高频电子课程设计02三亚学院文档格式.docx
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四、技术分析·
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五、参数设置·
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六、实验结果分析·
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七、心得体会·
八、参考书目·
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1、设计的目的：
用检波二极管2AP12设计一AM信号包络检波器，实现以下功能：
输入AM信号：
载波频率15MHz正弦波，
调制信号：
1KHz正弦波，幅度大于1V，调制度为60%。
输出信号：
无明显失真，幅度大于5V。
2、设计原理、设计内容：
因为题目要求输因为题目要求调制信号幅度为1V而输出信号要求幅度大于5V，所以要运用放大电路。
综合题目要求，本次实验要用到二极管包络检波以及运算放大电路。
设计思想框图：
输入信号→非线性器件→二极管包络检波器→运放电路→输出信号
大信号检波原理电路如图一。
检波的物理过程如下：
在高频信号电压的正半周期，二极管正向导通并对电容C充电，由于二极管正向导通电阻很小，所以充电电流I很大，使电容的电压Vc很快就接近高频电压峰值，充电电流方向如图二所示。
这个电压建立后，通过信号源电路，又反向地加到二极管D的两端。
这时二极管是否导通，由电容C上的电压Vc和输入电压Vi共同决定。
当高频信号的瞬时值小于Vc时，二极管处于反向偏置，处于截止状态。
电容就会通过负载电阻R放电。
由于放电时间常数RC远大于调频电压周期，故放电很慢。
当电容上的电压下降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管导通。
如图二中t1到t2的时间为二极管导通的时间，在此时贱内又对电容充电，电容的电压又迅速接近第二个高频的最大量。
如图二中t2至t3时间为二极管截止的时间，在次时间内电容又通过负载R放电。
这样不断的反复循环。
所以，只要充电很快，即充电时间常数RdC很小（Rd为二极管导通时的内阻）而放电时间很慢即放电时间常数RC很大，就能使传输系数接近1.另外，由于正向导电时间很短，放电时间常数又远大于高频周期，所以输出电压Vc的起伏很小，可看成与高频调幅波包络基本一致，而高频调幅波的包络又与原调制信号的形状相同，故输出电压Vc就是原来的调制信号，达到了解调的目的。
.电压传输系数
由于输入大信号，检波器工作在大信号状态，二极管的伏安特性可用折线近似。
考虑输入为等幅波，采用理想的高频滤波，并以通过原点的折线表示二极管特性（忽略二极管的导通电压VP），则
gD=1/rd，为流通角，iD是周期性余弦脉冲,
由此可见，检波器电压传输系数Kd是检波器电流iD的通角的函数，求出后，就可得Kd。
2.流通角
二极管电流iD为一重复频率i的周期余弦脉冲，其通角为，振幅最大值为IDmax
其平均分量I0为
基频分量为
式中,α0（θ）、α1（θ）为电流分解系数。
可得的近似表达式如下
此处的R为检波器负载，gD为检波器内电导。
运放电路如下：
3、参数选择设置：
a电容C对载波信号应近似短路，所以
1/Wc<
<
RC,通常RC>
（5-10）Wc
b为了避免惰性失真应有必须使电容C通过R放电的速率大于或等于包络的下降速率，即
如果输入信号为单音调制的AM波，其包络UC=Um（1+mcosΩt）的变化速率为
有因为
电容两端电压近似为输入电压包络值，即UC=uo=Um（1+mcosΩt）。
综合可得避免惰性失真的条件如下：
将已知条件带入，可计算的
（0.055~0.11）×
10-6≤RC≤0.21×
10-3
c设R1/R2=0.2，则R1=R/6,R2=5R/6;
为避免底部失真应有Ma<
R’/R;
其中R’=R1+R2RL/（R2+RL）带入已知条件可求得R≤12.6KΩ
由于检波器的输入电阻Ri不能太小，而Ri=R/2，
所以R不能太小，综合考虑以往经验，R=1.2K另取C=0.01uF。
所以RC=0.12×
103
满足要求，所以
R1=0.2Ω,R2=1.0Ω
dCc的取值应该是低频调制信号能有效的耦合到RL上，即满足：
1/nminCc<
RL,Cc=2.6uF
R0是取消频率分量的电阻，R0=1.2K
同相运算放大电路的放大比例K=（1+Rf/R6）,设定放大电路的K=6，可得到Rf/R6=5,R6=10k,则Rf=50K，为了减少R5=R6/Rf带入已知条件得到R5=8.3K。
结果：
电路仿真图如下
这次试验比较难，设计中出现不少问题，而电路的分布参数对试验结果影响也比较大，整体上说是不成功的，最后在参考了一些参考书和网上的资料后才勉强的做了出来。
心得体会
在这一周的课程设计里，是我学到了很多东西，首先就是对问题的思考能力，以前学通信电路只局限在书本上，做的实验也是傻瓜式的，根本得不到什么锻炼，通过这周的学习，是我对高频电子这一门课又加深了一定的认识，使我思考问题也能更加深刻、更加全面。
同时，也使我对protell软件又重学习了一遍。
同时，也感觉到很吃力，将学到的知识运用到实际上并不是那么简单，在真个过程中遇到的这些问题就足以说明，所以，在以后的学习中，要更加刻苦、认真。
多想多练。
真正让理论和实际联系起来。
参考书目：
1、《通信电路》沈伟慈西安电子科技大学
2、《高频电子实验指导手册》校出版社
3、《高频电子线路》胡宴如高等教育出版社
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