课程设计模板-课程设计报告格式(空白)new.doc

《课程设计模板-课程设计报告格式(空白)new.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计模板-课程设计报告格式(空白)new.doc（13页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、课 程 设 计 报 告课程名称 高频电路分析 系 别： 工程技术系 专业班级： 电信1001 学 号： 姓 名： 常佳 课程题目： 混频器设计 完成日期： 2012.12.14 指导老师： 薛凯凯 2012年 10 月 14 日课 程 设 计 目 的(1)了解乘法器的功能。(2)了解混频器的工作原理。(3)混频器的设计与主要性能参数测试方法。课 程 设 计 要 求（1）混频器的第一路输入信号频率10MHz，幅度大于0.2V而小于1V；（2）混频器的第二路输入信号频率10MHz，幅度200mV；（3）最终输出信号频率2MHz。WB对电路进行仿真，输出仿真波形，打印仿真结果；课 程 设 计 注 意

2、 事 项（1）变频增益选大（2）噪声系数要小（3）变频器工作在非线性不太严重的区域（4）压缩电平选高（5）选择性要好（6）动态范围较大，隔离度要好，稳定度要高课 程 设 计 内 容利用MC1496设计一个混频器，实现本地振荡信号与高频输入信号的乘积运算，并通过带通滤波器提取出混频后的信号。混频电路混频器电路有两个乘法器，第一个乘法器产生一个调幅波，第二个乘法 器起混频的作用，把高频已调波转成中频波。第二个乘法器输入的频率为 10M Hz ，经混频器后输出频率约为 2Mz 。课 程 设 计 简 要 操 作 步 骤 1.了解MC1946的功能 2.画出MC1946的原理电路图 3.讲MC1946原

3、理电路图转换成子电路图 4.了解混频器的原理 5.画出用MC1946设计的混频器电路图 6.电路心能测试课 程 设 计 心 得 体 会通过这次的混频器的课程设计，我学到了很多，也认识到很多不足，我发现自己理论知识学的不扎实，因此分析计算起来很困难，因此以后要认真对待，通过查找资料与所学知识，我完成了课程设计的能容。把书中所学的内容与具体实际相结合，加强了自己的动手能力。我懂得了课程设计不光是让我设计，更重的是培养我们的动手能力！并且教会我查阅书籍的重要性，我希望有更多这样有价值的课来充实自己，遂让遇到很多困难，但通过查阅与同学的帮助一一解决，让我对学习高频电路这门课更加有信心了！课 程 设 计

4、 评 语 及 成 绩评 语成 绩指导教师（签 名）2010年6月 日高频课程设计论文混频器的设计 目录 一.摘要1 二概述2 LC正弦波振荡器3 混频器原理4 选频放大电路5 三.方案分析6 模拟乘法器电路7 四.致谢8 五.参考文献9 六.附录 电路图10摘要：混频器是微波集成电路接收系统中必不可少的部件。不论是微波通信、雷达、遥控、遥感、还是侦察与电子对抗，以及许多微波测量系统，都必须把微波信号用混频器降到中低频来进行处理。调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围

5、移动通信工程中。本课题重点在于设计能给发射机电路提供稳定频率的混频器电子电路。超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调485M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路。通过后续的电路仿真和部分电路的调试，可以证明本课题的电路基本成熟，基本能完成语音信号的

6、电压放大、频率调制和功率放大，达到发射距离的要求。发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。近年来,移动通信技术得到迅猛发展,在社会生活中扮演着越来越重要的角色。混频器是射频前端电路中实现频谱搬移的器件,是十分重要的模块。每个移动通信系统都要用到一个以上的混频器,其性能直接影响整个系统的性能二.方案分析 混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频

7、率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。采用超外差接收后，调整方便，放大量选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。混频器在一些发射设备中也是必不可少的。在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、 频谱分析仪等）的重要组成部分。

8、 混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图1所示。 振荡器输出一频率为1f=10MHz、幅值0.2VmU11V的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，2f=10MHz、幅值mU2=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz的正弦波信号。对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。 混频电路的基本组成模型及主要技术特点： 混频，工程上也称

9、变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。 混频电路的组成模型及频谱分析 图a是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。当为接收机混频电路时，其中Us(t)是已调高频信号。Ul(t)是等幅的余弦型信号，而输出则是Ui(t)为中频信号。 混频电路的基本原理： 图2中，Us(t)为输入信号，Uc(t)为本振信号。Ui(t)输出信号。分析：当Ust=UsmcosU 则Up(t) = Us(t)Uc(t) =UsmcosstUcmcosct = A

10、mcosstcosct 其中：Am=UsmUcm对上式进行三角函数的变换则有Up (t1) =AmtUcosstcosct：1/2Amcos(s+c )t从上式可推出，Up(t)含有两个频率分量和为(c+S)，差为(C-S)。若选频网络是理想 上边带滤波器则输出为Ui(t)=1/2Amcos(s+c )t 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：Ui(t)= ：1/2Amcos(s-c )t 工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有c S往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，Ui(t)= ：1/2Amcos(s-c)t为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标是混频跨导

11、。规定混频跨导的计算公式：混频跨导g：输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。 该电路由LC正弦波振荡器高频信号源模拟乘法器以及选频放大电路组成。LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波与高频信号源所产生的8MHz正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz的正弦波信号三.单元电路的工作原理1.LC正弦波振荡器 本次设计采用LC电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振荡器。 三

12、点式LC振荡器的相位平衡条件是k+f=2，在LC谐振回路， Xcb=(Xbe+Xce)Xcb与XbeXce性质相反，当XbeXce为电容，Xcb就是电感；当XbeXce为电感，Xcb就是电容。 在LC三点式振荡器电路中,如果要产生正弦波，必须满足振幅平衡条件：即满足A*F1. 由相位平衡条件和振幅平衡条件可得： 选取60=，故选用2N2222A三极管。2N2222A是NPN型三极管，属于低噪声放大三极管。本电路的三极管采用分压偏置电路，为了使三极管处于放大状态，必须满足：电流 电压由此可以确定R1=5.1K，R3=2.2K，R4=2K。 正弦波的输出信号频率f=10MHz，电路图如图所示： 2

13、模拟乘法器电路 用模拟乘法器实现混频，就是在xU端和yU端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图6所混频原理框图若Ux(t)=Uscosws Uy(t)=Uocoswot则：Uc(t)=KVsVocoswstcoswot=1/2KVsVcos(ws+wo)t+cos(ws-wo)t经带通滤波器后，取差频。为所需中频由MC1496 模拟乘法器构成的混频器电路如图7 所示。图中，LC正弦波振荡器输出的10MHz正弦波由10端（X输入端）注入，高频信号源输出的10MHz正弦波由一端（Y输入端）输入，混频后的中频电压由6端经形带通滤波器输出，其中C17L

14、11C11C19构成一选频滤波回路，调节可变电阻Rp能使14脚直流电位差为零，可以减小输出信号的波形失真，使电路平衡。在23脚之间加接电阻，可扩展输入信号Us的线性范围。MC1496构成的混频器3选频放大电路连接如图8所示，晶体管选2SC945，R1R2Re组成支流偏置电路，L2L3C2R构成并联谐振回路，其中R用来改变回路的Q值，C1为输入耦合电容，C3 为输出耦合电容，C7位晶体管发射极旁路电容，L1 C4C5构成了一个去耦电路，用来消除电路之间的相互影响，R1 R2 提供电路的静态工作点四.仿真测试根据设计方案，应用计算机Multisim软件进行了模拟仿真。用示波器观察LC正弦波振荡器的

15、输出，输出波形如图9所示。图9 LC正弦波振荡器输出 波形 用示波器观察混频器输出信号，波形如图10所示。图10 混频后的信号波形图致谢： 本论文的工作是在我的指导老师薛凯凯开老师的悉心指导下完成的，薛老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢薛老师对我的关心和指导。老师悉心指导我们完成了课程设计工作在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助在此向薛老师表示衷心的谢意。在课程设计期间，我的组员对我论文中的提供相关的资料研究工作给予了热情帮助在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人爸爸、妈妈他们的理解和支持使我能够在校专心完成学业！ 参考文献 : 1 谢嘉奎电子线路第4版北京高等教育出版社2003年6月 2 陈磊唐晓辉现代通信原理实验指导书桂林航天工业学校专科学校电子工程系2009年7月 3 于洪珍通信电子线路清华大学出版社2006年1月 4 阳昌汉高频电子线路学习与解题指导哈尔滨工程大学出版社2004年6月 5 熊伟Multisin7电路设计及仿真应用第一版清华大学出版社2005年7月 附录：MC1496原理图MC1496构成的混频器