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峰值检波器电路的设计.

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峰值检波器电路的设计.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...

峰值检波器电路的设计.
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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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 1 1.2检波器的作用 1.2.1包络检波器电路 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u(t),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。 1.2.2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t1 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 2.1工作原理 峰值检波器工作原理:峰值检波器,它是一个能记忆信号峰值的电路,其输出电压的大小,一直追随输入信号的峰值,而且保持在输入信号的最大峰值。 图4 峰值检波器电路 当V1〉V。时: 信号由(+)端加入,OPA的输出Va为正电压,二级 管D导通,于是输出电流经D对电容C充电一直充至与Vi相等之电压。 (当D导电时此电路作用如同—电压跟随器) 当V1〈V。时: 逆向偏压,相当于开路,于是电容C既不充电也不放电, OPA的输出Va为 维持于输入之最大值电压 图5为输出与输入的充放电情形,其中输出波形V。,一直保持在输入波形Vi的最大峰值。 图5 电容C输入输出的充放电 5 2.2电路图 6 第三章 元器件介绍 3.1电路所需元器件 元件名称 元件个数 功能 LF398 1 采样保持芯片 LM311 1 电压比较器 电阻24K 1 电阻15K 1 电阻30K 1 电阻5.1K 1 1K可调电阻 1 3V稳压二极管 1 0.1uf钽电容 1 8 DIP插座 2 双列直插插座 两芯插座 1 三芯插座 1 面板 1 导线、焊锡丝 若干 3.2 LF398采样,保持器 采样保持电路实质上是一种模拟信号存储器,它在数字指令控制下,使开关 通断,对输入信号瞬时值进行采样并寄存,通常用两个运算放大器构成高输入阻 抗的采样/保持电路,如图6所示: 图6 7 放大器A1是射随器。它对模拟信号提供了高输入阻抗,并提供了一个低的输出阻抗,使存储电容CH能快速充电和放电,放大器A2在存储电容和输出端之间起缓冲作用。开关K1在指令控制下通断,对电容CH充电或放电,开关S1通常使用FET开关或MOSFET开关,存储电容CH一般取0.01~0.1μF。 采样/保持电路经常使用集成电路LF398,该器件的工作原理和使用方法说明如下: LF398具有采样和保持功能,它是一种模拟信号存储器,在逻辑指令控制下,对输入的模拟量进行采样和寄存。图7是该器件的引脚图。各引脚端的功能如下: ?和?端分别为VCC和VEE电源端。电源电压范围为?5V,?15V。 ?端为失调调零端。当输入Vi=0,且在逻辑输入为1采样使,可调节?端使Vo=0。 ?端为模拟量输入端。 ?端为输出端。 ?端为接采样保持电容CH端。 ?端为逻辑基准端(接地)。 ?端为逻辑输入控制端。该端电平为 “1”时采样,为“0”时保持。 图7 LF398内部电路原理图如图8所示。 当8端为“1”时,使LF398内部开关闭合,此时A1和A2构成1:1的电压跟随器,所以,Vo = Vi,并使迅速充电到Vi,电压跟随器A2输出的电压等于CH上的电压。 8 图8 LF398电路原理图 当8端为“0”时,LF398内部开关断开,输出电压Vo值为控制端8由“1”跳到“0”时CH上保持的电压,以实现保持目的。端8的逻辑输入再次为“1”、再次采样时,输出电压跟随变化。 采用保持器LF398对电压信号进行采样/保持。在单片机P2.5口的控制下,高电平,采样;低电平,保持。输入的正弦波信号经LF398后变为抽样信号。电路如图9所示: +12V R1 R2+5V 24k1k -12VD1 21A4 Uoui35 8LF3986 D27 P2.5 C1 0.01uf -5V 图9 3.2.1 LF398芯片介绍 LF398是一种高性能单片采样/保持器。它具有很高的直流精度、很快的采样时间和低的下降速度。器件的动态性能和保持性能可通过合适的外接保持电容 9 达到最佳。例如选择1000PF的保持电容,具有6us的采样时间,可达到12bit的精度。LF398的价格低廉。电源电压可从?5,?18V任意选择,其性能几乎无影响。采样/保持的逻辑控制可与TTL或CMOS电平接口。它可广泛地应用于高速A/D转换系统、数据采集系统和要求同步采样的领域。该器件外形采用8脚DIP封装结构。 性能特点:A.具有12bit吞吐精度;B.采样时间:小于10us;C.宽带噪声:小于20uV;D.可靠的整体结构;E.输入阻抗:大于1010Ω;F.TTL和CMOS逻辑接口。 主要参数: 输入偏流:小于50nA;b.增益:1;c.输入失调:小于?7mV;d.输出阻抗:小于0.5Ω;e.电源电压:?5,?18V;f.电源电流:?4.5,?6.5mA。 内部结构说明: OFAD 2 30K _N25+OUT _S N1Vi3+ 1506HOC MCTR8C1 LF398MREF7 图10 LF398内部电路结构 LF398内部电路结构如图10,N1是输入缓冲放大器,N2是高输入阻抗射极输出器。逻辑控制采样/保持开关:当开关S接通时,开始采样,当开关断开时,进行保持。 3.2.2基本接法与应用 下图是LF398的基本连接图。失调电压的调整是通过与V,的分压并调整1KΩ电位器实现的。保持电容CH应选用300,1000PF的高性能低漏电云母电容器。控制逻辑在高电平时为采样,在低电平时为保持。本设计采用此种连接方法。电路如图11所示: 10 图11 3.3 LM311 3.3.1 引脚图 图12 3.3.2 引脚功能 GROUND/GND:接地。 INPUT +:正向输入端。 INPUT -:反向输入端。 OUTPUT:输出端。 BALANCE:平衡。 BALANCE/STROBE:平衡/选通。 V+:电源正。 V-:电源负。 3.4 稳压二极管 稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管,其V-A特性曲线与 普通二极管相似,但反向击穿曲线比较陡~稳压二极管工作于反向击穿区,由于 11 它在电路中与适当电阴配合后能起到稳定电压的作用,故称为稳压管。稳压管反向电压在一定范围内变化时,反向电流很小,当反向电压增高到击穿电压时,反向电流突然猛增,稳压管从而反向击穿,此后,电流虽然在很大范围内变化,但稳压管两端的电压的变化却相当小,利于这一特性,稳压管访问就在电路到起到稳压的作用了。而且,稳压管与其它普能二极管不同之反向击穿是可逆性的,当去掉反向电压稳压管又恢复正常,但如果反向电流超过允许范围,二极管将会发热击穿,所以,与其配合的电阻往往起到限流的作用。 3.4.1 稳压管的伏安特性 图13 稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见图13所示,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。 3.4.2 稳压管的应用 1.浪涌保护电路(如图14):稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜。图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开。 12 图14 2、电视机里的过压保护电路(如图15):EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。 图15 3、电弧抑制电路如图16所示,电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。 图16 4、串联型稳压电路(如图17):在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压 13 二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了。这个电路在很多场合下都有应用。 图17 3.4.3 稳压二极管的参数 1.Vz— 稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 2.Iz— 稳定电流。指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损 动态电阻。 耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。 3.Rz—指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压管的工作电流为 5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω ; 20mA则基本维持此数值。 4.Pz— 额定功耗。由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo 5.Ctv— 电压温度系数。 是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/?C,即温度每升高1?C,其稳压值将升高0.07%。 6.IR— 反向漏电流。指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。 14 第四章 峰值检波器的测试及性能指标 4.1峰值测量精度 4.1.1测量直流信号 分别输入0.5V、1V、2V、5V的直流电压,测量输出电压,并计算误差。 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 直流信号测量表: 相对误差 ui 检测信号峰值u0 输入信号电压 (V) (V) 0.5 0.5 0 1 1 0 2 1.9 -5% 5 4.7 -6% 4.1.2测量交流信号 分别输入50KHZ有效值为1V、2V、4V、5V的正弦波,测量输出电压,并计算误差。 表2 交流信号测量表 相对误差uuup1p2i输入信号电压 输入信号峰值 检测信号峰值 u,up2p1(V) (V) (V) *100%up1 1 1.44 1.4 -2.8% 2 2.84 2.7 -4.9% 4 5.62 5.4 -3.9% 15 5 7 6.8 -2.9% 表3 交直流信号测量表 4.1.3测量具有直流分量的交流信号 输入50KHZ、幅度为2V的正弦波,直流分量分别为-1V、0.5V、1V、2V,测量输出电压,并计算误差。 相对误差uu输入信号直流分量 p1p2输入信号峰值 检测信号峰值 u,up2p1*100%(V) (V) (V) up1 -1 1 0.9 -10% 0.5 2.5 2.4 -4% 1 3 2.7 -10% 2 4 3.8 -5% 4.2 频率响应 输入有效值为2V的正弦波,当频率分别为20HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ、2KHZ、5KHZ、10KHZ、50KHZ、100KHZ时,测量输出电压,并画出频率响应图 频率 20HZ 100HZ 200HZ 500HZ 1KHZ 2KHZ 5KHZ 10KHZ 50KHZ 100KHZ 输出电压(V) 2.3 2.2 2.1 2.1 2.0 2.0 2.1 2.1 2.0 1.9 16 图18 频率响应图 第五章 系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 5.1 系统的测量范围 频率测量范围即有效频率范围,是指能保证仪器其他指标正常工作的输入信号或输出信号的频率范围。常规的单片机测频系统频率测量范围小于500kHz。 5.2 系统的测量精度 测量都是对“真实”值的大致估计,也就是说测量的数值总是和“真实”值有一定的误差,那么这样一个误差的大小就是通常所说的测量精度,它反映了测量仪器系统所能真实还原测量信号值的能力。测量误差的来源是多方面的,对于测量设备而言,除了ADC本身的各种误差因素外,前端的信号调理和整个板卡的布局都会影响到总的测量精度;此外,测量精度还受到众多外部因素的影响,如环境的噪声、工作温度等。因此,在评测一个仪器系统的测量精度时,除了ADC的位数,还应该考虑设备的绝对精度值(多种误差因素的综合值),以及系统工作在真实环境中遇到的温度、噪声及其他外部因素的影响。 5.3 误差来源 系统误差定义:在规定测量条件下,对同一量进行多次测量时,如果测量误差能够保持恒定或按照某种规律变化,则这种误差成为系统误差或确定性误差,简称为系差。如电表零点不准,温度、湿度、电源电压变化等引起的误差、,测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。产生误差的原因有很多,例如仪器误差、使用误差、人身误差、环境误差、方法误差等。 17 5.4 系统调试注意事项 (1) 示波管 示波管是示波器的主件,是一个呈喇叭形抽成真空的玻璃泡 有电子枪和二对互相垂直的偏转板,喇叭口的球面内壁上涂有荧光物质,构成荧光屏。 (2)频率设置 ?按电压/频率/相位切换按钮切换显示器为频率显示(KHz指示灯亮)。 ?按设置按钮,进入频率设置状态,此时频率显示最高位开始闪烁。 ?按位选择按钮,改变闪烁位到所需步长。 ?按调节按钮,改变频率,如果闪烁在100.000KHz位,则频率增加或减少,其余类推。 ?再次按设置按钮,退出频率设置状态。 电子枪由灯丝f 、阴极k 、栅极G以及一组阳极A所组成。灯丝通过炽热,使阴极发热而发射电子。由于阳极电位高于阴极,所以电子被阳极加速,当高速电子撞击在荧光屏的壁上会使荧光物质发光,在屏上就能看到一个亮点(改变阳极电位,可以使不同发射方向的电子恰好会聚在荧光屏的某一点上,这种调节称为聚焦。栅极的电位较阴极k为低,改变栅极电位的高低,可以控制电子枪发射电子数的多少,使荧光屏上的亮点发生明暗变化,这种调节称为辉度调节。 两对偏转板的作用是用来控制亮点在荧光屏上的位置的,Y轴偏转板加上信号电压可以控制电子束的纵向偏转,X轴偏转板加上电压可控制电子束的横向偏转。在一定范围内,光点偏离荧光屏中心的距离与偏转板上所加电压的大小成正比。 (3)电压设置 ?按电压/频率/相位切换按钮切换显示器为电压显示(V指示灯亮)。 ?按设置按钮,进入电压设置状态,此时电压显示最高位开始闪烁。 ?按位选择按钮,改变闪烁位到所需步长。 ?按调节按钮,修改电压。 ?再次按设置按钮,退出电压设置状态。 设置/显示的电压为波形峰值电压,调节范围为0.02V,5.00V,电压精度优 18 于10,。 注意:输出波形为正弦波时,显示为有效电压(修改步长为最前面各步长的0. 707倍。此外还要注意的有 1(接入电源前,要检查电源电压和仪器规定的使用电压是否相符。 2(各旋钮转动时切忌用力过猛。 3(为了保护荧光屏不被灼伤,使用时,亮度不能太强,而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一点上。 4(示波器应聚焦良好。 5.5 系统设计存在的不足 首先,在电路板布局中,有可能存着设计的不足,它的整体搭接会影响最终的效果;其次,元器件的功能不足,如此次的电容没有达到理想中的要求;最后,在调试过程中,同学们对电子仪器的不熟悉,会导致使用不完善。 19 第六章 实验总结 这次的课程设计题目是《峰值检波器电路的设计》,以往我们焊电路板时,电路板上的布线都是现成的,而这次老师发给我们的板子是万能板,需要自己布线,开始老师要我们先打好草稿,之后才能更好的焊接。我们都只是稍微布置了一下,便开始焊接了。元器件的测量以及焊接现在对我们来说已经不是什么大问题了。 待元器件都焊好后,就是布线了。为了省事,刚开始时,我们都是直接用导线将两端口直接“架桥”似的焊在一起。慢慢的随着“桥”的增多,眼也开始花了,不久老师发现我们焊的这些“桥”都不由得汗颜了一把,后来找来了别班的一个板子,呃,焊的真好看,又清楚。看完后有些人回去改好,有些不能改的也就这样了,我看我的板子再对照那个好看的板子,简直惨不忍睹啊,所以回去重新焊一个去,此时才懂得老师要我们好好打草稿的原因,首先在草稿上将电路图画出(不能有交叉的线),然后再焊,这样思路清晰,不容易出错,虽然花的时间稍微多了点,但质量有保障又美观。电路板焊好之后就要检查其好坏,再进行修改然后测量相关数据。 课程设计,是以学生自己动手动脑,亲手设计,制作,组装与调试为特色的。它培养我们的实践能力和创新精神。实验过程中遇到问题,和同学相互讨论,明白了团队合作的重要性。通过这次的课程设计,我了解到要完成一个课程设计的过程大致是这样的:知道它的原理,然后制定设计方案,绘画出原理图。具体的也要了解每个器件,它的作用和原理等。再对电路有了分析的基础上测量和进 20 行计算。这次我焊的电路板虽然看上去挺好看的,但是线路有点多,焊接技术也不怎么样,导致线路不稳定,测量的时候误差比较大。所以,以后在焊板子的时候还是要注意焊接的,焊接很重要。焊接的好很快就可以调试出来,不然很难调试出来,就算出来了结果也不好。还有一点就是调试真的是需要耐心,烦躁的时候结果出不来还会更烦躁,耐心很重要。希望我通过这次的课程设计能吸取教训,这样以后的实验中才会有更好的结果。 参考文献 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,2005 方彦军,孙建。智能仪器技术及其应用。北京:化学工业出版社,2004 肖晓萍。电子测量技术。北京:电子工业出版社,2002 卢文科。实用电子测量技术及其电路精辟。北京:国防工业出版社,2000 李明生,刘伟。电子测量仪器与应用。北京:电子工业出版社,2000 赵茂泰。智能仪器原理及应用。北京:电子工业出版社,1999 万象。电子测量与仪器。北京:中国劳动出版社,1995 陆希明。电子元件测量与仪表。北京:电子工业出版社,1995 管致中等。电子测量仪器实用大全。南京:东南大学出版社,1995 古天祥,王厚军等。电子测量原理。北京:机械工业出版社,2006 基于乘法器的调幅电路设计 王凤启(安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 21 080408005) 指导老师 李强 摘要:系统地提出了用集成模拟乘法器MC1496(双列直插式)组件实现选定的电路,总体方案设计由单元电路MC1496实现振幅调制器和利用包络二极管检波器、低通滤波器实现调幅信号的解调两大部分组成。其中第一部分电路完成不同调制系数M值的全载波调幅;第二部分是把前者输出的全载波调幅信号解调出来。从而进行各单元设计,总体调试。 关键词:集成模拟乘法器;检波器;滤波器 1(引言 集成模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件,高频电子线路中的振幅调制、同步检波等调制、解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。模拟乘法器是一个多用途器件,它与放大器相结合可以完成许多数学运算,如乘法、除法、乘方、开方等。除此之外模拟乘法器还能用来进行各种频率变换,如平衡调制、同步检波、鉴相等。本设计实验制作主要是用MC1496的乘法器工作原理,用来实现全载波调幅、测量调幅系数,实现调幅波形的变换,学会分析实验现象。掌握这些后对调幅波信号进行解 22 调,采用设计的二极管包络检波器、低道滤波器电路来实现。了解二极管包络检波器、滤波器的主要指标,对检波频率及波形进行分析。所以目前在无线电通信、广播电视等方面应用较多。 2.乘法器的工作原理 1 乘法器的工作原理 MC1496是双平衡四象限的集成模拟乘法器,内部电路图及引脚图如图1所示,由图1可知,该乘法器是属于并联交叉耦合可变互导型,由T1,和T2两个晶体管组成一对差分放大器,T5是它的恒流源;又由T3和T4两个晶体管组成第二对差分放大器,T6是它的恒流源。T1 和T3集电极连在一起,T2 和T4集电极联在一起,T2 的基极与T3的基极相连,Tl和T4的基极相连。从这种联接方式可以看出,第一对差分放大器的极性(对ux (t)来说) 恰好与第二对差分放大器的输入信号 ,,的极性相反,当uy(t)=O时,i5=i6 。即,=一, i2i1 ,i,,,i。 34 23 u(t)u(t)u(t)根据分析表明,在“中只存在和的乘yx0 积项,而无直通分量。T7、T8、T9等组成具有负反馈电阻的恒流源(R7(R8(R9 为负反馈电阻,它们的作用是展宽动 R态范围。引脚?和?外接电阻,对差分放大器T5、T6产F U生电流负反馈。可调节乘法器的信号增益,扩展输入电压y RI的线性动态范围。引却?外接电阻用来调节偏置电流 和sS I镜像电流的值。MC1496只适用于频率较低的场合,它的工O 作频率在1MHz以下。 2 静态工作点设置 2(1 静态偏置电压设置 根据MC1496的特性参数和它的内部电路,在应用时,静 24 态偏置电压应满足下列关系: 2(2 静态偏置电流的确定 静态偏置电流主要由恒流源,的值来确定,当器件为IO R单电源供电时,引脚14接地,?脚通过一个电阻接正电S? 源 ,由于是 的镜像电流,所以改变电阻 可以调VIIRCCOSS节的大小,即: IO 当器件双电源工作时,引脚?接负电源,?脚通过电阻R 接地,因此改变R 也可以调节,0的大小,即 根据MC1496的性能参数,器件的静态电流小于4mA,一 I,IIV般取 =lmA左右。器件的总耗散功率可得:=2 ( POSS6D IV—V )+ ( —V ),P应小于器件的最大允许耗散功率S51414D (33mW)。 3 设计要求 (1)掌握MC1496乘法器实现振幅调制器及包络二极管检波器的设计组装与调试方法。 25 (2)熟悉MC1496集成电路及检波二极管、低通滤波器的使用。 4 设计内容 (1)利用MC1496集成乘法器实现振幅调制电路。 (2)利用检波二极管、滤波器实现调幅信号的解调。 5 设计方案 调制器及解调器的框图如图2所示。它由MCl496集成乘法器芯片、三极管、检波二极管、滤波器等元器件组成。 6 单元电路设计、原理及器件选择 6(1 振幅调制器 采用MC1496实现振幅调制,调制器如图3所示。幅度调制就是载波的振幅调制信号控制周期的变化,由MC1496构成调 N幅器,它将高频正弦波信号为载波信号输人到I,并加在1 TT两组差动放大器、对地的输入端?脚和?脚之间;另将14 TT低频正弦波信号作为调制信号加在差动放大器、 输入端56?脚和?脚之间。将这两种信号输人后,二者相乘为输出信 R,号的全载波信号。在?脚和?脚外接=lk电阻,以扩大E 26 调制信号的动态范围。已调信号取自双差动放大器的两个集 12R电极(?和?脚之间)输出。用来调节?脚和?脚之间的p2 R平衡,调节?脚和?脚之间的平衡。三极管T提高调幅器p1 带负功能力。 R(1)用直流调制特性调节。(2)实现全载波调幅,加p2 uu,,入(t)=200sint高频输入;加入(t)=60sint低频信cs NN号,分别将高频、低频信号输入I和I端。 12 6(2 调幅波信号解调器 调幅波解调器,采用非线性元件二极管2AP12及RC元器件低通滤波器构成,实际的调幅波解调器如图5所示。调幅波的解调,就是要求从调幅波中不失真地还原出调制信号,它是调制的逆过程。振幅解调框图如图6所示。 6(3 调试 27 调试所需仪器有双踪示波;高频信号发生器;低频信号发生器;直流稳压电源与设计自制实验 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 进行调试。 本次设计在进行实验调试过程中,采用了分级调试方法,对各部电路遵循调试一部分,安装焊接一部分的原则,取得了较好的效果。 具体调试步骤及方法: 6(3(1 直流调制特性测量 N按图3接通+12V、一8V直流电压,在I端输入低频正2 弦波信号频率f=1kHz,Us=20mV峰一峰值为调制信号;在 28 NI端输入高频正弦信号,频率f=100kHz,Uc=200mV峰一1 RU峰值为载波输入信号。调节使取值为0至0.45V,p2AB 测量值如表1所示。 6(3(2 实现全载波调幅 R调节使=0.1V,调频率f=1kHz,=200mV峰一峰值,UUp2CAB uN即(t)=200mVsint信号加入调制器的I端,调频率,s1 uf=1000Hz, =60mV峰一峰值,即(t)=60mVsint信号加U,cS TN入I端。用示波器观察OU波形,它的波形为全载波输 02 出波形(见图7)。 此时M=,=60,200=30, , UUSC 根据=K (t),计算系数K=,× 值与输UUUUUU0C0CABAB入信号的大小有关,调制系数M不同,在实际应用中取M值应合理。因而在调制器输出端得到较好的全载波信号。如图7所示。 6(3(3 调幅波信号的解调 将图7全载波输出信号加入到图5解调电路的输入端。用示 29 波器观测输出信号为解调波形。 R在调试过程中发现?脚和?脚接电阻是扩大调制信E RRc号的动态范围,通常取1k,调试取为1k合适;引脚,,E ?外接电阻用来调节偏置电流及镜象电流值,通常RIIRSS0S取值lk,,调试取为6.8k,合适。 RS 6(4 误差分析 系统出现一些误差,其原因是焊接布置导线过长、虚焊、短路,解决办法是通电前进行仪表检查排除后调试。电压平衡调解器选择20k,,太大,解决办法取10k合适;解调时出 N现输出信号失真,如出现双向失真现象,解决办法是降低I 1输入端高频信号幅度。如出现波形及其它失真现象,调整低通滤波器的RC值及检波器的二极管。 6(5 元器件选择 (1)集成模拟乘法器MC1496一块; (2)三极管9018一个; ,(3)电位器10二个; (4)电阻电容若干; (5)二极管2AP12; (6)实验板100mm×150mm。 绘制出整机原理图。 综上所述,该系统的设计、安装调试工作全部完成,电路的调幅波解调采用的是由二极管包络检波器、低通滤波器 30 组成的解调器,这种解调电路是解调大信号的。根据不同的大、小信号可以设计出多种解调电路,也可采用MC1496组成解调器解调信号。 参考文献: [1] 沈传兹(高频电路[M](西安:西安电子科技大学出版社,2000:113—132( [2] 谓}嘉奎(电子线路(非线性)[M](4版(北京:高等教育出版社,2000:216—229( [3]‘ 集成电路手册编委会(中外集成电路简明速查手册[M](北京:电子工业出版社,1997( [4] 赵淑范(数字电子钟设计[J](长春大学学报,2004,14(4):36—39( [5] 沈芹(非线性电子线路[M](北京:高等教育出版社,2004( 31
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