1、 相位鑒頻器 一、相位鑒頻原理 鑒頻是調(diào)頻的逆過程，廣泛采用的鑒頻電路是相位鑒頻器。調(diào)頻波的特點(diǎn)是振幅保持不變,而瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)的大小線形變化，調(diào)制信號(hào)代表所要傳送的信息。鑒頻的目的就是從調(diào)頻波中檢出低頻調(diào)制信號(hào)，即完成頻率電壓的變換作用，能完成這種作用的電路被稱為鑒頻器。 相位鑒頻器是利用雙耦合回路的相位-頻率特性將調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)頻波,通過振幅檢波器實(shí)現(xiàn)鑒頻的一種鑒頻器。常用的相位鑒頻器根據(jù)其耦合方式可分為互感耦合和電容耦合兩種鑒頻器。相位鑒頻器鑒頻方式是：先將調(diào)頻波經(jīng)過一個(gè)線性移相網(wǎng)絡(luò)變換成調(diào)頻調(diào)相波，然后再與原調(diào)頻波一起加到一個(gè)相位檢波器進(jìn)行鑒頻。因此實(shí)現(xiàn)鑒頻的核心部件是相位檢波器

2、。 二、設(shè)計(jì)方案（一）應(yīng)用軟件：本次設(shè)計(jì)是在Multisim軟件下進(jìn)行的，Multisim軟件是一個(gè)專門用于電子線路仿真與設(shè)計(jì)的 EDA 工具軟件，具有很強(qiáng)大的功能，Multisim計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好的解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問題。學(xué)員可以很好、很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來。Multisim仿真軟件具有以下特點(diǎn)，直觀的圖形界面，豐富的元器件庫，豐富的測試儀器，強(qiáng)大的仿真能力。（二）工作原理及定性分析1、相位鑒頻器原理 圖1 互感耦合相位鑒頻器的基本電路如圖1所示是互感耦合相位鑒頻器的基本電路，由調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路和振幅檢波器兩部分組成。

3、調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路是由雙耦合回路組成，其初級(jí)和次級(jí)都調(diào)諧于輸入調(diào)頻波的中心頻率，為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換，初級(jí)和次級(jí)之間采用兩種耦合方式，一種是互感M的耦合，即由通過互感M在次級(jí)產(chǎn)生,另一是通過電容將耦合到高頻扼流圈L上，因?yàn)椤Ω哳l可認(rèn)為短路，這樣就可以認(rèn)為全加在L上。另外，c點(diǎn)為的中心抽頭，故變換電路送給檢波器電壓為 振幅檢波器是由二極管、和低通濾波器、組成。輸入電壓為、，振幅檢波器輸出只與輸入信號(hào)振幅相關(guān)，與相位無關(guān)。鑒頻器的輸出取兩振幅檢波輸出電壓之差，即 對于調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路，是等幅波，在耦合回路通帶內(nèi)的振幅也可以認(rèn)為是不變的。但是和之間的相位關(guān)系卻隨著頻率變化而變化，相

4、位鑒頻器正是利用了與的相位差隨頻率變化，實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換。和均為調(diào)幅調(diào)頻波，經(jīng)振幅檢波器可實(shí)現(xiàn)鑒頻。2、相位鑒頻器定性分析為了分析的簡化,假設(shè)相位鑒頻器的初級(jí)回路的品質(zhì)因數(shù)較高,初、次級(jí)回路的互感耦合比較弱。在估算初級(jí)回路電流時(shí),就不必考慮初級(jí)本身的損耗電阻和從次級(jí)引人到初級(jí)的損耗電阻。由圖1可知，初級(jí)回路中流過電感的電流為 ：。在同名端如圖1所示的的條件下，初級(jí)回路電流在次級(jí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢為：代入得：次級(jí)回路路端電壓Uab可由等效電路求出 （1）式中, ,是次級(jí)回路總電抗,其值隨頻率不同可能為正,可能為負(fù),還可能為零。當(dāng)輸入信號(hào)頻率時(shí), 。于是 （2）此式表明,次級(jí)回路電壓比初級(jí)回

5、路電壓滯后/2,則電壓矢量圖如圖所示。圖2 矢量合成圖因?yàn)殍b頻器的輸出電壓與成正比,由矢量圖知,則鑒頻器的輸出電壓為：當(dāng)輸入信號(hào)頻率時(shí), ,這時(shí)次級(jí)回路總阻抗為：式中，是模，其值為：,是的相角，其值為：代入得: （3）此式表明,次級(jí)回路電壓比初級(jí)回路電壓滯后(),對應(yīng)的矢量圖如圖3所示。從圖中可知,則鑒頻器的輸出電壓為：當(dāng)輸入信號(hào)頻率時(shí), ,這時(shí)次級(jí)回路總阻抗為: 式中,帶入得： （4）此式表明,次級(jí)回路電壓比初級(jí)回路電壓滯后(),對應(yīng)的矢量圖如圖2（c）所示。從圖中可知,鑒頻器的輸出電壓為：圖3 鑒頻特性曲線由上分析可得鑒頻器輸出電壓與頻率的關(guān)系曲線如圖3所示。在點(diǎn), ,隨著失諧的加大, 與

6、幅度的差值增大, 的幅值加大。當(dāng)時(shí), 為負(fù)。當(dāng)時(shí), 為正。當(dāng)頻率偏離超過和兩點(diǎn)時(shí),曲線彎曲,這是由于兩輸入諧振回路失諧嚴(yán)重, 和幅度都變小,合成電壓也相應(yīng)減小,鑒頻特性曲線下降。三、具體設(shè)計(jì)電路圖 （一）低通濾波器低通濾波器容許低頻信號(hào)通過, 減弱(或減少)頻率高于截止頻率的信號(hào)的通過。對于不同濾波器而言,每個(gè)頻率的信號(hào)的減弱程度不同。低通濾波器在信號(hào)處理中的作用都通過剔除短期波動(dòng)、保留長期發(fā)展趨勢提供了信號(hào)的平滑形式。 圖4 低通濾波器 （二）調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路 調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路是由雙耦合回路組成，其初級(jí)和次級(jí)都調(diào)諧于輸入調(diào)頻波的中心頻率，為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換，初級(jí)和次級(jí)之間

7、采用兩種耦合方式。 圖五 調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路 （三）振幅檢波器振幅檢波器的功能是從調(diào)幅信號(hào)中不失真地解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)，將已調(diào)波的邊帶信號(hào)頻譜搬到原調(diào)制信號(hào)的頻譜處。包括輸入回路、非線性器件和低通濾波器。 圖6振幅檢波電路 (四) 設(shè)計(jì)總電路圖 圖7 總電路圖4、 仿真結(jié)果 （一）輸入波形 圖8 輸入波形（二）輸出波形 圖9 輸出波形(三)輸入輸出波 圖10 輸入輸出信號(hào)圖五、元件清單 QuantityReferencesValue1R110K3R2,R3,R720K1R42K1R51.5K1R64.2R8, R92202R10，R1151K2R12,R1350K1R145.1K1C10.0

8、1u3C2,C5,C1747u2C3，C161n2C4,C14270p1C650P4C7,C10,C11,C1230P1C965n1C310P1C152n2D1,D21N57191L1330u1L21.578m2L3,L41m1VCC+12V2Q1,Q22N22191J1DIPSW16、 實(shí)驗(yàn)不足 本次實(shí)驗(yàn)主要是通過查閱資料和書本設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案及電路圖。因本人知識(shí)水平有限，對于電路圖的設(shè)計(jì)和元件參數(shù)的設(shè)定有一些不合理的地方，部分元件參數(shù)是根據(jù)波形確定的。通過改動(dòng)元件參數(shù)使波形更加合理，而非計(jì)算得到。所以波形只能盡量做到不失真，輸出波并不是很好的正弦曲線，頂部有些失真。導(dǎo)致不能確定電路圖因工作頻

9、率而失真的頻率上限和頻率下限。 七、總結(jié)與心得體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)首先對高頻電路原理與分析課程的到了復(fù)習(xí)和應(yīng)用，并且對所學(xué)的知識(shí)的到了應(yīng)用。使得理論與實(shí)踐相結(jié)合，對知識(shí)的掌握更佳的熟練。之后分析電路實(shí)現(xiàn)的方案，對不同的電路進(jìn)行分析，結(jié)合任務(wù)要求找出最好的電路方案。并設(shè)計(jì)出它的總體電路圖，了解電路圖的各部分功能和電路實(shí)現(xiàn)的具體過程。本次是要設(shè)計(jì)相位鑒頻器，將調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成調(diào)幅調(diào)頻波和振幅檢波兩部分組成。同時(shí)也使我更加熟練了multisim的使用，以前也用過，但也僅限于對于數(shù)電內(nèi)容的仿真，通過本次課設(shè)，讓我接觸到更多的設(shè)計(jì)模塊，為以后更好的使用它打好了基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計(jì)業(yè)使我明白了在知識(shí)的領(lǐng)域里我還有很多很多的不足，并且再一次的深深的體會(huì)到理論和實(shí)踐之間還有很到的差別。在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該多多的注意實(shí)踐知識(shí)的訓(xùn)練和積累。在以后的學(xué)習(xí)生活中要不斷的開拓自己的動(dòng)手能力，不斷的訓(xùn)練自己的動(dòng)手能力。這次課程設(shè)計(jì)讓我深深的明白了自己以后該做什么，該怎么去做。這次課程設(shè)計(jì)課讓我復(fù)習(xí)了高頻電子線路原理與分析的相關(guān)知識(shí)。通過這次試