高频课程设计报告MC1496同步检波

课 程 设 计 报 告

课程名称：   高频电子线路课程设计      

设计名称：   振幅解调电路的设计与制作  

姓    名：   X     X                   

学    号:    *****XXX                  

班    级：   电子XXXX                  

指导教师：   X  X  X                   

起止日期：   2011.12.14-2011.12.28     

西南XX大学信息工程学院制

课 程 设 计 任 务 书

学生班级： 电子XXXX      学生姓名： X  X        学号： *****xxx       

设计名称： 振幅解调电路的设计与制作                                       

起止日期： 2011.12.14-2011.12.28               指导教师： xxx               

设计要求：

振幅解调电路的设计与制作

考察知识点：采用集成芯片实现同步检波以及采用分立元件实现大信号峰值包络检波电路的原理。

指导教师评语：

成绩：                                         指导教师：                 

一、设计目的和意义

高频课程设计本是高频电子线路课程的重要组成部分，其目的在于加深理解检波的原理，进一步对课本知识加以掌握，基本掌握数字系统设计和调试方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力和分析、解决问题的能力。

另一方面也可使我们可以运用自己所学到的知识，学习设计小型高频电子线路的方法，并且完成由原理图到实物的准确焊接、调试过程，增强实际动手能力。提高电路分析和设计能力，为今后学习和工作打下坚实的基础。

通过此次设计，一方面加深我们对理论知识的认识和掌握，另一方面也可以增强我们对问题的全面考虑能力，并且助于我们对理论知识的运用。

二、设计原理

单片集成模拟乘法器MC1496的内部电路如2-1所示。  

图2-1  单片集成模拟相乘器MC1496的内部电路

图中晶体管VT1～VT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成单差分放大器，用以激励VT1～VT4；VT7、VT8、VD及相应的电阻等组成多路电流源电路、VT7、VT8分别给VT5、VT6、提供I0/2的恒流电流；R为外接电阻，可用以调节I0/2的大小。另外，由VT5、VT6两管的发射级引出接线端2和3，外接电阻Ry，利用Ry的负反馈作用可以扩大输入电压u2的动态范围。RC为外接负载电阻。

MC1496型模拟乘法器只适用与频率比较低的场合，一般工作在1MHZ一下的频率。双差分对模拟乘法器MC1496的差值输出电流为：

MC1496广泛用于调幅及解调、混频等电路中，但应用时VT1、VT2 、VT 3、VT4 、VT5、VT6晶体管的基极均需外加偏置电压（即在8与10端、1与4端间加直流电压），方能正常工作。通常把8、10端称为X端Y端，输入参考电压；4、1端称为Y输入端，输入信号电压。

乘积型同步检波器的原理是将外加载波信号电压与接收信号在检波器中相乘，再经过低通滤波器，最后检出原调制信号，如图2-2所示。

图2-2  乘积型同步检波器

设输入的已调波为载波分量被抑制的DSB信号u1为：

本地载波电压：       

上两式中，，即本地载波的角频率等于输入信号的角频率，它们的相位不一定相同                   

低通滤波器滤除2附近的频率分量后，得到频率为的低频信号：

由上式可见，低频信号的成正比。当=0时，低频信号电压最大，随着相位差变大，输出电压变小。所以我们不但要求本地载波与输出信号载波的角频率必须相等。可以采用模拟乘法器来做同步检波器，如图3-1所示。

三、详细设计步骤

1.MC1496静态工作点设置

MC1496可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电，此处采用单电源供电。器件的静态工作点由外接元件确定。

ａ、静态偏置电压的确定

静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集—基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图7-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即

ｂ、静态偏置电压的确定

一般情况下，晶体管的基极电流很小，对于图1-1，三对差分放大器的基极电流、、和可以忽略不记，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源的值确定。当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻R5接正电源（+UCC的典型值为+12V），由于是的镜像电流，所以改变电阻R5可以调节的大小，即

PD=2I5(V6-V14)+I5(V5-V14) 

根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般Io=I5=1mA。器件的总散耗功率可以由下式估算出PD应小于器件的最大散耗功率为33mW。

2.外围电路参数设置

根据公式可知，要实现同步检波需将与高频载波同频的同步信号与已调信号相乘，实现同步解调。经过低通滤波器滤除2附近的频率分量后，得到频率为Ω的低频信号：

同步检波亦采用模拟乘法器MC1496将同步信号与已调信号相乘，其电路图如图3.5所示。端输入同步信号或载波信号，端输入已调波信号，输出端接有电阻R11、C6组成的低通滤波器和1uF的隔直电容，所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调，但要合理的选择低通滤波器的截止频率。

图3-1  同步检波电路

在平衡状态时.再从端输入有载波的调制信号。调制度m=80%，这时乘法器的输出经低通滤波器后的输出，经隔直电容后的输出的波形分别如图4-4所示。

四、设计结果及分析

经过上面的设计，从而整合为完整的电路图如图4-1所示。仿真中用本地振荡由普通函数信号发生器XFG1产生，调幅信号由安捷伦函数发生器XFG2产生。用双踪示波器观察对比。

图4-1  同步检波整体电路图

本地振荡设置为1MHz、Vpp=68mV,函数信号发生器XFG1的设置和产生波形如图4-2所示。

图4-2  XFG1的设置及波形

AM信号为载波1MHz，低频调制信号为1kHz的高频已调信号，安捷伦函数发生器XFG2设置及产生波形如图4-3所示。

图4-3  XFG2的设置及波形

     调制信号和本振经过电路后，得到解调信号如图4-4所示。

图4-4  解调信号

结果分析

    利用公式可将有载波振幅调制信号的所需要的低频调制信号分量解调出来。输入信号为载波1MHz，低频调制信号为1kHz的高频已调信号，调幅系数为80%。由集成乘法器MC1496完成同步检波，得到结果如图4-4.

五、体会

本次课程设计收获很大，无论是从拿到题目开始着手开始设计，还是到最后能将自己焊接的电路板给调试出来，自己的感受都很大的。

首先是自己在理解题目翻看原理时就发现自己有好多不懂，大致看了下书后就开始自己照着书上的原理图开始设计。但这时才发现很多都不懂该怎么计算，查阅资料也是一样，在开始时连1496都还不清楚就准备设计，简直就和登天一样难。后来自己也找了一些资料和在网上查看了相关的知识后才勉强知道了一些，也是从这时自己在仿真软件中画了一个和书上一样的原理图，结果运行时不能得到想要的结果，自己好好检查后才知道是哪儿错了，改正之后才勉强能运行出结果了，看到结果的那刻是相当高兴的

接着就是自己试着修改电路中的一些参数，也是自己按着网上的一些资料代入公式计算，电路用上自己的参数后，仿真就不行了，后来还全靠一个同学的帮助才能弄出结果来，最后在焊接实物时也是遇到很多问题，比如布线不合理、焊接不牢固等等以前从未体验过的问题。在解决问题的同时也让我学到了不少东西。

通过本次课程设计，给我映像最深的是要设计一个成功的电路必须要有耐心和坚定的毅力，在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上。在设计过程中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。通过此次设计，一方面加深我们对理论知识的认识和掌握，另一方面也可以增强我们对问题的全面考虑能力，并且助于我们对理论知识的运用。

六、参考文献

1.《通信电路》（第二版），沈伟慈主编，西安电子科技大学出版社

2.《电子技术基础》（模拟部分第五版），康华光主编，高等教育出版社

3.《高频电子技术实验》指导书，西南XX大学信息工程学院编写

4.《高频电子线路课程设计-同步检波器设计》http://wenku.baidu.com/view/c9092c1bff00bed5b9f31dd6.html?from=rec&pos=2&weight=12&lastweight=10&count=5

附：元器件清单