晶体管检波电路的设计
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湖南大学工程训练HUNAN UNIVERSITY 工程训练报告题目:基于模拟乘法器芯片MC1496的调幅与检波电路设计与实现学生姓名:秦雨晨学生学号: 20110803305专业班级:通信工程1103 指导老师(签名):二〇一四年九月十五日目录1 项目概述---------------------------------------------------------2 1.1引言---------------------------------------------------------21.1 项目简介----------------------------------------------------21.2 任务及要求--------------------------------------------------21.3 项目运行环境------------------------------------------------32 相关介绍--------------------------------------------------------33 项目实施过程----------------------------------------------------53.1 项目原理 ---------------------------------------------------53.2 项目设计内容------------------------------------------------93.2.1 调幅电路仿真--------------------------------------------93.2.2 检波电路仿真-------------------------------------------124 结果分析-------------------------------------------------------144.1调幅电路---------------------------------------------------144.2 检波电路---------------------------------------------------185 项目总结-------------------------------------------------------216 参考文献-------------------------------------------------------227 附录 --------------------------------------------------------231、项目概述1.1引言在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
基本调幅电路及检波电路及原理详解/邮件群发一、调幅电路及原理详解调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上(例如晶体二极管或三极管)经非线性变换成新的频率分量,再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常,多采用三极管调幅电路,被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器,称为低电平调幅;反之,如果使用大功率大信号调谐放大器,称为高电平调幅。
在实际中,多采用高电平调幅,对它的要求是:(1)要求调制特性(调制电压与输出幅度的关系特性)的线性良好;(2)集电极效率高;(3)要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路,载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上,低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联,C2为高频旁路电容器,C1为低频旁路电容器,R1与R2为偏置的分压器,由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用,集电极电流ic含有各种谐波分量,通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来,基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小,因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态,集电极效率较低,不能充分利用直流电源的能量。
图1、基极调幅电路2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路,其原理与基极调幅类似,因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右,而集电极电源电压有十几伏至几十伏,调制电压对集电极电路的影响可忽略不计,因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
图2、发射极调幅电路3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路,低频调制信号从集电极引入,由于它工作于过压状态下,故效率较高但调制特性的非线性失真较严重,为了改善调制特性,可在电路中引入非线性补尝措施,使输入端激励电压随集电极电源电压而变化,例如当集电极电源电压降低时,激励电压幅度随之减小,不会进入强压状态;反之,当集电极电源电压提高时,它又随之增加,不会进入欠压区,因此,调幅器始终工作在弱过压或临界状态,既可以改善调制特性,又可以有较高的效率,实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
三极管检波电路
在很多收音机中的检波器普遍都使用二极管,这里我向大家介绍一款三极管检波电路,电路如图JB-1所示。
该三极管检波电路是利用BG2的基-射极的PN结来完成检波任务的,自动增益控制电压从BG2的集电极取出,当输入信号增强时,通过BG2电流IC2增大,IC2的增大使得BG2的集电极电位降低,这又使末级中房管BG1的基极电位下降,从而是BG1的增益下降。
调整R2使BG1的集电极电流在0.3--0.7mA范围内,这时检波管BG2的静态工作电流约在20μA--40μA范围内。
三极管检波电路有如下特点:
1、与二极管相比,在失真系数相当下,其检波效率大大提高,功率增益接近0db,而二极管检波器的功率增益约为-20db。
2、输入阻抗高,由二极管检波的1--2千欧提高到20千欧左右,这可使B2次级匝数增大,有利于改善A GC的控制。
3、因为检波管BG2接成发射极输出器,所以其输出阻抗小约500欧,只有二极管检波器的1/2-1/3,使其带负载能力增强。
4、传输系数高,比二极管检波约大2-3倍,这使末级中放管不容易产生阻塞现象。
小信号放大和检波电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写:在电子工程学中,小信号放大和检波电路是两个非常重要的电路技术。
小信号放大电路被广泛应用于电子设备中,用于放大微弱的信号,使其能够被后续的电路部分处理。
而检波电路则用于将信号转换为可测量或可用于其他用途的形式。
小信号放大电路的作用在于将微弱的信号放大到可以进行后续处理的程度。
对于一些微弱的输入信号,如传感器输出、天线接收到的无线信号等,需要经过放大才能提供足够的幅度和信噪比。
小信号放大电路的基本原理是通过扩大信号的振幅,同时保持信号的形状不发生失真。
常见的小信号放大电路类型包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。
检波电路则用于将信号转换为可以进行测量或其他用途的形式。
在无线通信系统中,检波电路常用于将调制信号解调出来,恢复原始的基带信息。
在音频领域,检波电路常用于音频信号的放大、录制和播放等。
检波电路的基本原理是通过对输入信号进行非线性操作,将其转换为包络信号或直流成分。
常见的检波电路类型包括整流器、解调器和鉴频器等。
小信号放大和检波电路在各个领域都有广泛的应用。
在通信技术中,小信号放大电路在无线传输、射频电路和调制解调等方面起着重要作用。
检波电路则在无线通信、音频处理和数据采集等领域具有重要应用。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,对小信号放大和检波电路的研究和应用也将不断深入,为各个领域的发展提供强有力的支持。
文章结构部分的内容应该包含有关整篇文章的结构和内容安排的说明。
可以参考以下内容撰写文章1.2的内容:1.2 文章结构本文主要讨论小信号放大和检波电路的原理、类型及其应用前景。
为了使读者更好地理解文章内容,本文按照以下结构组织:引言部分将首先对文章的主题进行概述,介绍小信号放大和检波电路的基本概念和作用。
然后,详细阐述本文的目的和意义,以引起读者的兴趣和阅读动力。
正文部分分为两个主要部分:小信号放大电路和检波电路。
目录第1章二极管检波电路设计方案论证 (1)1.1检波的定义 (1)1.2二极管检波电路原理 (1)1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标 (1)第2章对二极管检波电路各单元电路设计 (2)2.1检波器电路设计检波器电路 (2)2.1.1检波器电路原理及工作原理 (2)2.1.2检波器质量指标 (3)第3章二极管检波电路整体电路设计及仿真结果 (4)3.1整体电路图及工作原理 (4)3.3电路仿真图形 (4)第4章总结 (5)参考文献 (6)元器件清单 (7)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。
第2章对二极管检波电路各单元电路设计2.1检波器电路设计检波器电路2.1.1检波器电路原理及工作原理图2.1 工作原理图此图为大信号二极管峰值包络检波器电路,他是由信号源,二极管和低通滤波器串联组成。
检波器电路设计一、设计目的1、理解二极管的操作原理2、理解二极管检波器的基本原理和基本工作原理二、设计要求1、设计二极管检波电路。
2、对二极管检波电路的特性进行仿真3、设计报告应该包括二极管检波的基本工作原理以及仿真分析。
三、基本原理1、二极管的工作原理从根本上来说,二极管是个非线性的直流的电压电流的阻抗,用公式可看出其特性:当q:电荷k:玻耳兹曼常数()T:绝对温度n:理想因数理想因数n和二极管的结构有关,值为1~2。
使用于肖特基势垒二极管的n值大约为1.2。
图8.1 二极管等价模型将二极管的电压值代入到公式8.2中:这里,:直流偏压:交流小信号电压可以将公式8.1在0V点进行泰勒级数展开:这里,显示为直流偏流从0V的第一个和第二个派生得出公式8-4和8-5:这里,二极管的合阻抗,二极管的动态电导率因此,公式8-3和公式8-6可以用直流偏流I和交流偏压i的和来表示:当只使用公式8-6的前三项来替代称为小信号近似,对于大多数的检波器来说这是比较适宜的解决方式。
2、二极管的检波原理用二极管的非线性原理可以检测振幅已调的载波。
在这种情况下,二极管的电压表现为:这里,已调信号频率,载波频率调频指数交流电的二极管电流值为:用公式8-8替代8-7,二极管的输出电流值为:使用低通滤波器,从非必需的频率成分中只提取需要的输出频率成分mω是可能的。
电流频率mω为,这与输入电流的功率成比例。
这种平方关系对于二极管检波器来说是普遍出现的情况,但只存在于对输入功率的范围进行限制时。
如果输入功率太高的话,小信号的情况将不会出现,输出将达到饱和状态。
四、设计过程1、检波器设计说明Frequencey Range 2.45GHzS11 -10 dB2、检波器等效电路3、原理图的绘制打开ADS软件如图选择file-new-workplace如图:弹出如图所示对话框:在workspace name一栏中输入工作组的名字,一直点击next直到出现下图所示的对话框:点击finish,新建一个工作组如图:选择file-new-schematic如图:弹出如图所示对话框:点击OK,新建一个原理图如下图:按照等效电路图从元件库中找到所需要的元件。
二极管检波电路设计设计目标:设计一个简易的二极管检波电路,能够将输入的交流信号转换为直流信号,并输出到负载电阻上。
设计要求如下:1.输入信号幅值为0.1V,频率为1kHz;2.输出直流信号的幅值应在0.5V~1V之间;3.输出信号应尽可能稳定,不受输入信号幅值和频率的影响。
设计原理:二极管检波电路的原理基于二极管的非线性特性。
当二极管正向偏置时,它具有很低的正向电阻,可以将正向信号通过;而当二极管反向偏置时,它具有较高的反向电阻,可以将负向信号截断。
利用这个特性,可以将输入的交流信号的正向分量通过二极管保留下来,而负向分量则被截断掉,从而实现了信号的整流作用。
设计步骤:1.确定输入信号的频率和幅值。
根据设计要求,输入信号的幅值为0.1V,频率为1kHz。
2.根据输入信号的频率选择适当的滤波电容。
滤波电容的作用是平滑输出信号,减少交流分量。
一般情况下,滤波电容的取值范围为100nF~1μF。
在这个设计中,输入信号的频率为1kHz,可以选择一个较大的滤波电容,如1μF。
3.计算输出信号的幅值范围。
根据设计要求,输出信号的幅值应在0.5V~1V之间。
为了保证输出信号的稳定性,可以采用稳压二极管或稳压集成电路来提供稳定的直流电压。
选择一个适当的稳压元件,并确定其输出电压为0.5V。
4.设计偏置电路。
偏置电路的作用是将输入信号的零点移动到稳压元件的输出电压。
可以选择一个电阻分压网络来实现偏置电路。
根据输入信号的幅值和稳压元件的输出电压,计算所需的电阻值。
5. 进行仿真和调试。
使用电路仿真软件,如Multisim或PSPICE,进行电路仿真。
通过调整电路参数,观察输出信号的波形和幅值,对电路进行调试和优化。
6.制作和测试实际电路。
根据仿真结果,制作实际电路板,并对电路进行测试。
通过测量输出信号的波形和幅值,验证电路设计的正确性和性能。
总结:通过以上的设计步骤,可以设计出一个符合要求的二极管检波电路。
这个电路可以将输入的交流信号转换为直流信号,并输出到负载电阻上。
通信电子线路课程设计中波电台发射系统与接收系统设计学院:电信学院专业:通信工程姓名:学号:日期:2013年11月1 引言随着科学技术的不断发展,我们的生活越来越科技化。
正是这些科学技术的进步,才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。
这学期,我们学习了《通信电子线路》这门课,让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。
通过这次的课程设计,可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况,同时,在本课设结合Multisim软件来对中波电台发射机与接收机电路的设计与调试方法进行研究。
既帮助我将理论变成实践,也使自己加深了对理论知识的理解,提高自己的设计能力。
1.1 发射机原理概述及框图发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分,和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。
主振器的作用是产生频率稳定的载波。
为了提高频率稳定性,主振级往往采用石英晶体振荡器,并在它后面加上缓冲级,以削弱后级对主振器的影响。
低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。
低频信号通过逐渐放大,在末级功放处获得所需的功率电平,以便对高频末级功率放大器进行调制。
因此,末级低频功率放大级也叫调制器。
超外差式调幅发射机系统原理框图如图1.1所示。
1.2 接收机原理概述及框图接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号,主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。
原理框图如图1.2所示。
输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个,送给混频电路。
混频将输入信号的频率变为中频,但其幅值变化规律不改变。
不管输入的高频信号的频率如何,混频后的频率是固定的,我国规定为465KHZ。
中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。
实验十八微波测量二实验目的1、深理解谐振腔结构变化对谐振频率的影响—谐振腔的微扰2、测量样品的电容率3、学会晶体检波器的定标方法4、学会测量微波阻抗的方法实验原理微波技术是一门近代尖端科学技术,也是一种重要的科研手段。
雷达、微波中断通讯和卫星通讯已为大家所熟知。
例如,利用微波与物质的相互作用所产生的物理现象,发展了微波核磁共振技术,可研究原子、分子超精细能级及测定与此有关的物理量。
又如,作为时间基准的原子钟i,有着比天文钟高得多的准确度和稳定性。
在射电天文学、等离子体参量测量、遥测遥感技术、约瑟夫森效应等方面都要用到微波。
此外,微波作为加热用能源,在工业、农业、医疗、食品烹调有着越来越广泛的运用并已进入我们日常生活中。
利用微波测量技术既可以测量元件的特性又可以测量物质特性,而微波测量技术中核心元件为晶体检波器,为此应掌握其检测原理和方法。
1、晶体检波器的检波率在很多情况下只需测量微波功率的相对值大小时可用晶体二极管检波器来测量和指示微波功率,与利用功率计测量比较设备可大为简化。
由于节型二极管的工作频率教低,因此在微波段常采用点接触式多晶硅二极管,其工作原理与普通二极管完全一样,常见的有三种,如图所示:(1)(2)(3)微波晶体二极管检波器晶体检波器应放在传输系统中高频电场最请的位置,同时要达到匹配状态,在传输系统中安放晶体二极管的装置为晶体检波座,分为波导晶体座和同轴晶体座两种,其结构如图所示:波导晶体座同轴晶体座晶体检波座晶体二极管的伏—安特性是非线性的,其输出功率与微波电场之间的关系为:nkEI=n为检波律,在信号的功率较小时,2n即平方率检波,即晶体管的输出电流≈与微波功率成正比,当功率较大,则偏离平方律。
晶体管的检波特性如图所示:晶体检波特性从图可以看出当微波功率达到W μ10时检波曲线开始偏离平方律,即检波器的输出电流或电压与功率偏离线性关系。
由实验可知晶体二极管个检波特性差异很大,不同的二极管检波特性不同,同一二极管的检波特性也不很稳定。
湖南大学工程训练HUNAN UNIVERSITY 工程训练报告题目:基于模拟乘法器芯片MC1496的调幅与检波电路设计与实现学生姓名:秦雨晨学生学号: 20110803305专业班级:通信工程1103 指导老师(签名):二〇一四年九月十五日目录1 项目概述---------------------------------------------------------2 1.1引言---------------------------------------------------------21.1 项目简介----------------------------------------------------21.2 任务及要求--------------------------------------------------21.3 项目运行环境------------------------------------------------32 相关介绍--------------------------------------------------------33 项目实施过程----------------------------------------------------53.1 项目原理 ---------------------------------------------------53.2 项目设计内容------------------------------------------------93.2.1 调幅电路仿真--------------------------------------------93.2.2 检波电路仿真-------------------------------------------124 结果分析-------------------------------------------------------144.1调幅电路---------------------------------------------------144.2 检波电路---------------------------------------------------185 项目总结-------------------------------------------------------216 参考文献-------------------------------------------------------227 附录 --------------------------------------------------------231、项目概述1.1引言在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
第六章 振幅调制、解调与混频6.1某调幅波表达式为u AM (t )=(5+3cos2π×4×103t )cos2π×465×103t (v)1、 画出此调幅波的波形2、 画出此调幅波的频谱图,并求带宽3、 若负载电阻R L =100Ω,求调幅波的总功率 解:1.2. BW =2×4kHz =8kHz3. Ucm=5 m a =0.6Pc =U 2cm/2 R L =125mW P Σ=(1+ m 2a /2 )P c =147.5mW6.2 已知两个信号电压的频谱如下图所示,要求:(1)写出两个信号电压的数学表达式,并指出已调波的性质; (2)计算在单位电阻上消耗的和总功率以及已调波的频带宽度。
解:u AM =2(1+0.3COS2π×102t) COS2π×106t(V) u DSB =0.6 COS2π×102t COS2π×106t (V)P C =2W ;P DSB =0.09W ;P AM =2.09W ;BW=200HZ6.3 已知:调幅波表达式为u AM (t )=10(1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π× 3×103t)cos 2π×106t (v) 求:1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。
2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW 。
解:1.包含载波分量:频率为1000kHz ,幅度为10V上边频分量:频率为1003kHz ,幅度为1.5VkHz469465461上边频分量:频率为1000.3kHz ,幅度为3V 下边频分量:频率为997kHz ,幅度为1.5V2.带宽BW =2×3=6kHz6.4 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图(1)AM 波;(2) DSB 信号;(3)SSB 信号。
峰值检波器电路工作原理
峰值检波器电路的工作原理是基于非线性元件的特性。
非线性元件通常是二极管或晶体管。
当输入信号的电压超过非线性元件的正向电压阈值时,非线性元件开始导通。
导通时,非线性元件的电流随着输入信号的电压增加而迅速增加,从而实现对输入信号峰值的检测。
实现峰值检波的电路有多种形式,下面将介绍其中两种常见的电路结构。
1.二极管峰值检波电路
二极管峰值检波电路由一个二极管和一个电容组成。
二极管的阳极连接到输入信号,阴极连接到电容的正极,电容的负极连接到地。
输出信号通过电容上的电压实现。
当输入信号超过二极管的正向电压阈值时,二极管导通,电容开始充电。
电容充电到输入信号峰值后,二极管截止,电容保持充电状态,并输出信号。
2.晶体管峰值检波电路
晶体管峰值检波电路由一个晶体管和一个电容组成。
晶体管的基极连接到输入信号,发射极连接到电容的正极,电容的负极连接到地。
输出信号通过电容上的电压实现。
晶体管起放大作用,放大输入信号的幅度,使得电容能够更快地充电。
当输入信号超过晶体管的基极-发射极电压阈值时,晶体管开始导通,电容开始充电。
电容充电到输入信号峰值后,晶体管截止,电容保持充电状态,并输出信号。
检波电路详解概述检波电路(Envelope Detector Circuit)是指把高频信号转换成低频信号的电路。
它主要用于将调幅(AM)信号进行解调,提取出其中的调制信号。
在无线电通信、音频处理以及许多其他应用中,检波电路都起着非常重要的作用。
本文将对检波电路进行详解概述。
一、检波电路的原理检波电路的主要原理是通过选择电路元件的导通或截止状态,使得输入信号能够合适地通过导通状态的元件,产生输出信号。
在检波电路中,常用的元件有二极管、晶体管以及操作放大器等。
二、检波电路的分类根据检波电路的不同特点和需要实现的功能,可以将它们分为以下几类:1. 均值检波电路(Average Detector)均值检波电路是最简单且常用的检波电路之一,它通过使用电容器进行平均值测量来提取调制信号。
均值检波电路往往用于低频信号的检测。
2. 振荡检波电路(Oscillator Detector)振荡检波电路是使用自激振荡电路来实现检波的一种方式。
它通过将高频信号与自激振荡电路的振荡信号进行合理的混频和调制操作,从而提取出调制信号。
3. 直接解调电路(Direct Detector)直接解调电路是一种常见的检波电路,它直接利用二极管或晶体管的非线性特性,将高频信号解调成低频信号。
二极管整流电路和晶体管共射极解调电路是常用的直接解调电路。
4. 同步解调电路(Synchronous Detector)同步解调电路是通过与载波信号进行同步运算,实现将调制信号还原成原始基带信号的一种方法。
它可以避免直接解调中的非线性失真和高频偏移问题。
5. 抗噪声检波电路(Noise-Rejection Detector)抗噪声检波电路主要用于在信号较弱或被噪声干扰较多的情况下实现高质量的检波。
它通过使用一些滤波和放大技术,提高对调制信号的提取效果。
三、检波电路的应用检波电路在很多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用情景:1.无线电调幅广播接收机中的检波电路,用于解调接收到的调幅广播信号,提取出音频信号。
怀旧!上世纪晶体管收音机中常用的这些电子元器件你还记得
吗
上世纪七八十年代,收音机是那时的电子爱好者们最喜欢搞的电子制作之一。
那时不像现在有各种收音机专用集成电路,当时的爱好者们都是用三极管、电阻、电容这些分立元件来搞收音机制作的。
这里发一些当时制作收音机常用的电子元器件的图片,来回忆一下我们曾经熟悉的那些元器件吧。
▲锗高频管3AG1是当时收音机里常用的高频放大管之一。
▲3DG201是当时收音机里常用的NPN型硅三极管,其参数与金属壳封装的3DG6基本一样。
▲ 3DX204与3CX204为互补管,它们常用于OTL功放电路中。
▲2AP9、2AP10锗二极管是当时收音机里最常用的检波二极管。
▲上图所示的铝电解电容为当时收音机里常用的一种电容,其外壳为铝壳,没有绝缘层。
▲这种云母电容也是当时收音机里常用的电容。
▲单管收音机。
这款收音机只用一个锗高频管3AG1放大信号,检波电路用两个2AP9,耳机为高阻抗耳机。
小功率晶体管fT测量电路一、电路原理:电路由27M正弦中频信号发生器,待测管及其偏置电路,高频毫伏表,电源四个模块组成。
测量的基本原理:三极管的特征频率fT也称作增益带宽积,即fT=βfo,也就是说,如果已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数,就可算出特征频率fT。
使用石英晶振可得到准确的信号频率fo,关键问题在于测出电流放大倍数β。
V2是待测晶体管,它的基极电流Ib=Ui/R3,集电极电流为Ic=Uo/R4,那么β=Ic/Ib=(Uo*R4)/(Ui*R3),R3与R4是已知量,所以只须测得Uo与Ui的比值即可。
当然,发此计算不很精确,还需进一步修正。
毫伏表输入端接R2a(即C点的电压值)上可测得Ui值,由于此时毫伏表已超量程,所以测得的Ui不准确,因此应间接测量,可测量R2b(D点)的电压值Uib,Ui=2*Uib,这样不但可防止超量程,而且可减少信号源内阻引起的测量误差,实测的Ui=2*2.67=5.34个单位。
那么次级绕组E点电压为Ui*140/40=18.7个单位,F点电压为37.4个单位。
信号发生器:它是电容三点式振荡电路。
其中27M晶振等效为电感,晶振工作在泛音谐振状态,所以V1集电极输出须有选频回路。
选频回路由B1、C1构成。
B1的初级电感量为3.2uH,初级是在高频小磁环上绕7匝,次级两个绕组者是1匝。
B1与10pF电容并联时谐振频率为27M,而C1取值20pF,剩余10pF,所以频率为27M时B1、C1构成的谐振回路为容性,等效为10pF电容,该电容与晶振及68pF构成电容三点式振荡电路。
待测管电路:分两步分测量,一是电流放大倍数的测量,二是cb结势垒电容的测量。
测量出cb结势垒电容后可对电流放大倍数进行修正,如果不修正,测量出的小功率管电流放大倍数会偏小10%—30%,中功率管的会偏小数倍。
如果只是粗略测量,不必测出势垒电容,直接对电流放大倍数修正15%即可。
待测管的发射极接100欧电阻,对该电阻的功率有一定要求,可用4个390欧电阻并联得到。
二极管检波电路的设计在设计二极管检波电路时,首先需要确定以下几个参数:1.频率范围:确定电路中的信号频率范围,以便选择合适的二极管。
2.输入电压:确定输入信号的幅值范围,以便选择合适的电阻和二极管。
3.负载电阻:确定负载电阻的数值,以便确定输出电压和输出功率。
接下来,我们将详细介绍二极管检波电路的设计步骤:步骤1:选择合适的二极管根据所需的频率范围,选择一个高频性能好的二极管。
例如,选用速度较快,截止频率高的二极管可以提高电路的高频响应。
步骤2:确定输入和输出电阻在二极管检波电路中,输入电阻应保持足够大,通常在几KΩ至几MΩ之间。
输出电阻应保持较小,以提供较低的负载电阻。
输入电阻和输出电阻的选择将影响电路的增益和频率响应。
步骤3:设计滤波电路滤波电路用于将整流后的信号转换为平滑的直流信号,并去除所产生的谐波。
常见的滤波电路有电容滤波和LC滤波。
电容滤波器可以选择合适的电容值来平滑信号,并利用电容的谐振频率来去除高频噪声。
LC滤波器在一定程度上具有更好的滤波效果,但其设计更为复杂。
步骤4:通过仿真验证在设计完成后,使用电子电路仿真软件进行验证和分析电路的性能。
通过仿真可以观察信号的整流效果、滤波效果以及电路的频率响应等。
步骤5:电路实现和测试将电路按照设计的参数和仿真结果进行实现。
通过实际测试,检查电路的性能是否符合预期,并进行必要的调整和优化。
总结:二极管检波电路的设计主要涉及选择合适的二极管、确定适当的输入输出电阻、设计滤波电路以及验证和测试电路。
在具体设计过程中,还需要考虑电源电压、功耗和噪声等方面的因素。
通过合理的设计和优化,可以得到性能稳定、响应迅速的二极管检波电路。
检波电路原理
检波电路是一种用于提取调制信号的幅度或包络的电路。
它通常使用非线性元件,如二极管或晶体管,将高频信号转换为低频信号。
检波电路的工作原理基于非线性元件在不同电压下的电流-电
压关系。
当高频信号经过非线性元件时,它们会发生非线性失真,将高频信号的振荡部分削弱。
在此过程中,只有低频分量能够通过。
常见的检波电路有整流器和环路检波器。
整流器是最简单的检波电路,它使用二极管将正半周的信号转换为直流信号。
根据二极管的工作状态,整流器可以分为半波整流器和全波整流器。
环路检波器是一种更复杂的检波电路。
它使用二极管和滤波电容器来提取调制信号的包络。
在环路检波器中,输入信号通过二极管和滤波电容器,只有低频成分被滤波电容器接收并输出。
检波电路在无线通信、广播和音频处理等领域广泛应用。
它可以提取出被调制信号的信息,使其能够用于后续的处理和分析。
中波天线陷波网络的分析与设计中波天线陷波网络,是指一种电路网络,主要用于中波无线电通信中的信号处理,用于抑制中波天线接收到的一些干扰信号,并提高接收灵敏度。
在这篇文章中,我们将详细了解中波天线陷波网络的分析与设计。
一、中波天线陷波网络的基本构造中波天线陷波网络主要由以下几个部分构成:1.晶体管前置放大器2.陷波电路3.自动增益控制电路4.检波器其中,前置放大器主要负责放大天线接收到的信号,并将其送入陷波电路中。
陷波电路则是用于滤除干扰信号的关键部分,其由电感和电容组成,可以滤除不同频率的干扰信号。
自动增益控制电路则是用于控制前置放大器的放大倍数,使其能够适应不同强度的信号。
最后,检波器则是用于检测陷波电路输出的信号,并将其解调为音频信号输出。
二、中波天线陷波网络的分析中波天线陷波网络的分析主要分为以下两个方面。
1.陷波电路分析:陷波电路的设计需要考虑到需要滤除的干扰信号的频率范围,可以根据实际需要选择不同的电感和电容组合,从而实现对不同频率的干扰信号的滤除。
2.自动增益控制电路分析:自动增益控制电路主要负责调节前置放大器的放大倍数,以适应不同强度的信号。
其主要原理是基于反馈控制的思想,即根据输出信号的强度调节前置放大器的放大倍数,从而实现对不同强度的信号的增益控制。
三、中波天线陷波网络的设计中波天线陷波网络的设计主要需要考虑以下几个方面。
1.前置放大器的设计:前置放大器需要根据实际应用的需求确定其放大倍数和频率响应等参数,以实现最佳的接收灵敏度。
2.陷波电路的设计:陷波电路的设计需要考虑到需要滤除的干扰信号的频率范围,并选择合适的电感和电容组合,从而实现对不同频率的干扰信号的滤除。
3.自动增益控制电路的设计:自动增益控制电路的设计需要考虑到需要控制的放大倍数范围和控制精度等因素,以实现最佳的动态范围和抗干扰能力。
总之,中波天线陷波网络是一种非常重要的电路网络,可以有效地抑制中波天线接收到的干扰信号,并提高接收灵敏度。
高频电子线路课程设计说明书晶体管检波电路设计学生姓名:指导教师:专业:班级:完成时间:摘要包络检波电路有很多种,无源的有二极管检波,有源的有三极管、运放等;还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。
最简单的,也是用得最多的就是二极管和三极管。
若之前用三极管检波可以实现,那么还是用三极管的吧。
要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,电流回路是否完整;2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通,保证单向性;3、输出信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。
用二极管检波也无不妥,要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,要保证使二极管导通,并注意电流回路是否完整;2、给二极管加偏压,使之微导通,保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止,波形完整;3、检波后的信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。
检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。
检波(也称解调)二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来,广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中,其工作频率较高,处理信号幅度较弱。
常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。
常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。
关键词:检波;二极管;频率特性;包络检波目录第一章系统分析 (3)1.1设计课题任务和技术指标 (3)1.2基本原理 (3)第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现 (8)2.1设计课题的参数选择 (8)2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 (9)2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法 (11)第三章硬件电路组装调试 (12)3.1 使用主要仪器和仪表 (12)3.2 测试电路的方法和技巧 (12)3.3 测试数据 (12)3.4 调试中出现的故障 (12)第四章电路总结 (12)第五章元器件清单 (13)第六章收获和体会 (15)参考文献 (16)第一章 系统分析1.1设计课题任务和技术指标1、模块电路设计(采用Multisim 软件仿真设计电路) 1)采用晶体管完成一个振幅解调电路的设计 2)AM 信号m<0.8 3)音频信号kHZF 5max4)电压传输系数>0.5, 2、高频电路制作、调试HM108-2 AM 收音机的制作、调试、使用和故障的排出。
1.2基本原理图1―1(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。
它是由输入回路、二极管VD 和RC 低通滤波器组成。
在该电路中一般要求输入信号的幅度在0.5V 以上,所以二极管处于大信号工作状态,又称为大信号检波电路。
(1-1)式中,ωc 为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI Ω为调制频率。
在理想情况下,RC 网络的阻抗Z 应为(1-2)图1-1二极管峰值包络检波器(a) 原理电路 (b)二极管导通 (c)二极管截止对检波器的基本要求:(Ⅰ) 检波效率要高衡量一个检波器检波效率的一个参数是电压传输系数AV。
它定义为检波器输出调幅电压的幅值Vm (与检波器输入调幅包络变化幅值ΔVΩm之比,即(Ⅱ) 避免对角线失真在检波电路中,如果检波负载电路的时间常数 RC 太大,则滤波电容C上的电压可能跟不上调幅波包络线幅度的变化,就会产生对角线失真。
在调制系数Ma和最高调制频率ωΩmax确定的条件下,避免对角线失真(Ⅲ) 负峰切割要小负峰切割失真是由于检波器的直流负载和交流负载不同而引起的。
在图 1-2 中,检波器的直流负载为R =R1+Rw1。
而实际检波电路的输出端(图中的 B 端)常经耦合电容 (图中C1)送至下一级负载(图中R2和Rw2),故检波器交流负载为r =( R1+R) // ( R2+Rw2) 。
若调幅波的调幅系数Ma 比较大,且直流分量小于低频分量的振w1幅(图 1-2(b)中 (Im''>I0),则调幅波包络的波谷处被切割,出现了负峰切割失真。
避免负峰切割失真的条件是:对于晶体管电路,下级放大器的输入电阻Ri约为 2~5kΩ。
如果Ma在 0.3~0.8 的范围内,则R的取值范围为 1~10 kΩ。
(3).输入电阻Ri检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci,如图6―8所示。
输入电阻是输入载波电压的振幅Um与检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即(6-12)输入电阻是前级的负载,它直接并入输入回路,影响着回路的有效Q值及回路阻抗。
由式(6―11),有(6-13)当gDR≥50时,θ很小,sinθ≈θ-θ3/6,cosθ≈1-θ2/2,代入上式,可得(6-14)检波器的输入阻抗(4).检波器的失真1)惰性失真在二极管截止期间,电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。
了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速度,即如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络的变化速度为二极管停止导通的瞬间,电容两端电压uC近似为输入电压包络值,即uC=Um(1+mcosΩt)。
从t1时刻开始通过R放电的速度为将上2个式代入可得实际上,不同的t1,U(t)和Cu的下降速度不同,为避免产生惰性失真,必须保证A值最大时,仍有Amax≤1。
故令da/dt1=0,得代入式中,得出不失真条件如下:2) 底部切削失真底部切削失真又称为负峰切削失真。
产生这种失真后。
这种失真是因检波器的交直流负载不同引起的。
因为Cg较大,在音频一周内,其两端的直流电压基本不变,其大小约为载波振幅值UC,可以把它看作一直流电源。
它在电阻R和Rg上产生分压。
在电阻R上的压降为调幅波的最小幅度为UC(1-m),要避免底部切削失真,应满足第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现2.1设计课题的参数选择图2.1 晶体管检波电路图2.2 三级管检波电路三极管检波电路有如下特点:1、与二极管相比,在失真系数相当下,其检波效率大大提高,功率增益接近0db,而二极管检波器的功率增益约为-20db。
2、输入阻抗高,由二极管检波的1--2千欧提高到20千欧左右,这可使B2次级匝数增大,有利于改善AGC的控制。
3、因为检波管BG2接成发射极输出器,所以其输出阻抗小约500欧,只有二极管检波器的1/2-1/3,使其带负载能力增强。
4、传输系数高,比二极管检波约大2-3倍,这使末级中放管不容易产生阻塞现象。
用三极管检波可以实现。
要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,电流回路是否完整;2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通,保证单向性;3、输出信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。
用二极管检波也无不妥,要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,要保证使二极管导通,并注意电流回路是否完整;2、给二极管加偏压,使之微导通,保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止,波形完整;3、检波后的信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。
相比之下,由于实验软件的元件限制以及用二极管比较容易实现。
2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果综上所述,图 2.1比较适合本设计。
下图就是本课程设计的总电路图:本课程设计---晶体管检波实验电路如图二极管包络检波器主要由二极管和RC低通滤波电路组成。
二极管导通时,输入信号向C充电,充电时常数为RC,充电快;二极管截止时,C向R放电,放电快。
在输入信号作用下,二极管导通和截止不断重复,直到充放电达到平衡后,输出信号跟踪了输入信号的包络。
如果参数选择不当,二极管包络检波器会产生惰性失真和负峰切割失真。
惰性失真是由于RC过大而造成的,负峰切割失真主要是由于交直流等效电阻不同造成的。
AM 调制信号数据根据实验要求AM 信号m<0.8;音频信号kHZF 5max ;电压传输系数>0.5,实际实验中为了使波形相对的好看一些我们选用调制系数为0.3,载波频率为100kHz ,满足实验要求所以实验波形为:2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法1、电阻R1,R2是什么电阻?为什么要采用这种连接方式?若二极管开路,接收机能接受到信号吗?电阻R1,R2 是检波器的直流负载电阻,采用这种连接方式目的是减小检波器交、直流负载的差别,避免产生负峰切割失真。
若二极管开路,收音机无法接受到信号。
2、当改变高频信号源的载波频率时,会影响解调信号的波形么,为什么?答:当改变高频信号源的输出频率时,不管是输入信号频率还是本振信号频率,输出中频波的波形基本不变,只是频率改变,这是因为变频器只是改变信号频率,并不改变其波形,且中频频率为,当你改变或是时,显然会变,所以输出信号只有频率的变化,波形并不改变。
3、为什么会出现失真,应改变哪些元件的参数?答:为了避免产生惰性失真要求RC的值应该越小,而底部切割失真是由于检波器的直流负载电阻不等于交流负载电阻,而且调制系数相当大引起的。
所以为了避免这两种失真需要对R1、R2、C1、C2进行计算与选择。
4、解调信号为什么会出现毛刺,如何解决减小毛刺?答:毛刺是由于电容的充放电引起的,为了使得检波器输出的低频信号的高频波纹较小,要求RC>>T(即高频载波的周期)。
第三章硬件电路组装调试3.1 使用主要仪器和仪表1、螺丝刀 1把2、万用表 1台3、电烙铁 1台4、焊锡丝若干5、稳压源 1台3.2 测试电路的方法和技巧测量第一级到第五级的静态工作点的电流是否在要求的电流范围内即可3.3 测试数据第一级静态工作点:0.25mA第二级静态工作点:0.595mA第三级静态工作点:0.712mA第四级静态工作点:3.8mA第五级静态工作点:12.71mA3.4 调试中出现的故障有几个工作点的电流超过了规定的范围,但不影响收音机的整体工作,另外收音机仅能收到几个频段,音量有限。
实验中,我主要检查了个焊点是否有虚焊,确保元器件的接法是否正确,并在使用稳压源时先测试其电压再接入电路,确保工作电压的稳定及在正常范围内,保证了电路不被烧坏。
第四章电路总结本次设计中的二极管包络检波器主要由二极管和RC低通滤波电路组成。
二极管导通时,输入信号向C充电,充电时常数为RC,充电快;二极管截止时,C向R放电,放电快。
在输入信号作用下,二极管导通和截止不断重复,直到充放电达到平衡后,输出信号跟踪了输入信号的包络。
如果参数选择不当,二极管包络检波器会产生惰性失真和负峰切割失真。
惰性失真是由于RC过大而造成的,负峰切割失真主要是由于交直流等效电阻不同造成的。
这次课程设计我们按照课程设计上的程序以及导师指导下一步一步完成,先复习检波电路的原理,然后选择电路,计算关键元件的值,学习Multisim的使用,最后连线调试出预期的混频和滤波效果,然后做出实际电路。