原理设计说明

1 原理设计说明
由于低频信号在传输过程中的衰减现象很明显,致使低频信号的传播距离不能很远,而高频信号的衰减现象很小,故可以传播的很远,为了将所需要的低频信号能够远距离传播,通常将低频信号加载到高频信号中去,即信号的调制,将低频信号从高频信号中取出叫做信号的解调.调制的方式包括振幅调制,频率调制,相位调制等.本设计主要采用振幅调制的方式.调幅接收机主要的组成部分包括高频小信号放大回路,本机振荡回路,解调回路和低频功放回路.
1.1 振幅调制
振幅调制是使载波的振幅随调制信号的变化而变化,严格的讲,是使载波振幅与调制信号的大小成线性关系,而它的频率和相位不变,振幅调制分为三种方式,普通的调幅(AM),抑制载波的双边带调制(DSB-SC),抑制载波的单边带调制(SSB-SC),以AM调制为例:
设载波电压为uc=Uccoswt 调制电压为u=UΩcosΩt
根据振幅调制信号的定义,已调信号的振幅随调制信号uΩ线性变化,由此可得振幅调制信号振幅Um(t)为
Um(t)=UC+ΔUC(t)=UC+kaUΩcosΩt =UC(1+mcosΩt)
式中, ka为比例系数, 一般由调制电路确定, 故又称为调制灵敏度.
要调制的低频信号(300mV 1KHz)
图1-1 调制信号波形
高频载波(100mV 8MHz 扫描时间 0.02ms/div)
图1-2 扫描时间 0.02ms/div时高频载波波形
为了便于观察波形,将扫描时间改为0.0001ms,显示的波形
图1-3 扫描时间 0.0001ms/div时高频载波波形
调制后的波形
图1-4 已调信号的波形
1.2 调幅信号的解调
从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调,对调幅波的解调过程称为检波.从频谱上看,检波就是将调幅信号频谱由高频端搬移到低频端,这种搬移正好与调制的搬移过程相反.由于频谱搬移属于线性搬移,故所有的线性搬移电路均可用于解调电路.其基本的原理图如下:

图1-5 信号解调的原理框图
调幅信号的解调方法有两大类:包络检波和同步检波.包络检波,是指还原得到的信号与高频调幅信号的包络变化规律一致的检波方法.由于AM信号有包络与调制信号呈线性关系这一特点,所以包络检波只适用于AM信号检波,其原理图如下,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.根据电路及工作状态的不同,检波器可分为峰值包络检波器和平均包络检波器.其原理框图如下:
图1-6 检波器原理框图
二极管峰值包络检波器典型电路图如下:

图1-7 二极管峰值包络检波器典型电路图
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
DSB信号和SSB信号的包络不同于普通调制信号,因此不能用包络检波,而必须使用同步检波.同步检波器是一个六端网络,有两个输入电压,一个是DSB或SSB信号,另一个是外加的参考电压,为了完成同步检波,恢复载波电压应与调制端的电压完全同步.
其原理框图如下
图1-8 同步检波原理框图
信号的解调波形
输入高频载波信号(8MHz)
图1-9 输入高频信号的波形
解调后的波形:
图1-10 信号解调后的波形
1.3 设计方案的选择
典型的调幅接收机包括输入回路,高频小信号放大器,解调器,音频功放四个部分,设计的关键在于解调器的选择.
1.3.1 方案一:利用MC1496模拟乘法器
原设计方案准备采用MC1496模拟乘法器芯片作为解调部分, 模拟乘法器是对两个以上互不相关的模拟信号实现相乘功能的非线性函数电路.通常它有两个输入端(x端和y端)及一个输出端.由图可见,它是一个四象限模拟乘法器.电路采用了两组差分对由V1-V4组成,以反极性方式连接,而且两组差分对的恒流源又组成了一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,因此实现了四象限工作.
进行调幅时,载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚8,10之间;调制信号加在差动放大器V5,V6的输入端,即引脚1,4之间.2,3脚外接1KΩ电阻,以扩大调制信号动态范围.已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚6,12)输出.外加的电位器RP用来调节1和4脚间的电压以达到调制目的.

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文档作者：	张健
关键词：	的信号电路中在
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备注：	4.3 电路的调试信号的解调波形芯片7613的运用 1.2 调幅信号的解调 4.2 元器件的焊接
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