相敏检波器的鉴相特性

?由于调制信号的频率远低于载波信号的频率，在载波信号的若干周期内，调制信号的值变化很小，常将其看作为常数，这时双边带调幅信号us与载波信号uc（或Uc）为同频信号;调制信号为正时，us与uc（或Uc）同相;调制信号为负时，us与uc（或Uc）反相。为鉴别调制信号的相位，需采用相敏检波电路。相敏检波电路除了输入需解调的调幅信号us外，还需要一个与之同频的信号uc（或Uc）作参考信号。相敏检波电路的鉴相特性为：输出电压为正时，表示输入的调幅信号us与参考信号（即载波信号）uc（或Uc）同相，此时调制信号为正（或负）;当输出电压为负时，表示输入的调幅信号us与参考信号uc（或Uc）反相，此时调制信号为负（或正）。采用Multisim 对3个相敏检波电路进行仿真实验，并给出实验结果。

?1、仿真实验

1.1、方案一

?相加式相敏检波仿真电路如图1所示。电路选用理想元件，调幅信号经变压器T1输入，参考信号经变压器T2输入，参考信号uc的幅值远大于调幅信号us的幅值。输出为低频信号（解调信号），经电容滤波后输出。仿真电路运行结果如图2所示，图2（a）显示的是us与uc同相时的运行结果，图2（b）显示的是us与uc反相时的运行结果。

检波器设计(完整版)概要

职业技术学院学生课程设计报告课程名称：高频电路课程设计专业班级：信工102 姓名：学号：20110311202 学期：大三第一学期

目录 1课程设计题目……………………………………………2课程设计目的…………………………………………3课程设计题目描述和要求……………………………4课程设计报告内容……………………………………… 4.1二极管包络检波电路的设计……………………… 4.2同步检波器的设计……………………………5结论……………………………………………………6结束语………………………………………………………7参考书目……………………………………………………8附录………………………………………………………

摘要振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM）。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现（t）,和输入的同步同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s （t），经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双信号（即载波信号）V c 边带信号解调课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。

包络检波及同步检波实验

实验十二包络检波及同步检波实验学院：光电与信息工程学院专业：电子信息工程姓名：学号：一、实验目的 1．进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2．掌握二极管峰值包络检波的原理。 3．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。 4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、实验内容 1．完成普通调幅波的解调。 2．观察抑制载波的双边带调幅波的解调。 3．观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。三、实验仪器 1.高频实验箱 1台 2.双踪示波器 1台 3.频率特性测试仪（可选）1台四、实验原理及实验电路说明检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图12-1 所示（此图为单音频Ω调制的情况）。检波过程也是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。常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。图12-1 检波器检波前后的频谱 1.二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。大信号检波原理电路如图12-2（a）所示。检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流i D很大，使电容器上的电压V C很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如图12-2（a）图中所示。

地震采集数字检波器与模拟检波器差异分析

地震采集数字检波器与模拟检波器差异分析发表时间：2008-12-16T16:04:18.780Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：石影君刘绍新樊立新 [导读] 摘要：地震勘探中，新型数字检波器具有频宽、动态范围大特点。与模拟检波器对比，剖面信噪比和层间信息均好于模拟检波器，而全频和扫描记录上数字检波器信噪比略低；主要由于数字检波器采用单只接收，环境噪音的压制不好限制了动态范围的发挥。关键词：数字检波器模拟检波器地震采集方法摘要：地震勘探中，新型数字检波器具有频宽、动态范围大特点。与模拟检波器对比，剖面信噪比和层间信息均好于模拟检波器，而全频和扫描记录上数字检波器信噪比略低；主要由于数字检波器采用单只接收，环境噪音的压制不好限制了动态范围的发挥。关键词：数字检波器模拟检波器地震采集方法目前地震采集应用的模拟检波器性能滞后于地震仪的发展，动态范围相差很大，检波器动态范围一般60dB，仪器可达到120dB以上。二者动态范围不匹配严重制约着地震资料品质的提升。近年来，新型数字检波器开发成功，提供了较大动态范围记录工具，随着应用方法的探索必将得到广泛应用。 1、数字检波器与常规检波器参数对比数字检波器是利用MEMS技术的加速度传感器；与此对应的称为常规或模拟检波器。模拟检波器性能指标主要指标有自然频率、阻尼系数、灵敏度、谐波失真、假频等；参数有直流电阻、阻抗、噪声、漏电、极性；其它物理参数还有悬体质量、线圈最大位移、允许倾斜角度等。检波器幅频响应是高通的。数字检波器陡度比动圈式增加了6dB，其高频补偿作用优于动圈式检波器。检波器自然频率有10、14、28、40、60和100Hz等;灵敏度一般在0.3-0.6v/cm/s；谐波失真一般为0.2%或0.1％，而超级检波器失真系数达0.02%；假频对有效频带有效波产生影响时使地震信号产生畸变。目前检波器假频已从150Hz扩展到250-350Hz左右。谐波失真影响接收动态范围。检波器谐波失真(0.2%)远大于仪器谐波失真(0.0003％)。一般以检波器谐波失真为主要标准。数字检波器与常规检波器相比有如下特点: （1）频带宽度：频率响应上数字检波器从高到低几乎是一直线，是线性的。高频端可达到500HZ以上，在500-800HZ之间也可以得到满意的响应，只是指标略有降低，而常规检波器只有350HZ以内，超过350HZ产生寄生震荡，不能记录比较真实的地震信号。在低频端，数字检波器在3HZ以上都有较好的响应，而常规检波器在自然频率以下，以每倍频程12dB进行压制。按此标准数字检波器的低频端有更好的响应。（2）相位特性:数字检波器基本上为一直线，相位延迟很小，常规检波器都会有相位延迟，而且随着频率的增大而增加，这对于高频成份记录不利。（3）动态范围:界定主要依据谐波畸变大小。通常是指记录信号变化能力。数字检波器总的动态范围为90dB，而常规检波器畸变指标一般为0.2%（54dB)。数字检波器的上述指标均优于模拟检波器。 2、数字检波器与常规检波器参数实测参数对比 (1)谐波畸变:模拟检波器畸变理论值为54dB左右，数字检波器为90dB。理论动态范围以外的数据不再准确，不能反映真实情况，可以认为可记录总的动态范围是由仪器决定的。模拟检波器的畸变一般小于0.1%，动态范围一般60-74dB之间。从这一数字看出，模拟检波器大部分应该高于理论动态范围。但比数字检波器动态范围低。 (2)总动态范围:为考察检波器总动态范围，采用样点值计算方法，选取记录中最大值和最小值进行比较。两种检波器最大值、最小值基本接近，与仪器给定参数接近。说明总动态范围更多受仪器制约。 (3)瞬时态范围:瞬时动态范围指同一样点记录最大信号和最小信号的比值。数字检波器对弱信号反应能力比常规略强。通过上述分析可以得到如下结论:数字检波器在参数特性方面优于模拟检波器，实测结果支持这一结论，这些参数更多体现在对震动更加真实地记录上。动态范围与畸变有关，较大的动态范围对于提高高频弱小信号能量是非常重要的。 3、数字检波器与常规检波器单炮资料对比（1）单炮资料分析:分析环境噪音情况，数字检波器干扰明显强，但数字检波器对保护高频信息有利。全频记录上，各层层次都较好，前者干扰相对较强。BP（70，140）Hz扫描常规检波器较好，T2层能量强，连续性好，数字检波器T2层能量较弱，连续性较差。BP（50 100）Hz、BP（60 120）Hz和BP（80 160）Hz扫描结果相近。还可以看出数字检波器抗50Hz干扰能力强。扫描记录上，模拟检波器组合略好，有效波信噪比高。考察数字检波器好坏不仅要考虑更高的频率段，而要考虑施工方法进一步更新，同时进行单炮和剖面处理综合分析，处理过程中注意保护高频成份。（2）频谱分析:随机干扰分析：模拟检波器的频谱50Hz干扰较强，数字表现出明显的抗50Hz干扰能力。面波分析：面波频谱对比主频基本一致。目的层（T1）频谱:在BP（90 180）Hz频带内数字检波器单只接收比模拟检波器串组（9只）主要目的层上信噪比弱，低大约 10Hz,但从频谱分析看，在高频段与主频段能级差大约40dB，在高于100Hz频带内，高频信息能量大于环境噪音0-20dB。频谱分析结论：从整道频谱看数字检波器较好。各层主频基本相近。频带宽度：数字检波器宽。在低频段：0-10Hz之间相近；从10Hz到主频段，数字检波器相对能量好于模拟检波器。在高频段：高频能量数字比模拟高。综合分析，数字检波器总的频带宽度较模拟检波器宽。通过单炮分析，全频记录模拟检波器信噪比较高，层次清晰，数字检波器层次虽较清晰，但干扰比较强。扫描记录：模拟检波器相对较好。数字检波器记录虽然频率高，但扫描记录信噪比较低。频率分析：数字频带宽。抗50Hz干扰：常规检波器没有此能力。基于以上分析，从信噪比看模拟检波器特性好于数字检波器；频率分析方面数字检波器好于模拟检波器。单炮记录分析由于存在组合的影响使得在压制干扰方面二者产生不同。因此单炮扫描分析存在着信噪比问题，而不是纯粹频率问题。分析数字和模拟检波器不能只看单炮，而应该结合剖面一起分析。 4、数字检波器与常规检波器剖面对比分析剖面对比分析：深层信噪比由低向高排列顺序为：模拟检波器组合，数字检波器，模拟检波器团放。中浅层信噪比（T2以上）由低向高顺

数字相敏检波

数字相敏检波技术不仅可检测信号幅值，而且能同时检测信号相位。而且其检测精度高，即使对信噪比降低的场合，也可得到较高的检测精度。此外，数字相敏检波技术对被测信号的频率具有很好的适应性，可以实现跟踪检波，只要改变参考信号的频率即可。（数字相敏检波技术及其应用_路长厚）目前各种高性能的数字信号处理器的广泛应用，数字相敏检波器以其可靠性、灵活性已经在逐步取代传统的模拟相敏检波器。数字相敏检波原理：设被测信号与参考信号分别为 ()()0cos s t V t Noise ωθ=++ ()()()00cos sin r t t j t ωω=+ 式中，V 为信号幅值；θ为信号初相位；Noise 为噪声。由于噪声信号与参考信号不相关，被测信号与参考信号的互相关函数求得 ()()()sr 0= cos sin 22 V V R j θθ- 正交分量为 ()()m sr 0=sin 2V b I R θ=- ???? 对信号经行M ×N 次采样，M 为采样周期数，N 为单周期采样次数，由采样间隔 ()s 00=/2/t T N N πω= 得采样序列为 ()()cos 2/s n V n N πθ=+ 参考信号序列 ()()()()()a b cos 2/sin 2/r n n N j n N r n r n ππ=+=+ 式中，n=0,1, …MN-1，则 ()()1a 01MN t a s n r n MN -==?∑ ()()1b 01MN t b s n r n MN -==?∑ 进而求出信号幅值和初相位分别为 V ()=/arctg b a θ-

（数字相敏检波在DSP中的实现_石军）

数字检波器的应用及效果

2007年12月物探装备第17卷第4期专论与综述数字检波器的应用及效果王梅生* (东方地球物理公司采集技术支持部,河北涿州072751) 摘要王梅生.数字检波器的应用及效果.物探装备,2007,17(4):235~240 本文根据数字检波器的调研结果,介绍了数字检波器在全球的应用情况,在分析数字检波器的工作原理及采集效果的基础上,对数字检波器与常规模拟检波器的应用进行了对比,并根据理论分析和实际应用效果对数字检波器的应用范围提出了自己的看法。关键词数字检波器动态范围谐振频率 ABSTRAC T Wang M eisheng.Application and eff ect of digital geophone.EGP,2007,17(4):235~240 Accor ding to the studied results o f dig ital g eopho ne,the paper intro duced the g lobal applicatio n situatio n of dig ital g eopho ne,summar ized the co rr elation of applicatio n of dig ital g eopho ne wit h co mmon analo gue g eo pho ne in all its aspects based o n analyzing the wo rk pr inciple and acquisition effects of dig ital g eophone,and presented so me know ledge about applicatio n f ield of dig ital geophone acco rding to theo retical analy sis and pr actical application. Key words dig ital g eophone,dynamic range,resonant frequency 引言基于动圈结构的模拟检波器的性能和作用已被长期的生产实践所验证。这类传统的检波器具有性能稳定、可靠、价格优廉等优点,但是也存在对电磁干扰、信号串音、漏电较为敏感等问题。随着地震勘探技术的发展,需要的道数急剧增多、频带加宽,研制体积更小、重量更轻、接收频带更宽、更容易校准的检波器成为发展方向。这种需求,加上微机电加工技术等相关科学技术的发展,数字检波器就是在这种发展背景下出现的。数字检波器的工作原理及优点两种数字检波器简介目前主要有以下两种数字检波器: 一种是结构与常规的模拟检波器基本一致,只是在常规检波器上增加了模数转换器。在模拟电信号产生后,立即通过模数转换器转变为数字信号,检波器输出的信号为数字信号。这种检波器的振幅、相位与常规检波器一致。由于模拟地震信号不再经过线缆传输而是在检波器内完成模数转换,因此其对电磁干扰、信号串音、漏电等问题能较好地改善,但仍不能彻底解决。国内华昌公司生产的SI数字化检波器、西方公司Q-LAND采用的部分数字化检波器就是这种类型的检波器。另一种数字检波器是基于微机电系统(MEMS)的新型数字加速度检波器。这种数字加速度检波器(以下简称MEM S数字检波器)在传感器的结构和性能上与普通速度检波器有本质的差别。基于M EMS技术的数字检波器采用加速传感器,在谐振频率之下工作,而常规动圈式检波器采用速度传感器,在谐振频率之上工作,这个差别使得这两种类型的检波器有着完全不同的性能和外形尺寸。 M EMS数字检波器的振动拾取部分仍然是模拟传感器,在控制回路中,由特定用途的集成电路芯片(ASIC)将输出进行数字化。MEM S数字传感器 *王梅生,男,1984年毕业于江汉石油学院物探专业,长期从事地震资料采集工作,现为东方地球物理公司采集技术支持部副总工程师。

二极管包络检波器和同步检波器仿真实验报告

二极管包络检波器和同步检波器仿真实验报告姓名：学号：班级：09电信二班

一、实验目的 1.进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、实验内容及步骤（1）二极管包络检波电路 1．利用EWB软件绘制出如图 1.15的二极管包络检波电路。 2．按图设置各个元件参数，其中调幅信号源的调幅度M为0.8。打开仿真开关，从示波器上观察波形。画出波形图。 3．分别将Rp调到最大或最小，从示波器上可以观察到惰性失真和负峰切割失真，画出波形图。附图1.15二极管包络检波器仿真实验电路（2）同步检波电路 1．利用EWB软件绘制出如图 1.19的双边带调幅实验电路。 2. 按图设置各个元件参数,打开仿真开关，从示波器上观察同步检波器输入的双边带信号及输出信号。画出波形图。 3.改变同步检波器参考信号相位，观察输出波形的变化，画出波形图。

附图1.19 双边带调制及其同步检波的仿真实验电路三．实验报告要求 1．画出二极管包络检波器的波形。画出二极管包络检波器的惰性失真和负峰切割失真波形。RP1=0% RP2=100% RP=0% RP2=0%负峰切割失真

RP1=100% RP2=0%负峰切割失真 R1=R2=100%惰性失真

2．对比画出同步检波电路的正常波形和改变参考信号相位波形。同步检波电路的正常波形 Uc=3.5344V

参考信号相位30度波形Uc=3.0668V 参考信号相位45度波形Uc=2.5082V

同步检波器

班级：姓名：学号：指导教师：成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系

1 实验目的 1、更好的理解高频课程内容，掌握数字系统设计和调试的方法，培养我们分析、解决问题的能力。 2、加深理解和巩固理论课上所学的有关AM和DSB调制与解调的方法与概念 3、学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，在Multisim仿真软件的集成环境中绘出自己设计的AM、DSB模拟调制电路图和解调电路图，加入基带信号和载波信号，用示波器观察解调波形，分析波形的特点 2 实验内容 1、用模拟乘法器MC1496/1596设计一个同步检波电路，使其能实现对AM和DSB的解调。 2、要求理解系统的各部分功能，原理电路以及相关参数的计算 3、软件仿真的相关调试，得出结论 3 功能分析 3.1 同步检波器功能分析根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有用信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3，实际运用m在0.1～1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要中,调制度 a 小。为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,因为上下边带已经包含了所有有用的信号成分。而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB或单边带调制信号SSB进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普通的二极管包络检波电路,需要用同步检波电路。同步检波电路与包络检波不同,同步检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图3-1所示。

高频电子线路课程设计-同步检波器设计

同步检波器摘要振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。同步检波器主要是用于对DSB 和SSB 信号进行解调（当然也可以用于AM ）。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号V s （t ）,和输入的同步信号（即载波信号）V c （t ），经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双边带信号解调课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。

同步检波器功能分析根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有用信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3，实际运用中,调制度 a m 在0.1～1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要小。为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,单边带调制信号已经包含了所有有用信号成分,电视信号采用残留单边带发送图像的调幅信号就是其中一例。而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB 或单边带调制信号SSB 进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普通的二极管包络检波电路,而需要用同步检波电路。同步检波电路与包络检波不同,检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图2.1所示。图2.1 普通调幅电压乘积器原理框图图2.1中,设输入信号)(t U AM 为普通调幅信号: t t m U U x y a XM AM ωωcos )cos 1(+= （2.1）限幅器输出为等幅载波信号 ,乘法器将两输入信号进行相乘后输出信号为: )()()(t v t v K t v c s E o = （2.2）

AM信同步检波器

华南理工大学广州学院高频课程设计报告题目：AM信号同步检波器姓名：黄日志学号：序号： 1 学院：电子信息工程学院班级： 12电信1班指导老师：羊梅君完成时间： 2014-6-29 目录 1. 概述............................................................... 1.1幅度解调原理 ..................................................... 1.2同步检波电路原理 ................................................. 2. 电路设计........................................................... 2.1MC1596芯片介绍...................................................

2.2M ULTISIM仿真电路 .................................................. 3. 软件运行........................................................... 3.1参数设置 ......................................................... 3.2仿真结果 (7) 4. 设计结论........................................................... 5. 总结体会........................................................... 参考资料 (10) 同步检波电路的设计 1. 概述调制信号的解调过程称为检波，常用的方法有包络检波和同步检波两种。由于有载波的振幅调制信号包络直接反应了调制信号的变化规律，可以用包络检波法进行解调。而抑制载波双边带或单边带信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波器进行解调，必须采用同步检波器。同步检波器分为相乘型和相加型同步检波器。可以利用模拟相乘器，实现该功能。 1.1 幅度解调原理调幅的实质是利用模拟相乘器将调制信号频谱线性搬移到载频附近，并通过带

同步检波器设计

学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 同步检波器设计初始条件：高频理论知识，Multisim和Protel软件使用基础，装有Multisim和Protel的PC 机一台。要求完成的主要任务: 1.设计出信号调制系统 2.设计出同步检波器原理图 3.结合仿真软件进行仿真设计 4.给出设计具体参数及技术指标参考书：电子线路设计·实验·测试(谢自美) 高频电子线路实验与课程设计(杨翠娥) 模拟电子线路Ⅱ(谢沅清) 时间安排： 1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料； 2、课程设计时间为1周。（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。指导教师签名： 2010年 01月26 日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要.................................................................................................................................................................................................... I ABSTRAC T..................................................................................................................................................................................II 1 MC1496芯片介绍 .. (1) 1.1MC1496内部结构及基本性能 (1) 1.2误差源和非线性 (2) 1.3应用电路 (3) 1.3.1 乘法器 (3) 1.3.2 压控低通滤波器 (3) 2 信号调制的一般方法 (3) 2.1模拟调制 (4) 2.2数字调制 (4) 2.3脉冲调制 (4) 3 振幅调制 (4) 3.1基本原理 (4) 3.2AM调制与仿真实现 (8) 4 解调 (10) 4.1解调基本原理 (10) 4.2包络检波 (10) 4.3同步检波 (11) 4.3.1 叠加型同步检波器 (11) 4.3.2 乘积型同步检波器 (13) 4.3.3 乘积型同步检波器的优点 (16) 5 小结与体会 (18) 6参考文献 (19) 7 附录：总原理图 (20)

模拟相敏检波

模拟相敏检波的原理目前的常规的电法测井仪器中对于检波器的设计仍采用模拟的方法来实现。可以分为两类：一种是参考信号和输入信号同为正弦波；一种是参考信号为方波，输入信号为正弦波。对于两组不同的信号检测，也采用两种不同的方案进行相关检测。方案一：采用变压器和双极型三极管组成的正弦波检正弦波的相敏检波器，原理图如图1所示；图1 正弦波相敏检波器原理方案二：是把正弦波先进行波形变化转化为方波，再进行相关性运算，也就是参考信号为方波的相敏检波器，原理图如图2所示。图3 方波相敏检波器原理从图可以看出当输入信号和参考信号同相时，检波器将输出直流电压;当输入信号和参考信号正交时，输出的电压值为零。模拟相敏检波器虽然可以有效地抑制噪声信号，但是工作在高温高压环境下的测井仪器，

由于温度的变化使得各元器件的性能发生变化，从而引起的相位漂移和零漂都对测量结果带来不稳定的影响。（数字相敏检波器在测井仪器中的应用研究_李科）理论推导：相敏检波器由模拟乘法器与低通滤波器组成，设输入信号e i 的角频率为ω0，ω0=2πf 0，f 0=220 Hz 是斩波频率。e i 可表示为 i i 0sin e E t ω= 式中，E i 是输入信号的幅度。图3 相敏检波原理框图图4 参考信号波形电路中参考信号e r 是e i 具有相同频率的方波，为讨论方便，设其幅值为1，其波形如图4所示。于是e r 可表示为 r 1=1 e -??? ()/43/4nT T t nT T +≤≤+其余时间式中，T=1/ f 0是信号周期，n=0,1,2，…。将e r 展成傅里叶级数，其傅氏系数为 ()()0r r 0112sin /2T jn t F n e e n T n ωππ-??= =??? ? ()()00n n =≠ 从而 ()()()000r r 10 2sin /24sin /2= 11jn t jn t jn t n n n n n n e F n e e e n n ωωωππππ∞∞∞=-∞=-∞=≠=+=+∑∑∑ 当n 为偶数时，()sin /20n π= ，上式可化为

有效值检波器

2011年春季西南交通大学大学生电子设计竞赛设计报告有效值检波器 2011年5月27日有效值检波器引言

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机因为体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，被广泛应用于仪器仪表中。目前市场上的便携式仪表大多都是以单片机为核心。 LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）单片机加LCD1602液晶显示器，基本可以满足本次单片机控制的数显频率计的设计与制作。 ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生产的串行接口8位A/D 转换器，通过三线接口与单片机连接，功耗低，性能价格比较高，适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。芯片具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。一.方案认证 1.单片机部分：考虑到电子设计竞赛的内容和设计的目的，决定选取STC89C52。此单片机虽然属于低端机型，但足以满足设计的要求。选取其它的高端机型有些浪

费。所以使用STC89C52。 2.显示部分：此次电子设计大赛要求地显示部分能够完成数字和常用字符的显示。若用数码管则只能显示0-F，不能显示其它的字符及符号。所以不能用数码管。而选用LCD1602恰好符合要求。所以应用LCD1602。 3.A/D转换部分： ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。芯片具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。所以应用ADC0832。二、硬件电路的设计 1.工作原理及系统框图此次课程设计的要求如下：一方面，单片机要通过I/O中接收输入信号，另一方面要通过I/O口控制液晶的初始化、显示方式以及要显示的字符。因此，设计必须以单片机为核心，显示器为外围设备。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上，单片机要下载完整的程序对二者进行适时的控制。

高频电子线路同步检波器课程设计

摘要在通信领域中，DSB也代表调制中的一种方式，抑制载波双边带调幅方式，这种方式叫双边带调幅。这种调幅方式是在标准AM调幅波中去除其中的载波分量得到的，优点在于这种调幅波的发射功率在不影响信号传输的同时要比AM波小，节省了发射功率，但其解调电路要比AM波解调电路更复杂。而从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。用以完成这个任务的电路称为检波器。最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成，这种二极管就被称做检波二极管。有载波振幅调制信号的包络能够直接反映调制信号的变化规律，因此可以采用二极管包络检波的方法进行检波。同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号，利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波。利用抑制载波的双边带信号和输入的同步信号，经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双边带信号解调而抑制载波的单边带或双边带振幅调制信号。本文给出了基于Multisim软件的调制和解调仿真结果。关键词：检波器 DSB调制同步检波 Multisim

目录 1 MC1496芯片介绍 (1) 1.1 MC1496内部结构及基本性能 (1) 2 同步检波器的设计 (2) 2.1 同步检波基本原理 (2) 2.1.1 系统功能说明 (2) 2.1.2 原理框图 (2) 2.1.3 流程图 (2) 2.2 同步检波硬件设计 (4) 2.2.1 电路原理图 (4) 2.2.2 电路说明 (5) 2.2.3 参数计算 (6) 2.3软件仿真图 (6) 3 小结与体会 (7) 4 附录：总原理图 (7)

同步检波器设计 1 MC1496芯片介绍 1.1 MC1496内部结构及基本性能在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程，而集成模拟乘法器正是实现两个模拟量电压或电流相乘的电子器件。采用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件要简单得多，而且性能优越，因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。在目前的乘法器中，单通道器件无法实现多通道的复杂运算；二象限器件又会使负信号的应用受到限制。而ADI 公司的MC1496则是一款完全四通道四象限电压输出模拟乘法器，这种完全乘法器克服了以上器件的诸多不足之处，适用于电压控制放大器、可变滤波器、多通道功率计算以及低频解调器等电路。非常适合于产生复杂的要求高的波形，尤其适用于高精度CRT显示系统的几何修正。其内部结构及引脚排列如图1-1所示。图1-1 MC1496内部结构图 MC1496是由互补双极性工艺制作而成，它包含有四个高精度四象限乘法单元。温度漂移小于0．005％／℃。0．3μV／Hz的点噪声电压使低失真的Y通道只有0．02％的总谐波失真噪声，四个8MHz通道的总静止功耗也仅为150mW。MC1496的工作温度范围为－40℃～＋85℃。 MC1496的其它主要特性如下：

相敏检波

相敏检波（一）相敏检波的功用和原理 1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。 2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。 3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。 4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。（二）相敏检波电路的选频与鉴相特性 1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。

虚拟相敏检波器的设计

虚拟相敏检波器的设计一、设计目的： 1. 熟悉虚拟仪器的编程环境及数据操作中的各图标（端口）。 2、了解相敏检波器的工作原理、组成结构。 3、了解相敏检波器在微弱信号检测中的作用。 2. 运用LabVIEW 图形编程语言的强大功能构建虚拟仪器相敏检波器。二、设计原理：信号处理是信号测试的一个重要环节，尤其对于伴随高强度噪声的信号的处理更是至关重要。无论是物理，化学，生物，还是天文，通信及电子技术等领域，都存在亟待检测的各种微弱信号，这些信号单独存在的概率相当小，往往被噪声深深覆盖淹没。对于伴随噪声的非周期微弱信号，通常采样滤波器减小系统的噪声带宽，对于深埋于噪声中的周期性信号，则采取锁相放大法，即使用相敏检波和低通滤波构筑的相敏检波器对被测信号进行相关检测。相敏检波器由移相网络，乘法器，积分器，方波参考信号源(其频率与检测信号相同)构筑而成。移相网络的作用是使被测信号与方波参考信号同相，两种信号经乘法器和积分器运算后获得最大直流分量的全波整流信号，由于噪声的随机性，与参考信号同频同相的概率极小，经低通滤波器的积分运算后，高频分量的绝大部分噪声被滤除，因此，相敏检波器具有极强的抑制噪声的功能。相敏检波器仿真仪程序流程见图1。图1 虚拟相敏检波器程序流程三、所用设备计算机、LABVIEW 软件四、设计步骤 4.1 前面板设计 ⑴设置四个波形显示器，可同时观察方波参考信号，正弦被测信号，正弦波和随机噪声的叠加信号波形。执行四次Controls>>Graph>>Waveform Graph 操作，调用图形控件Graph。

⑵ 设置一个输出显示型数字控件，显示相位差测量结果。 ⑶ 设置四个数字控件，用于正弦波和方波发生器设置采样频率，采样点数，信号频率。 ⑷ 设置一个旋钮型控件，用它来控制正弦波和方波信号的相位差。 ⑸ 设置一个开关型控件，控制仪器的运行或关闭。 4.2 虚拟相敏检波器的运行随机噪声图标首先与巴特沃斯高通滤波器连接，滤波器的Low cutoff Freq 预设值为100，即滤除随机噪声中频率小于100 的低频分量，生成高频噪声，尔后与正弦信号叠加，如图3(a)所示，叠加后的信号已不见正弦波的踪影，它完全被随机噪声笼罩。此时运用巴特沃斯低通滤波器对叠加信号进行预处理，低通滤波器的Low cutoff Freq 预设值为20，即滤除频率大于20Hz 的信号，由于随机噪声频率是大于100 的高频信号，而正弦波的频率是5Hz ，所以叠加信号通过该级低通滤波器后，随机噪声基本滤除殆尽，正弦波清晰可见，它与方波信号进行模拟乘法运算，得到输入信号与参考信号的和频分量和差频分量。最后还须连接一个巴特沃斯低通滤波器，通过两次互相关运算，滤除信号的和频分量，相敏检波器最后检测的信号是正弦波和方波信号的差频电压。由于两种信号的振幅均为1，则方波参考信号展开为傅氏级数: ∑∞=+++=022)}2)(12sin{(1 214n r t f n n U ?ππ (1) 设正弦波信号的数学表达式为: )2sin(11?π+=f U s ⑵ 则相敏检波器的输出电压为： ]} )12([])12([2cos{)12(2 ]})12([])12([2cos{)12(221210212100??ππ??ππ++++++-+-++-+=∑∑∞=∞ =n t f n f n n t f n f n U n n ⑶ 式中f 1 , f 2分别是正弦波和方波信号的频率, n 是谐波数, 21,?? 分别是正弦波和方波信号的初相角。 4.3.1 正弦波和方波参考信号同频同相调节虚拟相敏检波器前面板的模拟电位器，使相位差计示值为0 度，此时正弦波和方波参考信号的频率均为5Hz,相位也相同，从图3(a)我们可以清晰地看到虚拟相敏检波器输出的是全波整流信号，幅值为＋1，而且盈含恒定分量的正极值。在“相敏输出信号”的屏幕上我们丝毫看不到随机噪声的踪迹，随机噪声得

包络检波及同步检波实验报告

实验十一包络检波及同步检波实验一、实验目的 1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2、掌握二极管峰值包络检波的原理。 3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。 4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、实验内容 1、完成普通调幅波的解调。 2、观察抑制载波的双边带调幅波的解调。 3、观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、4号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块四、实验原理及实验电路说明检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况，，在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图11-1所示（此图为单音频Ω调制的情况）。检波过程也是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。常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。全载波振幅调制信号的包络直接反映

了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。 1、二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。大信号检波原理电路如图11-2（a）所示。检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流i D很大，使电容器上的电压V C很快就接近高频电压的峰值。充 2、同步检波（1）同步检波原理同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的同步信号。同步检波器的名称由此而来。