乘积型相位鉴频器的设计

乘积型相位鉴频器的设计、仿真与研究一、电路基本原理1.电路原理与用途乘积型相位鉴频器是由模拟乘法器MC1496和低通滤波器组成。

其中低通滤波器的工作原理：低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。

对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。

当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。

低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路（如音频设备中使用的h iss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障（acoustic barriers）、图像模糊处理等等。

低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数（moving average)所起的作用；这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。

模拟乘法器MC1496：(a) MC1496部结构（b ）MC1496引脚图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。

其部电路图和引脚图如图所示。

引脚8与10 接输入电压x U ，1 与4 接另一输入电压yU ，输出电压U ο从引脚6 与12输出。

引脚2 与3 外接电阻RE ，引脚4与8所对应的三极管构成对差分放大器产生串联电流负反馈，以扩展输入电压yU 的线性动态围。

引脚1与4为负电源端或接地端，引脚5外接电阻。

用来调节偏置电流与镜像电流的值。

2．主要技术指标乘积型鉴相器组成方框图如图2-1所示。

图中，两个输入信号分别为： 调相波 11cos()m c u U t ωϕ=+ 本地参考信号 22sin m c u U t ω=12()()22T T u u i I th th U U ο= （1-1）图1-1乘积型鉴相器组成方框图（1）1u 和2u 均为小信号当|1m U |≤26mV 、|2m U |≤26mV 时，由式(1-1)可得输出电流为()ϕωϕωϕω∆++∆=∆+==t U KU U KU t t U U U I U ulu I i c c 2sin 21sin 21cos )sin(4422121212020式中K 为乘法器的相乘增益因子。

实验九频率解调（相位鉴频器）电路实验一、实验目的：1. 掌握乘积型相位鉴频器电路的基本工作原理和电路结构；；2. 熟悉相位鉴频器的和其特性曲线的测量方法；3. 观察移相网络参数变化对鉴频特性的影响；4. 通过将变容二极管调频器与相位鉴频器进行联机实验，了解调频和解调的全过程。

二、预习要求：1. 复习相位鉴频的基本工作原理和电路组成；2. 认真阅读实验内容，了解实验电路中各元件的作用三、实验电路说明：本实验电路如图9-1所示。

图9-1四、实验仪器：1. 双踪示波器2. 万用表3. 实验箱及频率调制、解调模块五、实验内容及步骤：1．用逐点描绘法测绘乘积型相位鉴频器的静态鉴频特性：1）用高频信号源从P1端输入一幅度适中、6.5MHz的的正弦信号；2）将开关K1拨至R5档；3）用万用表测鉴频器的输出电压：在5—8MHz的范围内（以6.5MHz为基准），以每格0.02 MHz的间隔测量相应的输出电压，记录下来并绘制出静态鉴频特性曲线（注意：当6.5MHz 相位鉴频时，应使输出电压为零;如果不为零,可以调可变电容C5,归零后再进行实验）；4）将开关K1拨至R6档，重复第2）步的工作，并与之比较；2．观察调频信号解调的电压波形：1）将调频电路中心频率调为6.5MHz；2）将鉴频电路的中心频率也调谐为6.5MHz；3）将调频输出信号（调频电路中的TP1端）送入相位鉴频器的输入端P1，将F=2KHz 的调制信号加至调频电路的输入端进行调频；4）用双踪示波器同时观测调制信号和解调信号，比较二者的异同。

将调制信号的幅度改变，观察波形变化，分析原因。

六、实验报告要求：1、整理各项实验所得的数据和波形，绘制出曲线；2、分析回路参数对鉴频特性的影响；3、分析讨论各项实验结果。

鉴频器实验学号：200800120228 姓名：辛义磊 仪器编号：30一、 实验目的1、 进一步理解鉴频的基本原理及实现方法2、 掌握乘积型相位鉴频器的工作原理、实现电路与测量方法3、 进一步掌握频率特性测量仪的使用方法 二、 实验器材高频电路试验箱 数字示波器 直流稳压电源 数字万用表 三、 实验原理能够完成对调频信号解调的电路称为鉴频器，它是从频率已调波中不失真地还原出原调制信号的过程，它们的任务是把载波频率的变化变换成电压的变化。

其基本方法是将调频波进行特定的波形变换，使变换后的波形中包含有反映调频波瞬时频率变化规律的某种参量，如幅度、相位或平均分量，然后设法检测出这个参量，即得到原始调制信号。

就其功能而言，尽管鉴频器的输出V o (t)是在输入信号V i (t)作用下产生的，但二者却是截然不同的两种信号。

显然，鉴频器将输入调频波的瞬时频率)(t f （或频偏)(t f ）的变化变换成了输出电压)(t V o 的变化，这种变换特性称为鉴频特性，它是鉴频器的主要特性。

输出电压与瞬时频率)(t f （或频偏)(t f ∆）之间的关系曲线，称为鉴频特性曲线。

在线性解调的理想情况下，此曲线为直线，但实际上往往有弯曲，呈S 形，简称S 曲线。

鉴频器的主要指标有鉴频特性范围2maxf ∆和鉴频灵敏度dS 。

鉴频线性范围是指鉴频特性曲线中近似直线段的频率范围，用2max f ∆表示。

它表明了鉴频器不失真的解调时所允许的频率变化范围，因此要求2max f ∆应大于输入调频波最大频偏的两倍，即mf ∆>∆2f 2max。

2max f ∆也称为鉴频器的带宽。

鉴频灵敏度d S 是指在中心频率cf t f =)(（0)(=∆t f ）附近曲线的斜率，即cf t f dfv S =∆∂∂=)(0|。

显然，鉴频灵敏度越高，意味着鉴频特性曲线越陡峭，鉴频能力越强。

鉴频器的类型和电路很多，如斜率鉴频器、相位鉴频器、脉冲计数式鉴频器、锁相鉴频器。

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书目录1鉴频器简介 (1)2电路结构与原理 (2)2.1频率-相位线性转换电路 (3)2.2模拟乘法器MC1496 (4)2.3低通滤波器 (6)2.4主要技术指标 (6)3设计原理及仿真 (9)3.1电路设计原理 (9)3.2电路及各部分仿真 (10)3.3电路总设计图 (11)4实物的调试 (12)4.1焊接实物图 (12)4.2调试结果波形 (13)5multisim简介 (15)6心得体会 (18)7参考文献 (19)本科生课程设计成绩鉴定表 (20)摘要鉴频就是调频波的解调过程，利用乘积型鉴相器实现鉴频的方法称为乘积型相位鉴频器。

调频波经过1496移相网络，得到两个相位不同的信号，再在MC1496的作用下，经过低通滤波器，得到输出波形。

本文通过对乘积型相位鉴频器各组成部分的介绍得到总的设计图及其仿真结果。

并对所焊接时候的调试结果进行了论述。

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于初级的模拟/数字电路板的设计工作，包含电路原理图图形及电路硬件描述语言的输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

本课程设计利用Multisim11完成。

关键字：乘积型相位鉴频器 MC1496 Multisim；AbstractDiscriminator is frequency modulation wave demodulation process, using the product type phase discriminator to realize frequency discrimination method called product type phase discriminator. To FM wave after 1496 phase shift network, two different signal phase, under the action of MC1496 again, after a low pass filter, output waveform is obtained. This article through to the product type phase discriminator of each component is introduced the total design and its simulation results are obtained. And the welding time debugging results are discussed.Multisim is the U.S. national instrument (NI) co., LTD launched to Windows based simulation tools, applicable to primary analog/digital circuit board design work that contains a circuit principle diagram graphic and circuit hardware description language input methods, has rich simulation analysis ability. This course is designed using Multisim11 completed.Key：words: product type phase discriminator MC1496 Multisim;1鉴频器简介鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。

目录1 Multisim软件简介......................................... - 1 - 2相位鉴频器..................................................... - 3 -2.1电路原理及用途............................................ - 3 -2.2 模拟乘法器MC1496 ....................................... - 4 -2.3 低通滤波器................................................. - 4 -2.4主要技术指标 .............................................. - 5 -3 乘积型相位鉴频器.......................................... - 8 -3.1 乘积型相位鉴频器的原理图 .......................... - 8 -3.2电路工作状态或元件参数的确定........................ - 9 -3.3设计电路的性能评测..................................... - 11 -3.4仿真结果................................................... - 14 -4 元件清单 ...................................................... - 16 -5 总结与心得体会............................................ - 17 -6 参考文献 ...................................................... - 18 - 本科生课程设计成绩评定表 .............................. - 19 -1 Multisim软件简介随着计算机技术飞速发展，电路可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成设计。

实验七 相位鉴频器一、实验目的1、熟悉相位鉴频器的基本工作原理。

2、了解鉴频特性曲线(S 曲线)的正确调整方法。

二、实验原理及实验电路说明1．鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。

鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。

因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。

相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的一个输入端输入调频波v S (t)，设其表达式为)sin cos()(t m V t v f C SM t Ω+=ω式中，m f 为调频系数，m f =Δω/Ω或m f =Δf/f ，其中Δω为调制信号产生的频偏。

另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波v S ′(t)，设其表达式为)]}(2[sin cos{)(''ωϕπω++Ω+=t m V t v f c sm s)](sin sin['ωϕω+Ω+=t m V f c sm式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。

第二项是所需要的频率分量，只要线性移相网络的相频特性ϕ(ω)在调频波的频率变化范围内是线性的，当rad 4.0)(≤ωϕ时，)()(sin ωϕωϕ≈。

因此鉴频器的输出电压v o (t)的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。

所以相位鉴频器的线性鉴频范围受到移相网络相频特性的线性范围的限制。

2．鉴频特性相位鉴频器的输出电压V 0与调频波瞬时频率f 的关系称为鉴频特性，其特性曲线(或称S 曲线)如图7-1所示。

鉴频器的主要性能指标是鉴频灵敏度S d 和线性鉴频范围2Δf max 。

S d定义为鉴频器输入调频波单位频率变化所引起的输出图7-1 相位鉴频特性电压的变化量，通常用鉴频特性曲线v o-f在中心频率f o处的斜率来表示，即S d=V o/Δf，2Δf max定义为鉴频器不失真解调调频波时所允许的最大频率线性变化范围，2Δf max可在鉴频特性曲线上求出。

东北石油大学课程设计2011年3月4日东北石油大学课程设计任务书课程高频电子线路题目乘积型相位鉴频器的设计专业电子信息工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容本题目为集成模拟乘法器应用设计之一，即设计一个乘积型相位鉴频器。

通过本次电路设计，掌握集成模拟乘法器的基本原理及其所构成的相位鉴频电路的设计方法、电路调整及测试技术。

加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。

2、基本要求(1) 采用集成模拟乘法器设计乘积型相位鉴频器，电路的工作中心频率为06.5MHzf ；(2) 绘制电路原理图，并给出鉴频特性曲线；3、主要参考资料[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.[2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000.[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月28日-3月4日指导教师专业负责人2011 年 2 月25 日一、电路原理1．电路原理及用途鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。

鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。

因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。

相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波2．主要技术指标乘积型鉴相器组成方框图如图6.17所示。

图中，两个输入信号分别为 调相波 u1=U1msin(ωct+Δφ) 本地参考信号 u2=U2mcos ωct (6―43)图6.17 乘积型鉴相器组成方框图1) u1和u2均为小信号当|U1m|≤26mV 、|U2m|≤26 mV 时，由式(6―43)可得输出电流为式中，K=Io/(4U2T)，为乘法器的相乘增益因子。

乘积型同步检波器原理咱今儿就来唠唠这个“乘积型同步检波器原理”，听着名字就挺拗口的，是不是？不过别急，咱们慢慢聊，保准你听完后跟吃了一碗热乎乎的饺子似的，浑身都暖和了。

你想想，咱们日常生活中，电视机、收音机这些玩意儿，哪个不是靠着这个原理来工作的？就拿收音机来说吧，它得把信号从一大堆杂音中捞出来，这就好比你在一大群人里头找自己老婆，难度可不小。

“乘积型同步检波器”听起来像个啥？其实呢，它就像个聪明的小伙计，专门负责把信号从杂音里给捞出来。

怎么捞呢？它用的是一种“乘法”的本事。

就像你小时候背乘法口诀表一样，乘法可以把两件事物结合起来，变成一个新的东西。

这时候你可能会问了，“乘法”这事儿跟检波有啥关系？别急，咱们打个比方。

你去菜市场买菜，卖菜的阿姨给你称斤两，这斤两就是信号，而杂音就像是那些杂七杂八的菜叶子和泥土。

检波器就好比你手里的筛子，把那些泥土和菜叶子筛出去，只留下你想要的菜。

不过，这个筛子可不是普通的筛子，它得和信号同步跳舞。

你可以想象成两个人在跳双人舞，一个是信号，一个是检波器。

如果他们步调一致，那信号就好捞了；如果步调不一，那就像你踩着别人的脚，啥也捞不着。

小时候，咱们玩过那种“手拉手”的游戏吗？两个小朋友手拉手，一起跳舞。

乘积型同步检波器就有点像这样，它和信号手拉手，跳着同样的舞步，这样信号就不会跑了。

“小王，你说这玩意儿怎么实现同步的？”我问我哥们儿小王。

“简单啊，”小王笑着说，“就像你和你的老婆，两人心有灵犀，一起看电视都知道什么时候插播广告。

”确实，乘积型同步检波器就是这么个原理。

它会生成一个参考信号，和接收到的信号同步跳舞。

这个参考信号就像是你老婆的笑声，你一听到就知道是她了。

检波器就通过这个参考信号，把杂音和信号分开。

“那如果信号和参考信号不一致呢？”我又问。

“那就得调整了，就像你和老婆吵架了，得哄她开心一样。

”小王打了个比方，“检波器会自动调整参考信号的频率，直到它和信号同步为止。

基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真课程设计报告题目：基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真学生姓名：薛瑞学生学号：1008030313系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程届别：2014届指导教师：马立宪电气信息工程学院制淮南师范学院电气信息工程学院 2014届电子信息工程专业课程论文2013年5月1 设计任务及要求1.1设计任务本设计是通过模拟乘法器MC1496和低通滤波器组成的乘积型相位鉴频器，通过电路设计，能够实现仿真波形，将仿真波形与理论比较，分析出设计中的误差。

1.2 设计要求（1）乘积性的相位鉴频器中心频率10.7MHz。

（2）调制信号频率500kHz，用MC1496设计频相转换网络和低通滤波器。

（3）输出波形无显著失真。

1.3设计研究基础1.3.1鉴频器概述鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。

按用途可以分为两类：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。

对于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——调幅变换型。

第二类是相依乘法鉴频型，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呈线性关系，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。

1.3.2鉴频器的主要参数1.3.2.1鉴频特性(曲线)鉴频特性曲线指鉴频器的输出电压u0与输入电压瞬时频率f 或频偏Δf 之间的关系曲线。

理想鉴频特性曲线应是一条直线，但实际上往往有弯曲，呈S形，如下图所示。

(a )(b )图 1 理想鉴频特性曲线1.3.2.2鉴频器的主要参数1）鉴频器的中心频率f0鉴频器的中心频率f0对应于鉴频特性曲线原点处的频率。

乘积型相位鉴频器的设计作者: 日期:1 Multisim软件简介 .................................................. 亠2相位鉴频器 (3)2.1电路原理及用途 (3)2.2模拟乘法器MC1496 (4)2.3低通滤波器 (4)2.4主要技术指标 (5)3乘积型相位鉴频器 (8)3.1乘积型相位鉴频器的原理图 (8)3.2电路工作状态或元件参数的确定 (9)3.3设计电路的性能评测 (11)3. 4 仿真结果 (14)4元件清单 (16)5总结与心得体会 (17)6参考文献 (18)本科生课程设计成绩评定表 (19)1 Multi sim软件简介随着计算机技术飞速发展，电路可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成设计•。

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