混频器项目报告

'或都信息工程学院电子工程学院[CDIO]项目报告题目：乘积型混频器设计专业：电子信息科学与技术班级：2010级1班姓名：指导教师：评分：2013年1月12日 目录1•项目计划11.1器件选择11.2实验要求22•项目内容22.1实验原理22.2实物加工42.2.1材料清单42.2.2加工制作42.2.3电路实物52.3实验测试52.3.1测试仪器52.3.2测试准备62.3.3混频测试62.3.4调幅测试72.3.5检波测试73•项目总结83.1实验总结83.2心得体会84.参考资料85.附录9 1.项目计划按照CDTO教学大纲，在本这学期CDTO工程实习中，我们将试着做与混频器相关的内容。混频乂叫变频，是将信号频率山一个量值变换为另一个量值的过程。貝有这种功能的电路称为混频器（或变频器）。1.1器件选择在这次项目实施之前，为了达到设计要求，经过多番比较和慎重考虑，我们选择了MCI496芯片作为这次项目制作的主要元件。如图一所示。141312111098I~II~II~II~II~»I~II~IMCI496图一MCI496管脚图MC1496集成模拟乘法器是是完成两个模拟量（电流或电压）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。其内部结构如图二所示。13Rs图二MC1496内部结构MCI496是摩托罗拉公司生产的一款单片集成模拟乘法器，该芯片内部非常简单，只集成了8个品体管。它是一款可应用于抑制载波调幅、普通调幅，同步解调，FM解调，相位解调等应用的模拟。它貝有以卜•特性。（1）、极佳的载波抑制性能。-65dBtyp@0.5NlHz-50dBtyp@10MHz（2）、増益和信号处理均可调。（3）、高共模抑制比，其典型值为-85dBo（4）、平衡输入输出且具有多种封装形式。 1.2实验要求（1）、基本要求：混频。范围lKHz^lOMHzo（2）、扩展要求：调制幅度。同步检波。预计在完成电路板制作后，能实现两个信号的混频，在混频的基础上，能达到调幅和检波的效果。1.项目内容2.1实验原理本次实验共做了三个内容，即混频，调幅和检波。当调制信号和载波经过调幅，产生已调信号，在本振信号输入下经过混频，混频后的信号与载波再同步检波得到调制信号。基TMC1496组成的乘积型混频器可将调制信号和本振信号通过模拟乘法器宜接相乘，再由选频网络取出所需频率分量实现混频，并通过反馈回路控制木振信号实现稳频输出。其原理框图如图三所示。图三实验原理框图调幅原理如图四所示。图四调幅屯路原理图如图舛所示，其中载波信号Uc经高频耦合电容C2从Ux端输入，C3是高频旁路电 容，使8脚接地。调制信号UQ经低频耦合电容C1从Uy端输入，C4为低频旁路电容,使4脚接地。调幅信号U。从12脚单端输出。由于器件采用双电源供电，所以5脚的偏置电阻R5接地。由此可计算器件的静偏置电流T5或To即（）.7/=I//1A+5000脚2与3Z间接入负反馈电阻Re,以扩展调制信号的UQ的线性动态范围。Re增大,线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。电阻R6,R7,R8和R1为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。图五是基于MCI496的混频器，其中Ux端输入信号Fc二20.945MHz,Uy端输入信号fs二10.245MHz的信号，输出端接有带通滤波器LC。只要相差一屮频如10.7Mhz,再经过带通滤波器取出中频信号，就可实现混频。原理方框图如图六所示。UcUx►©£带通滤波器►VoUg图六乘积型混频器原理框图若g(t)=UsCOSWstUy=UoCOSW0t则Uc(t)=KVsV0coswstcosw0t=丄KVsVo[cos(wo+ws)t+cos(wo-ws)t]2经带通滤波器后，取差频Vo(t)=丄KVsVocos(wo-ws)t2(Wo-Ws=Wi为某中频频率) 图七同步检波原理图图七是基TMC1496的同步检波。其中Ux端输入同步信号或载波信号Uc,Uy端输入已调波信号Us。输出端接冇由R3C与C35,C37组成的低通滤波器及隔直电容C3&所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波调幅信号均可实现解调。调节电位器RP3可使输出波形Uo（t）的幅度增大，波形失真减小。2.2实物加工2.2.1材料清单经过电路图的设计后，我们需要电器元件来完成电路板的制作，整个电路板所需元件如图八材料清单所示。型号数量单价（元）合计（元）芯片MCI49639.929.7定值电阻10K60.533.3K150.57.51K120.56可变电阻0~750K313电容0.1UF150.57.520UF616电感1.2UH313排针若干22图八材料清单表2.2.2加工制作经过电路的设计和布局，我们得到了电路PCB图。在实验室的条件下，将PCB图在铜板上印好，并用酸液腐蚀铜板，得到布好了电路线的铜板。如图九所示。 匚工灭miCann•uu图九电路PCB图□H制作工具电骆铁一个，已制作好的铜板一块,图五所示的电器元件,松香一块，焊锡若干。2.2.3电路实物在电路板的焊接过程中，耍注意不耍刮损铜板上的电路线，由于这次电路器件全是贴片式焊接，所以在焊接过程中也不要将电器元件损坏。最后，焊接好的实物如图十所/J^O图卜电路实物图£12.3实验测试2.3.1测试仪器直流稳压电源一台，DS5102M示波器一台，F40数字合成函数信号发生器三台，连接导线若干。 2.3・2测试准备将电器元件按照PCB图在铜板上焊接好以后，我们完成了电路板的制作，在测试之前，先检查电路板以及电器元件是否有损坏，同时接通直流稳压电源看电路板有无响应,检查Z后接下来按图十一所示接好测试仪器进行相关测试。图I•一电路测试图2.3.3混频测试图匕1混频测试图图I•三混频测试效果图 如图十二所示，我们输入一个lOMIlz和5MHz的信号，在图十三中得到一个差频信号5.3279MHzo2.3.4调幅测试图十四AM调幅测试图图十五AM调幅效果图如图十四所示，我们输入一个10KH刁的载波，1KH刁的调制信号，在图十五中得到已调信号9.007KHzo2.3.5检波测试 图十六检波测试图图十七检波效果图如图十六所示，我们输入一个50KHz的载波信号和一个lKIIz的调制信号，在经过调幅、混频和检波后，在图十七小我们得到了871Hz的调制信号。2.项目总结1.1实验总结在最后电路板进行测试时，测试的结果达到了我们最初设计时的耍求。比如在混频中，输入一个lOMFh和5MHz的信号，理论上应到多个信号，但由于实验条件的限制，示波器只能显示出一个信号，即如图十三所得到的差频信号。且理论上的差频值应是5MHz,实际测出的结果是5.3279MHzo又如在调幅中,输入一个lOKIIz的载波,lKHz的调制信号，理论上应得到1OKH刁的已调信号，实际测试确实9.007KHzo总的來说在误差在可接收的范围。说明这次实验在误差允许范围内取得成功。3.2心得体会经过两组成员的共同努力，我们终于完成了当初的设计要求。在制作之初，我们还曾使用过MC0406芯片来设计，但由于最后检测不到效果，经查证，是MC0406的可用频率范围太小，为了达到设计要求，不得不重新换用芯片，由此可知，在设计之初，芯片的选择很重要，要考虑会不会达到效果。在换芯片重新中请芯片等待的时间太长，以至太浪费时间。在以后设计工作中，应当避免这种情况。而在团队的努力合作屮，我们更加休会到团队的合作以及协调性多么重要。2.参考资料高频设计电路科学出版社M1496芯片中文资料电子发烧友百度文库 豆丁网5.附录任务分配表任务一任务二任务三任务四任务五任务六前期资料搜集方案讨论与选择PCB画图电路板焊接电路测试报告撰写PPT制作前期资料搜集方案讨论与选择PCB画图电路板焊接电路测试报告撰写PPT制作前期资料搜集方案讨论与选择PCB画图电路板焊接电路测试PPT演讲前期资料搜集方案讨论与选择匸作记录填写匸作记录填写r.作记录填写报告撰写PPT制作前期资料搜集方案讨论与选择工作记录填写工作记录填写工作记录填写报告撰写PPT制作'