射频通信电路课程设计研究报告.docVIP

射频通信电路课程设计报告 引言常用的振幅检波电路有包络检波和同步检波两类。输出电压直接反映调幅包络变化规律的检波电路,称为包络检波电路,它适用于普通调幅波的检波。通常根据信号大小的不同,将检波器分为小信号平方律检波和大信号峰值包络检波两信号检波目前, 在 应 用较 广 泛 的 电 路 仿 真 软 件 中, Pspice是应用较多的一种。Psp ice 能够把仿真与电路原理图的设计紧密得结合在一起。广泛应用于各种电路分析,可以满足电路动态仿真的要求。其元件模型的特性与实际元件的特性十分相似 ,因而它的仿真波形与实验电路的测试结果相近,对电路设计有重要的指导意义。引言 2 一．概述 3 二. 方案分析 4 三．单元电路的工作原理 6 1．LC正弦波振荡器 6 2．模拟乘法器电路 8 3．谐振电路 9 4．包络检波 12 四．电路性能指标的测试 14 五．课程设计体会 15 参考文献 17 概述 1.1 混频器和振荡器的定义 混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图1所示。 振荡器输出一频率为=10MHz、幅值0.2V＜＜1V的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，=10MHz、幅值=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz的正弦波信号。 图1 混频器原理框图 1.2调幅波的解调 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。不论哪种振幅调制信号，都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是，对于普通调幅信号来说，它的载波分量被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器，而在集成电路中，主要采用三极管射极包络检波器。同步检波，又称相干检波，主要用来解调双边带和单边带调制信号，它有两种实现电路。一种由相乘器和低通滤波器组成，另一种直接采用二极管包络检波。 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。 二. 方案分析 对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。 混频电路的基本组成模型及主要技术特点： 混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。 混频电路的组成模型及频谱分析 图a是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。当为接收机混频电路时，其中Us(t)是已调高频信号。Ul(t)是等幅的余弦型信号，而输出则是Ui(t)为中频信号。 混频电路的基本原理： 图2中，Us(t)为输入信号，Uc(t)为本振信号。Ui(t)输出信号。 分析：当， 则= = 其中： 对上式进行三角函数的变换则有 ： 从上式可推出，Up(t)含有两个频率分量和为(ψc+ψS)，差为(ψC-ψS)。若选频网络是理想上边带滤波器则输出为． 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：． 工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc ψS．往往混频器的选频网络为下边带滤波是混频器，则输出为差频信号，为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标跨导。规定混频跨导的计算公式：混频跨导g：输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。 该电路由LC正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波与高频信号源所产生的8MHz正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz的正弦波信号。混频器电路如图3所示。 图3 混频器电路图 三．单元电路的工作原理 1．LC正弦波振荡器 本次设计采用LC电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振荡器。 三点式LC振荡器的相位平衡条件是，在LC谐振回路，，与﹑性质相反，当﹑为电容，就是电感；当﹑为电感，就是电容。 在