同步检波器的设计
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实验七 同步检波器一 实验目的1.进一步了调幅的原理,掌握全载波调幅波和平衡调幅波的解调方法。
2.掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二 预习要求1.复习课本中有关调幅和解调原理。
2.分析同步检波产生波形失真的主要因素。
三 实验仪器设备1.双踪示波器2,万用表3 、CCTV —GPI 实验箱、板 3四 实验电路说明同步检波器:利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号的过程。
本实验如图8-1所示,采F1496集成电路构成解调器。
载波信号V C (t)经过电容C l 加在⑧、⑩脚之间,调幅信号经电容C 2加在①、④脚之间,相乘后信号由○12脚输出,经C 4、C 5、R 6 组成的低通滤波器,在解调输出端,提取调制信号。
五 实验内容及步骤1.解调全载波信号(1).将图8-1中的C 4另一端接地,C 5另一端接A ,按调幅实验中实验内容2 (1)的条件获得调制度分别为m=30 % 、100%、>100%的调幅波。
将它们依次加至解调器的输入端,并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号,分别记录解调输出波形,并与调制信号相比较。
(2).去掉C 4 , C 5观察记录m =30%的调幅波输入时的解调器输出波形,并与调制信号相比较。
然后使电路复原。
2.解调抑制载波的双边带调幅信号(1).按平衡调幅实验中的方法获得抑制载波的调幅波,并加至图8-1的U AM 输入端,其它连线均不变,观察记录解调输出波形,并与调制信号相比较。
(2).去掉滤波电容 C 4 , C 5 观察记录输出波形。
六 实验报告要求1.通过同步检波器实验,将下列内容整理在表内,并说明同步检波器的功能。
2.在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波调幅波及抑制载波的调幅波时去掉低通滤波器中电容 C 4、C 5前后各波形,并分析失真原因。
图8-1 F1496构成的解调器。
模拟乘法器的应用——乘积型同步检波器一、实验目的1、掌握集成模拟乘法器的工作原理及其特点2、进一步掌握集成模拟乘法器(MC1596/1496)实现振幅调制、同步检波、混频、倍频的电路调整与测试方法二、实验仪器低频信号发生器高频信号发生器频率计稳压电源万用表示波器三、实验原理与实验电路集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一,是一种多用途的线性集成电路。
可用作宽带、抑制载波双边带平衡调制器,不需要耦合变压器或调谐电路,还可作为高性能的SSB乘法检波器、AM调制解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等,它与放大器相结合还可以完成许多数学运算,如乘法、除法、乘方、开放等。
MC1496的内部电路继引脚排列如图所示MC1496型模拟乘法器只适用于频率较低的场合,一般工作在1MHz以下的频率。
双差分对模拟乘法器MC1496/1596的差值输出电流为MC1595是差值输出电流为式中,错误!未找到引用源。
为乘法器的乘法系数。
MC1496/1596使用时,VT1至VT6的基极均需外加偏置电压。
实验电路乘法器实现同步检波的原理同步检波分为乘积型和叠加型两种方式,它们都需要接收端恢复载波的支持,本实验采用乘积型同步检波。
乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与调幅信号相乘,用低通滤波器滤除无用的高频分量,提取有用的低频信号,它要求恢复载波与发射端的载波同频同相,否则将使恢复出来的调制信号产生失真。
实验中,用MC1496/1596构成的振幅调制电路产生调幅信号,然后采用实验电路实现信号的解调。
本实验电路的输出电流中,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,很容易滤除,因此不需要载波调零电路,而且可采用单电源供电。
本电路可解调DSB 或SSB信号,亦可解调AM信号。
MC1496/1596的10脚输入载波信号,可用大信号输入,一般为100-500mV;1脚输入已调信号,信号电平应使放大器保持在线性工作区内,一般在100mV 以下。
基于模拟开关实现的同步检波整流方案【文章标题】基于模拟开关实现的同步检波整流方案一、引言在电子领域中,同步检波整流方案作为一种常见的电路设计方案,被广泛应用于各种电源管理系统中。
它的设计原理是通过模拟开关技术实现同步检波和整流,以提高电路的效率和稳定性。
本文将以基于模拟开关实现的同步检波整流方案为主题,深入探讨其工作原理、设计方法和应用特点。
二、工作原理在基于模拟开关实现的同步检波整流方案中,主要包括两个关键部分:同步检波和整流。
同步检波是指在电路中引入一个同步信号,使检波时刻和输入信号的周期同步,以提高检测精度和减小误差。
而整流则是指将交流输入信号转换为直流输出信号的过程。
通过模拟开关技术,可以实现高效的同步检波和整流操作,保证电路工作稳定并提高效率。
三、设计方法1. 同步检波部分同步检波部分通常采用锁相环(PLL)技术来实现,其工作原理是通过比较输入信号和本地产生的同步信号的相位差,控制同步信号的频率和相位,使其与输入信号同步。
采用PLL技术可以实现精准的同步检波,提高电路的稳定性和准确性。
2. 模拟开关整流部分模拟开关整流部分主要包括开关管和滤波电路。
开关管的工作由同步信号控制,当同步信号为高电平时,开关管导通,将输入信号导向滤波电路;当同步信号为低电平时,开关管关闭,阻断输入信号。
通过合理设计开关管的工作时序和滤波电路的参数,可以实现高效的整流操作,降低输出波动和谐波失真。
四、应用特点基于模拟开关实现的同步检波整流方案具有以下特点:- 高效性:模拟开关技术可以实现快速开关动作,提高整流效率和减小能量损耗。
- 稳定性:同步检波可以保证检波时刻与输入信号同步,减小误差和波动。
- 灵活性:通过调整同步信号频率和相位差,可以适应不同输入信号频率和幅值的需求。
五、个人观点基于模拟开关实现的同步检波整流方案在电源管理系统中具有重要的应用前景。
它不仅可以提高整流效率和稳定性,还可以适应复杂多变的输入信号条件,具有较强的灵活性和可调性。
同步检波器的原理分析
同步检波器主要用于对抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波进行解调,也可以用来解调普通调幅波。
同步检波器是有相乘器和低通滤波器两部分组成。
它与包络检波器的区别在于检波器的输入除了有需要进行解调的调幅信号电压外,还必须外加一个频率和相位与输入信号载频完全相同的本地载频信号电压。
经过相乘和滤波后得到原调制信号。
图6-14为同步检波器的方框原理图。
,本地载频信号电压为
,即本地载频信号与输入信号的载频同频同相位,经相乘器相乘,输出为
,
经低通滤波得低频信号,对单边带信号来说,解调过程与单边带相似。
设输入信号为单频调制的上边带信号电压为,本地载波频信号电压为,经相乘期相乘,输出为
,经低通滤波得低通信号
,对于普通调幅波,同样也可以采用同步检波器来实现解调。
本地载波的产生方法及不同步的影响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。
本地载频信号与输入信号的载频不能保持同步,对检波性能会产生什么样的影响呢?
设本地载频信号与输入信号载频的不同步量为,相位不同步量为,即:
,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:6.39,经低通滤波器取出,
,可见,当频率、相位不同步时,检出的低频信号江产生频率失真和相位失真。
若用乘法模拟器构成的乘积检波电路解调单边带信号,则
,经低通滤波器取出,。
可见,当频率,相位不同步时,检出的低频信号将产生频率失真和相位失真。
检波器设计检波器是一种用于检测和转换高频信号为低频信号的电路或设备。
它在无线电通信、雷达、无线电广播等领域中广泛应用。
本文将介绍检波器的原理、常见的检波器类型以及检波器的设计要点。
一、检波器的原理检波器的主要功能是将高频信号转换为低频信号,以进行信号的检测和处理。
其基本原理是利用非线性元件对高频信号进行整流和滤波。
当高频信号通过非线性元件时,非线性元件会将信号的负半周零交叉点以下的部分截去,从而得到一个半波对称的脉冲波形。
然后,通过滤波器将高频成分滤除,得到低频信号。
二、常见的检波器类型1.整波检波器:整波检波器是一种将高频信号转换为全波形的低频信号的检波器。
它由一个二极管和一个滤波器组成。
二极管用于对高频信号进行整流,滤波器用于滤除高频成分。
2.平均值检波器:平均值检波器是一种将高频信号转换为其均值的低频信号的检波器。
它通过将高频信号通过电容分压得到一个直流分量,然后通过滤波器得到平均值。
3.峰值检波器:峰值检波器是一种将高频信号转换为其峰值的低频信号的检波器。
它通过在电容上储存信号的峰值电荷,并通过滤波器得到低频信号。
三、检波器的设计要点1.选择适当的检波器类型:不同的应用需要不同类型的检波器。
对于需要将高频信号转换为全波形的低频信号的应用,可以选择整波检波器;对于需要将高频信号转换为其均值或峰值的低频信号的应用,可以选择平均值检波器或峰值检波器。
2.选择适当的非线性元件:非线性元件是检波器的核心组件,可以选择二极管、晶体管、MOS管等。
选择合适的非线性元件可以提高检波器的灵敏度和线性度。
3.设计适当的滤波器:滤波器用于滤除高频成分,以获得低频信号。
选择合适的滤波器类型和参数可以提高检波器的抗干扰性能和频率响应。
4.充分考虑非线性元件的温度特性和供电电压:非线性元件的温度特性和供电电压对检波器的性能有重要影响。
需充分考虑非线性元件在不同温度和电压下的工作情况,并进行相应的补偿和校准。
5.优化电路布局和分析线路噪声:良好的电路布局和分析线路噪声可以提高检波器的信噪比和稳定性。
【基于模拟开关实现的同步检波整流方案】一、简介在电力电子设备中,同步检波整流技术是一种常见的电源转换技术,它通过同步开关实现高效地转换交流电为直流电。
本文将深入探讨基于模拟开关实现的同步检波整流方案,旨在全面了解该技术的工作原理、应用特点及优势。
二、同步检波整流技术概述1.同步检波整流技术的原理同步检波整流技术是通过控制开关管的通断实现对输入交流电的整流,其工作原理是在交流波形的每个周期内,选择适当的时刻进行整流,从而获得稳定的直流输出电压。
对于基于模拟开关实现的同步检波整流方案,其核心是利用模拟开关来实现整流过程中的控制和调节。
2.应用领域同步检波整流技术广泛应用于各种交流电源系统,如逆变器、变频器、充电器等,尤其在需要高效、高精度电能转换的场合下,其优势更加凸显。
三、基于模拟开关实现的同步检波整流方案详解1.工作原理基于模拟开关实现的同步检波整流方案,主要包括模拟开关管、电感、二极管等元件。
在工作过程中,通过控制模拟开关管的导通和关断状态,实现对输入交流波形的整流和滤波,并最终获得稳定的直流输出电压。
2.设计特点基于模拟开关实现的同步检波整流方案,具有响应速度快、效率高、体积小等特点。
与传统整流技术相比,其输出波形更加平稳,噪音更低,适用于对输出质量要求较高的场合。
3.性能优势在实际应用中,基于模拟开关实现的同步检波整流方案具有输出电压稳定、损耗小、控制灵活等优势,能够更好地满足电源系统对稳定输出的要求。
四、个人观点对于基于模拟开关实现的同步检波整流方案,我认为其在实际应用中具有较大的潜力和发展空间。
随着电力电子技术的不断进步与创新,基于模拟开关的同步检波整流技术将更加成熟和稳定,为各种电源系统的高效运行提供更可靠的保障。
总结回顾通过本文的全面介绍和分析,我们对基于模拟开关实现的同步检波整流方案有了更深入的了解。
我们深入探讨了该技术的工作原理、应用特点及优势,以及个人观点。
希望本文能够帮助读者更全面、深刻和灵活地理解该技术,为相关领域的应用提供参考和启发。
一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2.掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。
了解滤波电容数值对AM波解调影响;3.理解包络检波器只能解调m≤100%的AM波,而不能解调m>100%的AM波以及DSB 波的概念;4.掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法;5.了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响;6.理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。
二、实验任务1.用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能;2.用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能;3.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。
三、实验仪器集成乘法器幅度解调电路模块、晶体二极管检波器模块、高频信号源、双踪示波器、万用表、四、实验电路图5-1 二极管包络检波电路图5-2 MC1496 组成的解调器实验电路五、实验步骤(简单描述)及测量结果(一)实验准备1.选择好需做实验的模块:集成乘法器幅度调制电路、二极管检波器、集成乘法器幅度解调电路。
2.接通实验板的电源开关,使相应电源指示灯发光,表示已接通电源即可开始实验。
注意:做本实验时仍需重复实验8中部分内容,先产生调幅波,再供这里解调之用。
(二)二极管包络检波1.AM 波的解调(1)%30=a m 的AM 波的解调① AM 波的获得与实验8的五、4.⑴中的实验内容相同,低频信号或函数发生器作为调制信号源(输出300mV p-p 的1kHz 正弦波),以高频信号源作为载波源(输出200mV p-p 的2MHz 正弦波),调节8W 03,便可从幅度调制电路单元上输出%30=a m 的AM 波,其输出幅度(峰-峰值)至少应为0.8V 。
② AM 波的包络检波器解调先断开检波器交流负载(10K01=off ),把上面得到的AM 波加到包络检波器输入端(10P01),即可用示波器在10TP02观察到包络检波器的输出,并记录输出波形。
包络检波及同步检波实验报告篇一:实验十二包络检波及同步检波实验实验十二包络检波及同步检波实验一、实验目的1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。
2.掌握二极管峰值包络检波的原理。
3.掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象,分析产生的原因并思考克服的方法。
4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验内容1.完成普通调幅波的解调。
2.观察抑制载波的双边带调幅波的解调。
3.观察普通调幅波解调中的对角切割失真,底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
三、实验原理及实验电路说明检波过程是一个解调过程,它与调制过程正好相反。
检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。
还原所得的信号,与高频调幅信号的包络变化规律一致,故又称为包络检波器。
假如输入信号是高频等幅信号,则输出就是直流电压。
这是检波器的一种特殊情况,在测量仪器中应用比较多。
例如某些高频伏特计的探头,就是采用这种检波原理。
若输入信号是调幅波,则输出就是原调制信号。
这种情况应用最广泛,如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。
从频谱来看,检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频,如图12-1所示(此图为单音频Ω调制的情况)。
检波过程也是应用非线性器件进行频率变换,首先产生许多新频率,然后通过滤波器,滤除无用频率分量,取出所需要的原调制信号。
常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。
有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行解调。
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化规律,无法用包络检波进行解调,所以采用同步检波方法。
图12-1 检波器检波前后的频谱1. 二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。
大信号检波原理电路如图12-2(a)所示。
检波的物理过程如下:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电容器C充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流iD很大,使电容器上的电压VC很快就接近高频电压的峰值。
同步检波器的设计 1 目录 1 绪论 ....................................................................................................................... 2 2 任务概述 ............................................................................................................... 2 2.1 设计题目 ...................................................................................................... 2 2.2 设计目的 ...................................................................................................... 2 2.3 设计要求 ...................................................................................................... 2 3 MC1496芯片介绍 ................................................................................................. 2 4 同步检波器的仿真设计 ....................................................................................... 4 4.1 普通调幅波解调器的设计 .......................................................................... 4 4.1.1 普通调幅波的产生 ............................................................................. 4 4.1.2 普通调幅波的解调 ............................................................................. 4 4.2 抑制载波的双边带调幅波解调器的设计 .................................................. 4 4.2.1 抑制载波的双边带调幅波的产生 ..................................................... 4 4.2.2 抑制载波的双边带调幅波的解调 ..................................................... 5 5 工作原理及仿真波形 ........................................................................................... 5 5.1 基本原理 ...................................................................................................... 6 5.2 仿真波形图及结果分析 .............................................................................. 6 6 心得体会 ............................................................................................................... 7 参考文献 ................................................................................................................... 7 通信13-3 崔红梅 同步检波器设计 1 绪论 信息传输是人类社会生活的重要内容,而信息的传递很大程度上离不开调制和解调技术。振幅调制和解调是相对的过程,幅度调制波的解调称为检波,其作用是调幅波中不失真的恢复出调制信号。从频谱上看,就是将已调波的边带信号不失真的从高频出搬到零频附近。完成调幅解调作用的电路称为检波电路,可分为包络检波和同步检波两种,同步检波相比包络检波,其检波线性好,不存在惰性失真和底部切割失真问题,它采用一个与发射端载波同频同相的同步信号通过乘法器和低通滤波器来实现检波的。本次设计通过用Multisim12.0中的MC1496构建了同步检波电路,并对其进行仿真测试分析。 2 任务概述
2.1 设计题目 同步检波器的设计 2.2 设计目的 培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 巩固所学的专业技术知识,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能力,培养初步的独立设计能力; 通过课程设计实践,了解并掌握通信系统、通信信号处理等技术的一般设计方法,训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力,更好地将理论与实践相结合,提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。 2.3 设计要求 用模拟乘法器MC1496/1596设计一个同步检波电路,使其能实现对AM和DSB的解调,参数自行设计。 3 MC1496芯片介绍
在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频的调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程,而模拟乘法器正是实现两个模拟量(电压或电流)相乘的电同步检波器的设计 3 子器件。采用集成模拟乘法器实现上述功能比分立器件要简单的多,而且性能优越,因此集成乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。在目前的乘法器中,单通道器件(如MOTOROLA的MC1496)无法实现多通道的复杂运算;二象限器件(如ADI公司的AD539)又会使负信号的应用受到限制。而ADI公司的MC1496则是一款完全四通道四象限电压输出模拟乘法器,这种乘法器克服了以上器件的诸多不足之处,适用于电压控制放大器、可变滤波器、多通道功率计算以及低频解调器等电路。非常适合于产生复杂的要求高的波形,尤其适用于高精度CRT显示系统的几何修正。
图3-1 MC1496内部结构 Fig 3-1 MC1496 internal structure MC1496是以双差分电路为基础的四象限双平衡式模拟乘法器,用以实现两个模拟信号的相乘功能,是调幅电路的核心组成。但Multisim元器件中不存在这个元件,所以我们要创建一个MC1496的内部结构图,连接上输入/输出端符号后,通过编辑设置生成子电路,以便调用。其内部结构如图3-1所示:Q1和Q2组成第一对差分放大器,Q5是它的恒流源;Q3和Q4组成第二对差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。Q7和Q8组成的具有负反馈电阻的镜像恒流源,电阻R1、R2、R3为负反馈电阻,用以扩展输入电压的线性动态范围。 其引脚8和引脚10接输入电压,引脚1和引脚4接另一个输入电压,应交6和引脚12输出电压,引脚14为负电源端,引脚2和引脚3接电阻对差分放大器Q5、Q6产生电流负反馈,调节乘法器的信号增益,引脚5外接电阻,用来偏置电流以及镜像电流。 通信13-3 崔红梅 4 同步检波器的仿真设计 4.1 普通调幅波解调器的设计 4.1.1 普通调幅波的产生 普通调幅波使用Multisim软件中的安捷伦函数发生器产生,按下电源开关按钮,屏幕默认显示正弦波频率,先按下Shift键,再按下AM键,此时可以选择调幅波的载频频率,只要频率为处于跳动状态即可对它进行设置,此次设计将调幅波的载波频率设置为10KHz。确定好载波频率后,再按Ample键,设置载波的幅度,载波幅度设为300.0mVpp~。 载波频率和幅度设置好后,点击Freq键,界面显示10.000000KHz。先按Shift键,再按Freq键,可以设置调制波的频率,设置为1KHz。将调制波的频率设置好后点击Ampl键,设置调制波的幅度为400mV。调幅波的各参数都设置好后,点击Enter键,将以上设置的数据保存。 4.1.2 普通调幅波的解调
图4-1-1 AM的同步解调原理框图 Fig 4-1-1 AM synchronous demodulation principle block diagram 4.2 抑制载波的双边带调幅波解调器的设计
4.2.1 抑制载波的双边带调幅波的产生 DSB的内部结构如图4-2-1所示。 同步检波器的设计 5 图4-2-1 DSB的内部结构 Fig 4-2-1 The internal structure of DSB 4.2.2 抑制载波的双边带调幅波的解调
图4-2-2 DSB波的解调原理框图 Fig 4-2-2 The DSB wave demodulation principle block diagram 5 工作原理及仿真波形
同步检波器主要作用与抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波的解调,也可以用来解调普通调幅波。乘积型同步检波器主要是由相乘器和低通滤波器两部分组成。检波器的输入除了有需要解调的调幅信号电压外,还必须外加一个频率和相位与输入信号载频完全同步信号电压,此信号与输入已调波相乘产生一个含有原调制信号成分和其他频率成分的