【摘要】本文基于MC1496模拟乘法器，根据相干解调原理设计的同步检波电路，利用Multisim软件进行电路仿真，测试同步检波电路性能，并通过四踪示波器，跟踪调制信号、已调信号、解调信号的波形，分析其延迟情况。下面是小编为大家整理的《开关检波电路设计论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。
Multisim10 在高频电子线路教学中的应用
摘要:高频电子线路是“电子线路”课程中最重要、最复杂的课程,也是最难教,最难学的课程。Multisim10是IIT公司最新的的电子线路仿真软件,可以根据电路结构和元器件参数对电路进行仿真分析,快速准确。利用multisim10对高频电路进行仿真分析,不但可以帮助学生更好的理解理论知识,而且有利于培养学生的分析能力和设计能力。
关键词:高频电子线路;Multisim10;仿真
Application of Multisim10 in High Frequency Electronic Circuit Teaching
CHENG Jun
(College of Physical and Information Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)
Key words: high frequency electronic circuit; Multisim10; simulate
Multisim10是加拿大IIT公司在2007年3月推出的multisim新版本,是该公司电子线路仿真软件的最新版本。Multisim用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子与电工仪器和仪表,通过软件将元器件和仪器集合为一体,是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件[1]。Multsim10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用,它的虚拟仪器/仪表种类齐全,而且具有较为详细的电路分析功能。
调制和解调电路是高频电子线路的重要构成部分[2],且概念比较抽象,难于理解,因此,可以借用multisim10创建普通调幅波的产生和解调电路,抑制载波的调幅波的产生和解调电路等,帮助学生较好的理解原理以及应用。
1 标准调幅信号(AM)—双边带信号(DSB)产生器的仿真分析
用乘法器构建一个产生普通调幅信号和双边带信号的电路,如图1所示。电路中的开关接通时,输出产生的是一个普通调幅信号。其中V1是载波信号,振幅为5V,频率为1MHz,V2是调制信号,振幅为2V,频率为6KHz,用四踪示波器观察,可以看到载波信号、调制信号、输出已调波信号的波形,如图2所示。当电路中的开关断开时,乘法器的输出是一个双边带信号,仿真波形如图3所示。
2 AM解调电路
2.1 小信号平方律检波
普通调幅信号一般采用包络检波电路[3],当检波器的输入信号幅度不超过几十毫伏数量级时,称为小信号平方律检波。小信号检波非线性器件必须工作在其伏安特性曲线的弯曲部分,可以通过外加偏压的方法控制工作点。具体电路如图4所示:V1是普通调幅波信号,调幅系数为0.5,调制信号频率为1KHz,载波信号频率为500KHz,V2是二极管偏置电压0.9V。仿真波形如图5所示。
2.2 大信号峰值检波电路
当输入信号电压幅度大于0.5V时,检波二极管处于开关工作状态,可以用折线法来分析检波过程[4]。大信号检波与小信号检波的主要区别:一是二极管工作状态不同,小信号检波时二极管一直处于导通状态,大信号检波时二极管一直处于开关状态;二是小信号检波传输系数较小,输出电压的反馈作用可以忽略,大信号检波输出电压的反馈作用不能忽略。具体电路如图6所示:V1是AM信号,调幅系数为0.5,调制信号频率为1KHz,载波信号频率为100KHz,可变电阻调到5%,负载电阻为20K*0.05=1KΩ,开关断开,仿真图7上图是检波器输出的检波电压波形,下图是检波器的输入电压波形,可以看到此电路不失真的完成了对AM的检波。
但是大信号检波可能存在两种特有的失真:
1)惰性失真
这种失真是由于检波负载R1取值过大,二极管的放电速度过慢,跟不上输入调幅波包络线下降速度时产生的失真。上图中如果将电位器调整到80%,负载电阻为20K*0.8=16KΩ,开关断开,仿真结果如图8所示:
2)负峰切割失真
这种失真是由于检波器的低频交流负载与直流负载电阻不等而引起的。实际上,检波电路总是和低频放大电路相联接的。作为检波电路的负载,除了电阻R1外,还有下一级的输入电阻R2通过耦合电容C与电阻R1并联。耦合电容很大,在稳定情况下其电压值基本不变,好像是直流电源串接在R1和R2上,如果R1上的分压小于调幅信号的最小振幅时,二极管因反向偏置而截止,于是出现了负峰切割失真。图6中,接通开关,当负载电阻R2为5k*10%=500Ω,仿真图9显示产生了负峰切割失真,在实际电路中应该避免这种情况发生。
3 DSB信号的检波
采用乘积型同步检波器对双边带信号进行检波。构建的检波器如图10所示,电路中用到两个乘法器模块,其中V1是载波信号,振幅1.5V,频率80KHz;V2是调制信号,振幅0.8V,频率2KHz;V3是本地载波信号,振幅5V,频率80KHz。仿真如图11所示,可以看出,载波信号和调制信号经过乘法器A1后输出的是一个双边带信号,检波时,应该首先乘上一个本地载波,再经过低通滤波器就得到了正确的检波信号。
4 结束语
本文利用multisim10对高频电路中的调制和解调电路进行了仿真研究,在高频教学中引入仿真教学,不但可以帮助学生更好的理解理论知识,而且有利于培养学生的分析能力和设计能力。
参考文献:
[1] 从宏寿.Multisim 8仿真与应用实例开发[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2] 王卫东.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社,2004.
[3] 张肃文.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4] 张义芳.高频电子线路[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007.
作者：程 俊
基于MC1496的同步检波电路与Multisim仿真
【摘要】 本文基于MC1496模拟乘法器，根据相干 解调原理设计的同步检波电路，利用Multisim软件进行电路仿真，测试同步检波电路性能，并通过四踪示波器，跟踪调制信号、已调信号、解调信号的波形，分析其延迟情况。
【关键词】 同步检波低通滤波器MC1496 Multisim仿真
经过低通滤波器之后，高频部分被滤除，得到s=0.5m(t)，恢复出原信号波形。所以在设计同步检波电路过程中，过程为输入输入信号→提取载波频率→乘法器电路→低通滤波器→输出。由于在实际情况中，已调信号和载波信号常存在相位差，随着相位差的改变，会影响输出信号的振幅，但是不会引起失真，但是由于相位差存在随机性，输出信号会产生起伏式衰减，影响解调质量。所以在解调过程中我们要求本地信号与输入信号尽可能同频同相。
二、模拟乘法器MC1496
MC1496为模拟乘法器，其是依据双差分对电路的原理设计的，它由两个基本差分对电路组成，两个差分对电路的输出端交叉耦合。输入电压u1交叉的加到两个差分对管的输入，输入电压u2加到Q5和Q6组成的差分对管输入端，三个差分都是差模输入。当端口2和端口3之间接入相对较大的反馈电阻后，差分对管输出电流近似与输入电压u2成正比，当输入电压u1较小时，差动电流近似为Ku1u2，加入负反馈，双差分对电路工作在线性时变状态或开关状态，从而适合作为频谱搬移电路。
三、同步检波电路设计与Multisim仿真
四、结果分析
设置输入信号：ym=[200cos2π(2k*t)+150cos2π(1.5k*t)](mv)载波信号为yc=50*cos2π(500k*t)(mv)，运行仿真，四踪示波器仿真结果如图2：
从示波器中可知，通过同步检波，DSB可被恢复，但两者波形有细微差别，这主要是因为滤波器通带边缘不可能是理想矩形。该电路延时T2-T1為1.833ms，系统延迟主要由低通滤波器模块产生。
五、结束语
在电子设计过程中，参数的选择、仿真搭建、调试必不可少，Multisim广泛应用于电子设计与设计性实验的电路设计阶段。调幅系统至今在广播电视领域仍具有较为广泛的应用，在调幅通信系统中，同步检波技术较包络检波具有更强的普遍适用性。
参 考 文 献
[1]王虹.通信系统原理[M].国防工业出版社，2014.
[2]樊昌信.通信原理[M].国防工业出版社，2006.
[3]吴友宇.模拟电子技术基础[M].北京：清华大学出版社，2009.
[4]陈永泰.通信电子线路原理与应用[M].高等教育出版社，2011.
作者：王晓鹏
二极管包络检波电路的仿真分析
摘 要：介绍了二极管包络检波电路的构成，通过Multisim软件对电路的参数进行选择和输出波形进行了仿真与分析.结果表明，利用该软件可以分析设计出满足不同要求的检波电路系统，降低设计复杂度，提高设计效率，缩短设计周期.
关键词：二极管;包络;检波电路;Multisim仿真
Simulation Analysis of Diode Envelope Detection Circuit
ZHENG Hao-zu
(School of Electronic & Information Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu Lanzhou 730070)
Key words: diode;envelope detection circuit;simulation analysis
在高频电子电路中，包络检波器是一种很常用的电路。
二极管包络检波器主要由二极管和RC低通滤波电路组成。二极管导通时，输入信号向C充电，充电时常数为RC，充电快;二极管截止时，C向R放电，放电快。在输入信号作用下，二极管导通和截止不断重复，直到充放电达到平衡后，输出信号跟踪了输入信号的包络。如果参数选择不当，二极管包络检波器会产生惰性失真和负峰切割失真。惰性失真是由于RC过大而造成的，负峰切割失真主要是由于交直流等效电阻不同造成的。
1 电路结构
在Multisim仿真电路窗口创建图1所示电路。该电路中，V1是幅度为1 V、频率为20 kHz的高频载波信号;V2是幅度为1 V、频率为1 kHz的低频调制信号。经乘法器A1后，得到AM调制信号，该调制信号再经过包络检波器检波输出。
2 工作原理
运行仿真开关，双击示波器图标，可获得AM波形以及解调波形，如图2所示。由图2可以看出，输出信号跟踪了输入信号包络的变化情况。
适当改变电阻R1的大小和输入信号调幅度，从示波器可观察到惰性失真输出波形，如图3所示。
3 结束语
文章简要叙述了电路的建模，然后利用Multisim工具进行仿真，对电路中的参数和布局进行验证.实际测量结果表明，经过该验证后的电路工作稳定，和仿真结果基本一致.所以电源仿真在电路设计过程中是十分必要的，通过仿真来模拟真实系统的行为，可以提高设计效率，缩短开发周期.
参考文献：
[1]蒋卓勤.Multisim 2001及其在电子设计中的应用[M].2005.
[2]从宏寿.Multisim8仿真与应用实例开发[M]2007.
作者：郑昊祖
