搬移分量，取出所需的原调制信号的频率分量乘法器等非线性器件低a 滤波器LPF 同步信号发生器同步检波器（包络检波器）应输入一个与输入载波问频冋相的本地参考电（同步电压斗

1.2检波器的作用 1. 2.1包络检波器电路 Wat A EBl 也雄检理电界图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准调幅信号 ua(t) 加在L1C1回路两端。经检波后在负载 RLC 上产生随ua(t)的包络而变化的电压山⑴，其波形如图2所示。这种检波器的输出 u(t)与输入信号ua(t)的峰值成正比，所以又称峰值检波器。 122包络检波器波形包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。在t1vtvt2时间内，输入信号瞬时值ua(t)大于输出电压出(t)，二极管导通，电容C 通过二极管正向电阻ri 充电,ui(t)增大;在t2

二极管检波电路设计

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第1章二极管检波电路设计方案论证 1.1检波的定义广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说，是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波来说，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波来说，是从它的相位变化提取调制信号的过程。狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。因此，有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。图1-20-21出了表示这种检波的原理：先让调幅波经过检波器（通常是晶体二极管），从而得到依调幅波包络变化的脉动电流，再经过一个低通滤波器滤去高频成分，就得到反映调幅波包络的调制信号 1.2二极管检波电路原理调幅波信号是二极管检波电路的输入，由于二极管只允许单向导电，所以，如果使用的是硅管，则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。同时，由于二极管的输出端连接了一个电容，这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路，使得输出信号基本上就是AM信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。 1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标 1．对常规调幅信号进行二极管检波解调并仿真，能够观察输入输出波形。 2．根据电路结果求出电压利用系数 3．判断设计的电路是否能够产生失真参数：常规调幅信号调幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电压100mV左右。

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第一章课程设计的基本概念 1.1检波电路的基本概念调幅信号的解调就是从已调波信号中还原出原调制信号,这个过程是调制的逆过程,称为振幅检波,简称为检波。从频谱关系看，调幅是把调制信号的频谱搬移到高频载波附近：检波则是把已调波中的边带信号不失真地从高频载波附近搬移到原来的位置，因此检波电路也是频谱搬移电路。检波方法可分为两大类：包络检波和同步检波，包络检波是指检波器的输出电压直接反映高频调幅波包络变化规律的一种检波方法。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的规律，与调制信号成正比，因此包络检波适用于普通调幅波的解调。接下来将介绍二极管包络检波电路。第二章课程设计目的与要求 2.1 课程设计目的本课程的课程设计是设计一个简单的二极管检波电路，通过本次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。 2.2 做仿真部分：课程设计的实验环境硬件要求能运行Windows 9.X操作系统的微机系统。EWB仿真操作系统。 2.3 课程设计的预备知识熟悉EWB仿真操作系统，及高频电子线路课程。 2.4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。

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Output 页用于选定需要分析的节点。左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉进行全选），再点击Plot during simulation 按钮，相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。Analysis Options页点击Analysis Options按钮进入Analysis Options页，其中排列了与该分析有关的其它分析选项设置，通常应该采用默认的 Summary页

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菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。来个7400吧点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西：红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD 2-INPUT NAND”即是“四个双输入与非门”的意思。点击确认，放置元件。 A、B、C、D在这里指一块7400里的四个双输入与非门，点击即可放置。看起来很和谐，那就做个RS触发器吧。这里输出用的是一种虚拟器件PROBE，在Indicators组，图标就是个数码管的那个。功能相当于实验箱上那些LED，也是高电平就点亮。元件旋转方向的方法是选中元件然后按Ctrl+R(otate)。还可以选中元件后点击右键，选择“水平翻转”等。

峰值检波器电路原理

三极管恒流源电路恒流源的输出电流为恒定。在一些输入方面如果应用该电路则能够有效保护输入器件。比如RS422通讯中采用该电路将有效保护该通讯。在一定电压方位内可以起到过压保护作用。以下引用一段恒流源分析。恒流源是输出电流保持不变的电流源，而理想的恒流源为： a)不因负载(输出电压)变化而改变。 b)不因环境温度变化而改变。 c)内阻为无限大。恒流源之电路符号：理想的恒流源实际的流源理想的恒流源，其内阻为无限大，使其电流可以全部流出外面。实际的恒流源皆有内阻R。三极管的恒流特性：

从三极管特性曲线可见，工作区内的IC受IB影响，而VCE对IC的影响很微。因此，只要IB值固定，IC亦都可以固定。输出电流IO即是流经负载的IC。电流镜电路Current Mirror：电流镜是一个输入电流IS与输出电流IO相等的电路： Q1和Q2的特性相同，即VBE1 = VBE2，β1 = β2。优点：三极管之β受温度的影响，但利用电流镜像恒流源，不受β影响，主要依靠外接电阻R经 Q2去决定输出电流IO（IC2 = IO）。例：三极管射极偏压设计范例1:

从左边看起:基极偏压所以 VE=VB - 0.6=1.0V 又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是所以流经负载的电流就就是稳定的1mA 范例2.

这是个利用稳压二极管提供基极偏压5.6V VE=VB - 0.6=0.5V 流经负载的电流范例3. 这个例子有一点不同:利用PNP三极管供应电流给负载电路.首先,利用二极管0.6 V的压降,提供8.2 V基极偏压(10 – 3 x 0.6 = 8.2). 4.7 K电阻只是用来形成通路,而且不希望(也不会)有很多电流流经这个电阻。 VE=VB + 0.6=8.8V PNP晶体的560欧姆电阻两端电位差是1.2V, 所以电流是2mA 晶体恒流源应用注意事项如果只用一个三极管不能满足需求,可以用两个三极管架成:

包络检波器设计书

《通信电子线路》课程设计说明书包络检波器学院：电气与信息工程学院学生：磊指导教师：欣职称/学位实验师专业：通信工程班级：通信1302班学号： 1330440253 完成时间： 2015-12-31

工学院通信电子线路课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：通信工程

摘要调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波。检波广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波是从它的相位变化提取调制信号的过程。工程实际中，有一类信号叫做调幅波信号，这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来，需要专门的电路，叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器，不论哪种振幅调制信号，都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是，普通调幅信号来说，它的载波分量被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络。关键词：调幅波；低频信号；振幅检波

目录 1 绪论 0 2 包络检波器设计原理 (1) 2.1原理框图 (1) 2.2原理电路 (2) 2.3工作原理分析 (2) 2.4 峰值包络检波器的输出电路 (4) 2.5 电压传输系数 (4) 2.6检波器的惰性失真 (5) 2.7检波器的底部切割失真 (6) 3包络检波器电路设计 (7) 4调试 (8) 4.1 AM发射机实验 (8) 4.2 AM接收机实验 (9) 参考文献 (11) 致 (12)

multisim 电路仿真课程设计

4.1 仿真设计 1、用网孔法和节点法求解电路。如图4.1-1所示电路： 3Ω （a）用网孔电流法计算电压u的理论值。（b）利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。（c）用节点电位法计算电流i的理论值。（d）用虚拟仪表验证计算结果。解：电路图：（a） i1=2 解得 i1=2 5i2-31-i3=2 i2＝1 i3=-3 i3=-3 u=2 v （b）如图所示：（c）列出方程 4/3 U1- U2=2 解得 U1＝3 v U2=2 v 2A1Ω _ + 1Ω 2V - 3A 图4.1-1 i

2U 1- U 2=2 i=1 A 结果：计算结果与电路仿真结果一致。结论分析：理论值与仿真软件的结果一致。 2、叠加定理和齐次定理的验证。如图4.1-2所示电路： (a)使用叠加定理求解电压u 的理论值； (b)利用multisim 进行电路仿真，验证叠加定理。 (c)如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用齐次定理，计算此时的电压u ； (d)利用multisim 对（c ）进行电路仿真，验证齐次定理。电路图：（a ） I 1=2 7 I 2-2 I 1- I 3=0 3 I 3- I 2-2 I 4=0 解得 U 1=7（V ） I 4=-3 U 1 U 1=2（I 1- I 2）如图所示电压源单独作用时根据网孔法列方程得： 3 I 1-2 I 2- I 3= 4 I 2=-3 U 2 7 I 3 - I 1=0 解得 U 2=9（V ） U 2=4-2 I 3 所以 U= U 1+ U 2=16（V ）（b ）如图所示。 2Ω 1Ω 2Ω 4Ω 2A 3u + 4V - + u - 图4.1-2

峰值检波的各种设计

一、前言峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-）二、峰值检测电路原理顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）：根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（TINA TI 7.0绘制）：这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。

3 、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是

一、相敏检波的功用和原理 1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。 2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。 3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。 4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号Ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号Us，将双边带调幅信号Us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号Ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。二、相敏检波电路的选频与鉴相特性 1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。

Multisim电路仿真

Multisim电路仿真示例1．直流电路分析步骤一：文件保存打开Multisim 软件，自动产生一个名为Design1的新文件。打开菜单File>>Save as…，将文件另存为“CS01”(自动加后缀) 步骤二：放置元件打开菜单Place>>Component… 1.选择Sources(电源)Group (组)，选择POWER_SOURCES(功率源)Family(小组)，在元件栏中用鼠标双击DC_POWER，将直流电源放置到电路工作区。说明：所有元件按Database -> Group -> Family 分类存放

2.继续放置元件： Sources Group –>POWER_SOURCES Family->ROUND(接地点 Basic Group->RESISTOR Family（选择5个电阻） 3.设定元件参数。采用下面两种方式之一 1)在放置元件时（在一系列标准值中）选择； 2)在工作区，鼠标右键点击元件，在Properties (属性)子菜单中设定。步骤三.根据电路图连线用鼠标拖动元件到合适位置，如果有必要，鼠标右键点击元件，可对其翻转(Flip)或旋转(Rotate)。连线时先用鼠移至一个元件的接线端，鼠标符号变成叉形，然后拖动到另一结点，点击右键确认连线。若需显示全部节点编号，在菜单 Option>>Sheet Properties>>Sheet visibility 的Net names 选板中选中show all。

步骤四.电路仿真选择菜单Simulate>>Analyses>>DC operating point…(直流工作点分析) 在DC operating point analysis窗口中，选择需要分析的变量（节点电压、元件电流或功率等）。

基于Multisim的电路仿真

模拟电子技术实验《信号放大器的设计》班级：姓名：指导老师： 2013年12月10日至12日

1.实验目的（1）掌握分立或集成运算放大器的工作原理及其应用。（2）掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。（4）通过实验培养学生的市场素质，工艺素质，自主学习的能力，分析问题解决问题的能力以及团队精神。（5）通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法 2.实验任务和要求 2.1实验任务 1）已知条件：信号放大电路由“输入电路”、“差分放大电路”、“两级负反馈放大电路”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。图2-1 信号放大器的系统框图 2）性能指标： a)输入信号直接利用RC 正弦波振荡电路产生。 b) 前置放大器：输入信号：Uid ≤ 10 mV 输入阻抗：Ri ≥ 100 k c) 功率放大器：最大不失真输出功率：Pomax ≥1W 负载阻抗：RL= 8；电源电压：+ 5 V ，+ 12V ，- 12V d) 输出功率连续可调直流输出电压 ≤ 50 mV 信号产生差分放大共射级放大功率放大负反馈输出信号

静态电源电流≤100 mA 2.2实验要求 1）选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件，确定信号产生电路、前置放大电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的原件参数。 2）前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益AU、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。 3）有源带通滤波器电路的组装与调试测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益AUd、带通BW，并与设计要求进行比较。 4）功率放大电路的组装与调试功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率η、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。 5）整体电路的联调 6）应用Multisim软件对电路进行仿真分析。 2.3选用元器件电容电阻若干、双踪示波器1个、信号发生器一个、交流毫伏表1个、数字万用表等仪器、晶体三极管 2N3906 1个，2N2222A 5个，2N2222 2个，2N3904 2个，1N3064 1个。 3、实验内容 1、总电路图（一）实验总体电路图

二极管峰值包络检波器的设计

******************* 实践教学 ******************* 计算机与通信学院 2012年秋季学期《通信系统基础实验》设计报告题目：二极管峰值包络检波器的设计

目录一、实验目的 (1) 1.1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的调制方法 (1) 1.2、了解调幅波解调的原理，掌握调幅波的解调方法 (1) 1.3、了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真 (1) 1.4、掌握用集成电路实现同步检波的方法 (1) 二、设计指标 (1) 三、整体电路图说明 (1) 四、详细单元电路设计 (2) 4.1、峰值包络检波 (2) 4.2、失真电路 (3) 4.3、改进电路 (5) 4.4、实验电路 (5) 五、整体电路设计与仿真结果 (6) 5.1、混频器仿真电路仿真图 (6) 5.2、包络检波仿真 (7) 六、设计总结 (7) 七、参考文献 (8)

一、实验目的 1.1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的调制方法 1.2、了解调幅波解调的原理，掌握调幅波的解调方法 1.3、了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真 1.4、掌握用集成电路实现同步检波的方法二、设计指标 2.1、输入AM信号 2.2、输出信号三、整体电路图说明在设计电路时要考虑选择性和通频带的要求,保证输出的高频波纹小,减小频率失真,避免惰性失真和负峰切割失真。在选择二极管时要选择正向电阻小、反向电阻大、结电容小最高工作频率高的二极管。一般多用点触型锗二极管2AP系列。其正向电阻小,正向电流上升快,在信号较小时就可以进入大信号线形检波区。电阻R的选择,主要考虑输入电阻及失真的问题,同时考虑对Kd的影响.容C不能太大,以防止惰性失真:C太小又会使高频波纹大,应使RC>>Tc。图1：整体电路图

相敏检波

相敏检波（一）相敏检波的功用和原理 1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。 2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。 3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。 4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。（二）相敏检波电路的选频与鉴相特性 1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。

Multisim仿真混沌电路

Multisim仿真—混沌电路 1104620125

Multisim仿真—混沌电路一、实验目的 1、了解非线性电阻电路伏安特性，以及其非线性电阻特征的测量方法； 2、使用示波器观察混沌电路的混沌现象，通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学中“混沌”一词的含义；； 3、研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响二、实验原理 1、蔡氏电路本实验采用的电路图如图9-16 所示，即蔡氏电路。蔡氏电路是由美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的一种自制电路。R 是非线性电阻元件，这是该电路中唯一的非线性元件，是一个有源负阻元件。电容C2 与电感L 组成一个损耗很小的振荡回路。可变电阻1/G 和电容C1 构成移相电路。最简单的非线性元件R 可以看作由三个分段线性的元件组成。由于加在此元件上的电压增加时，故称为非线性负阻元件。三、实验内容为了实现有源非线性负阻元件实，可以使以下电路，采用两个运算放大器（1 个双运放TL082）和六个配置电阻来实现，其电路如图1，这主要是一个正反馈电路，能输出电流以维持振荡器不断震荡，而非线性负阻元件能使振荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象。 1、实验电路如下图，电路参数：1、电容：100nf 一个，10nf 一个； 2、线性电阻6 个：

200Ω二个，22kΩ二个，2.2kΩ一个，3.3kΩ一个；3、电感：18mH 一个；4、运算放大器：五端运放TL083 二个；5、可变电阻：可变电阻一个；6、稳压电源：9V 的VCC 二个，-9V 的VEE 二个；图1 选好元器件进行连接，然后对每个元器件进行参数设置，完成之后就可以对蔡氏电路进行仿真了。双击示波器，可以看到示波器的控制面板和显示界面，在控制面板上可以通过相关按键对显示波形进行调节。下面是搭建完电路的截图： 2、将电压表并联进电路，电流表串联进电路可以直接测出加在非线性负阻的电压、电流， U/V I/mA U/V I/mA 12 0.1579 -1 -0.76917 11 2.138 -2 -1.44352 10 4.601 -3 -1.84752

相敏检波器

1 2 3 4 2 4 1 4 实验二十相敏检波器实验一、实验目的说明由施密特开关电路及运放组成的相敏检波电路的原理。二、实验原理相敏检波电路如图所示：图为输入信号端，为交流参考电压输入端，为输出端。为直流参考电压输入端。当、端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使 D 和 J 处于开关状态，从而把端输入的正弦信号转换成半波整流信号。三、实验所需部件相敏检波器、移相器、音频振荡器、直流稳压电源、低通滤波器、电压表、示波器四、 1. 实验步骤将音频振荡器频率幅度旋钮居中，输出信号信号（0°或 180°均可），接相敏检波器输入端。 2. 3. 将直流稳压电压 2V 档输出电压（正负均可）接相敏检波器端。示波器两通道分别接相敏输入、输出端，观察输入、输出波形的相位关系和幅

4 2 5 6 值关系。 4. 改变端参考电压的极性，观察输入、输出波形的相位和幅值关系。由此可以得出结论：当参考电压为正时，输入与输出同相，当参考电压为负时，输入与输出反相。 5. 将音频振荡器 0°端输出信号送入移相器输入端，移相器的输出端与相敏检波器的参考输入端连接，相敏检波器的信号输入端接音频 0°输出。 6. 用示波器两通道观察附加观察插口、的波形。可以看出，相敏检波器中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。 7. 20V 。 8. 9. 将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通输出端接数字电压表示波器两通道分别接相敏检波器输入输出端。适当调节音频振荡器幅值旋钮和移相器“移相”旋钮，观察示波器中波形变化和电压表电压值变化，然后将相敏检波器的输入端改接至音频振荡器 180°输出端口，观察示波器和电压表的变化。由此可以看出，当相敏检波器的输入信号和开关信号反相时，输出为正极性的全波整流信号，电压表只是正极性方向最大值，反之，则输出负极性的全波整流波形，电压表指示负极性的最大值。 10. 调节移相器“移相”旋钮，利用示波器和电压表，测出相敏检波器的输入 V P-P 值与输出直流电压的关系。 11. 使输入信号与参考信号的相位改变 180°，测出上述关系。五、注意事项相敏检波器最大输入电压 V P-P 值为 20V 。

峰值包络检波器检波原理及失真分析

峰值包络检波器检波原理及失真分析【摘要】峰值包络检波器是由二极管，电阻，电容组成，电路结构十分简单。检波原理是信号源通过二级管向负载电容C 充电和负载电容C 对负载电阻R 放电的过程，当C 的充放电达到动态平衡后，V 0按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。峰值包络检波会带来失真，包括惰性失真和负峰切割失真。现在应用不多，但对调幅解调的了解有很大的帮助。【关键词】包络检波锯齿状原理失真惰性负峰切割前言随着科技的发展，无线电通信在如今应用非常广泛 ,正如现在广泛使用的对讲机一样，即时沟通、经济实用、运营成本低、使用方便 , 同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。在处理紧急突发事件中,在进行调度指挥中其作用是其他通信工具所不能比拟的。因此，为了更好的理解在高频电子线路中所学的知识和为以后的工作实践打好基础，我们三人借课程设计之际设计了一款峰值包络检波器。一、实验电路实验电路图：图1 峰值包络检波器原理图二、工作原理? （1）实验波形如图：图2 峰值包络检波波型图 RC 电路有两个作用：一是作为检波器的负载；在两端产生解调输出的原调制信号电压；二是滤除检波电流中的高频分量。为此，RC 网络必须满足 R C c <<ω1 且 R C >>Ω1 。式中，c ω为载波角频率，Ω为调制角频率。 1.v s 正半周的部分时间(φ<90o )

二极管导通，对C充电，τ充=R D C。因为?R D很小，所以τ充很小，v o≈v s 2.v s的其余时间(φ>90o) ??二极管截止，C经R放电，τ放=RC。因为?R?很大，所以τ放很大，C上电压下降不多，仍有：v o≈v s ?1 ,2过程循环往复，C上获得与包络(调制信号)相一致的电压波形，有很小的起伏。故称包络检波。检波过程实质上是信号源通过二级管向负载电容C充电和负载电容C对负载电阻R放电的过程，充电时间常数为R d C，R d 为二极管正向导通电阻。放电时间常数为RC，通常R>R d ,因此对C而言充电快、放电慢。经过若干个周期后，检波器的输出电压V 在充放电过程中逐步建立起来，该电压对二极管VD形成一个大的负电压，从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通，导通时间很短，电流导通角很小。当C的充放电达到动态平衡后，V 按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。（2）指标分析 ??因v s幅度较大，用折线法分析。 1.?v s为等幅波 ??包络检波器波形: 图3 包络检波器波形 2.?v s为AM信号 ?v s=V s(1+mcosΩt)cosωo t ???因为Ω<<ωo，所以包络变化缓慢，在ωo的几个周期内：

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