开关型振幅调制与解调电路的设计与调试.doc
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1、目录一:实验任务、要求及内容.(3) 二:实验过程及原理.(3) 三:分析误差原因.(11) 四:分析电路中产生的故障.(13) 五:实验总结.(13)一:实验任务、要求及内容1任务:利用场效应管的开关特性,实现低频信号的幅值调制与解调,以抑制噪声干扰,提高信噪比。2要求:参考指定的资料,设计出相应的各部分电路,组装与调试该电路,试验其抗干扰性能。3内容:(1).分析各部分电路工作原理,选择相应的参数。(2).画出完整的电路图。(3).分析电路实验中产生的故障。(4).分析误差原因。4电路参数:调制信号:正弦波 频率500HZ 幅值5v。 5时间安排建议:全部时间一周。其中:设计1-2天,调试
2、2-3天,总结1天安排1天。二:实验过程及原理(一)元器件的可靠性检验:1.运放的可靠性检验:先用运放搭成跟随器,输入正弦信号,用示波器检验器是否跟随;之后用运放搭成反向放大器,输入正弦信号看输出幅值与相位;2.稳压管的匹配:将稳压二极管串联电阻构成稳压电路,接入电源,测其性能参数,选择稳压值相近的两个稳压管。3导线的可靠性检验:把将要用到的导线全部用万用表检测其通断;(二)原理方框图: (三)方波发生电路: 原理图如下: 方波发生电路中,积分电路的电压电流关系: 其中是t=0时电容器已存储的电荷,由ic=-Ii=-ui/R,得到:常量根据初始条件确定,即t=0时,(0)=Q0/C.当输入为常
3、量时,输出为:可见输入为方波时输出为三角波。上图为迟滞比较电路,该电路用的是同向迟滞比较电路。R1=0时,ui接地,UR接输入,Uo接输出,门限电压由求得: 。由稳压管确定.由此我们选定电阻R1=10K,R2=10K,R3=30K,R4=2.2K,电容C=0.01F,稳压管的稳压值为5V。综上所述,该电路前一部分是积分电路,后一部分为滞回比较器。作用:(a)积分电路:利用RC回路的充放电来产生三角波。(b)滞回电路:产生方波,方波的频率为f=R3/4*R1*R2*C。计算可以得到:方波的频率f=7500Hz,方波的占空比为50%。该电路中调节R1,R2,R3的阻值和C的容值,可以改变振荡频率;
4、调节R1,R2的阻值可以改变方波的幅值。知该方波发生电路为调制电路和解调提供开关信号Ua和Ub,进而控制三极管的导通和截止,并且Ua和Ub是一对相位相反的方波信号,则可知该电路后应该接一个反向器用来产生相位相反的信号Ub。方波发生电路的仿真电路如图所示: 方波发生电路产生的方波如下图所示:(四)脉冲平衡调制电路:脉冲平衡调制电路如下图所示,它由两个电子开关,一个运算放大器和两个脉冲信号Ua和Ub组成。电路中电阻均为5.1K,接方波处的电阻为2.2K,放大器处的反馈电阻为10.2K。根据调制电路的中的香农定理,至少要求载波信号的频率大于10倍的调制信号的频率,解调时才可以较好的将调制信号与载波信
5、号分开,检出调制信号,并且由乃奎斯特采样定理:为了保留一个频率分量的全部信息,一个周期的间隔至少抽样两次,即必须保证Ws=2*Wm或者Fs=2*Fm。该电路中输入的正弦波的频率f=400Hz,此时方波的脉宽为0.125ms时,则有频率f=4000Hz,满足香农定理的要求,可以防止频率混叠的现象。电路中的电子开关用两个晶体管构成。两个输入脉冲信号Ua与 Ub的幅值和频率相等,相位相反。Ua,Ub如下图所示:当Ua为高电平时,Q1导通,Q2截止,a点接地,运算放大器则处于同向放大状态。其闭环增益为: 2RGI1= = 1 (R+R)当Ub为高电平时,Q2导通,Q1截止,b点接地,运算放大器则处于反
6、向放大状态。其闭环增益为: R 2RGI2 = (1 + ) = +1 (2 R+R) R 由此可见,当增益为GI1时,输出信号为 Ui, 而当第二种状态时,输出 信号为+Ui 。这样,由于两个晶体管受到两个相位相反的脉冲控制,使输入信号Ui的极性不断地“变换”,所以在输出端就得到与输入信号相反的脉冲平衡调制波 调制电路仿真图如下所示: 仿真电路(调制电路)产生的波形如图所示:(五)放大器: 由于调制信号的幅值较小不便于后续的测量,要经过放大电路的放大后再送入解调电路。要求的调制信号的参数:调制信号:正弦波.频率500HZ ,幅值0.1v。可知放大5倍,幅值为0.5V,作为解调电路的输入信号。
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