二极管王业麒

二极管王业麒 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 高频电子线路课程设计(论文) 题目: 二极管检波电路设计 院(系): 信息科学与工程学院 041 专业班级: 通信 学 号: 040305005 学生姓名: 王业麒 指导教师: 牛芳琳 教师职称: 起止时间:__________________ 课程设计(论文)任务及评语 院(系):信息科学与工程学院 教研室:通信工程 学 号 040305005 学生姓名 王业麒 专业班级 通信041、 课程设计 (论文)二极管检波电路设计 题目 要求:1(对一个常规调幅信号进行二极管检波解调并用EWB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 课 程参数:常规调幅信号调幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电设 压100mV左右。 计 ) 论 文 ) 任 务 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩: 指导教师签字: 年 月 日 2 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 目 录 第一章 课程设计的基本概念……………………………………………………………….1 1.1 检波电路的基本概念................................................................................................1 第二章 课程设计目的与要求 ................................................................................................. 1 2.1 课程设计目的 ........................................................................................................... 1 2.2 课程设计的实验环境 ............................................................................................... 1 2.3 课程设计的预备知识 ............................................................................................... 1 2.4 课程设计要求 ........................................................................................................... 1 第三章 课程设计 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ............................................................................................................. 2 3.1电路原理设计 ............................................................................................................ 2 3.2设计电路 .................................................................................................................... 5 3.3总结 ............................................................................................................................ 7 参考文献 ................................................................................................................................... 7 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 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。 1 第三章 课程设计内容 3.1 电路原理设计。 (1)(原理电路及工作原理 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ωIΩ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 (2)(对检波器的基本要求 (?) 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 , 。它定义为检波器输出调V 幅电压的幅值, (与检波器输入调幅包络变化幅值Δ, 之比，即 mΩm 2 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) (?) 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 , 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 确定的条件下，避免对角线失真的条件是 , 和最高调制频率ωΩmaxa (?) 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, = ,+,。而实际检波电路的输出端(图中的 B 端)常经耦合电1w1 容 (图中 =( ,)送至下一级负载(图中,和,)，故检波器交流负载为 r ,+,12w21) // ( ,+,) 。若调幅波的调幅系数 ,比较大，且直流分量小于低频分量的振幅w12w2a (图 1-2(b)中 (，'',，)，则调幅波包络的波谷处被切割，出现了负峰切割失真。 m0 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, 约为 2,5kΩ。如果 , 在 0.3,0.8 ia的范围内，则, 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。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 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。有 3 当gDR?50时,θ很小,sinθ?θ-θ3/6, cosθ?1-θ2/2,代入上式,可得 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 4 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 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: 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 5 3.2设计电路，并画出电路图(用EWB画，并打出) 1、利用EWB软件绘制的普通调幅及其包络检波的实验电路。图中各元件的名称及标 称值。 如下图所示: 普通调幅及其包络检波器元件列 表 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 序号 元件名称及标号 标称值 1 信号源Ui 3V/1kHz 2 载波Uc 4V/200kHz 3 直流电压源Uo 6V 4 电阻器R1 10kΩ 5 电阻器R2 10kΩ 6 电阻器R3 510Ω 7 电阻器R4 1.2kΩ 8 可变电阻器R5 5 kΩ/0% 9 电阻器R6 560Ω 10 可变电阻器R7 100 kΩ/100% 11 平衡电阻R’ 10kΩ 12 负反馈电阻Rf 10kΩ 13 电容器C1 0.033uF 14 电容器C2 0.033uF 15 电容器C3 10uF 16 检波二极管D1 2AP7 17 模拟乘法器A1 默认值 18 集成运算放大器AR1 默认值 2、设置电路中各元件的参数，打开仿真开关，从示波器上观察调幅波及检波输出信 号的波形。 3、将R5调到最大(100%)，从示波器上可以观察到检波器的输出波形将出现惰性失 6 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 真。 4、将R5恢复到最小，调整R7到最小(0%)，从示波器上可以观察到检波器出现负峰切割失真。 二极管信号峰值包络检波器输入调幅波与输出波形 检波器出现惰性失真时的输出波形 检波器出现切割失真的输出波形 3.3总结 通过本次课设，使我们把理论和实践充分的结合起来了，充分的锻炼了我们的动手能力。使我了解了设计电路的程序，也使我掌握了关于二极管检波的原理和设计理念。通过EWB的仿真使我了解了该软件的原理与使用方法，为我们以后的实践打下了坚实的基础。 参考文献 [1] 张肃义.高频电子线路.第二版.北京:高等教育出版社，1988 7 [2] 李新平.实用电子仿真技术.北京:机械工业出版社，2003 [3] 李东生.信号与电子系统原理及EDA仿真.中国科学技术大学，2000 8