1、模擬集成電子線路研學報告目錄Part 1:電路仿真11題目一：書本機輔題：510 （ DSB調制）12題目二：書本機輔題：511（ DSB相干解調）13普通AM的調制與解調14普通SSB的調制與解調15發現問題與解決Part 2:D類功放2.1.D類功放的原理22與甲類、乙類、甲乙類功放的區別23d類功放的應用：Part 3:3.1實驗感想3.2附錄：3.3參考文獻:Part 1：電路仿真11題目一：書本機輔題：510關于DSB調制：原理圖解：團2 DSE調制器模型1 'H 如 h_rr “«*E0電路圖:n；R 蜩的IK埠fiti汕帯說明:（以下仿真，為了說明仿真結果的正確

2、性，部分仿真同時采用了MATLAB函數仿真，一般左圖為 MATLAB獲得的函數圖像，右圖為 multisim波形仿真。）1.當 U1 = sin(O.*x)，U2=sin(O.*x)結果分析：當基信號與載波信號均為直流時候，得到的圖像為直流。L * + ? *:-TL九3M.OWHfl JLdWM ME 7DlMM節0.0441o-亦bseSfrEcf fHLTrgpH Shtit N fwU>ve* 國國 QQ11 f"am：aTpa&4hr arpaMM afc «v 1si s疋fiE廿nw.2.當 U1 = sin(40.*x)，U2=sin(20.*

3、x)結果分析：當基信號與載波信號頻率比較接近時候，得到的圖像失真交大。-xsci-結果分析：當載波信號均為直流時候， 得到的圖像為直流頻率遠大于基信號時候，得到的波形較好的實現了載波。題目二：書本機輔題：511關于DSB解調：（相干解調）柑干解調器的數學模型電路圖:說明：（以下仿真，為了說明仿真結果的正確性，部分仿真同時采用了MATLAB函數仿真，一般左圖為 MATLAB獲得的函數圖像，右圖為multisim波形仿真。）4.當 U1 = sin(O.*x)， U2=sin(O.*x)， U3=sin(O.*x)5.當 U1 = sin(40.*x)，U2=sin(2O.*x)，U3= sin(

4、20.*x)6當 U1 = sin(1000.*x), U2= sin(20000.*x), U3=sin(20000.*x)OsciTlasc o pe-X£CiI a®T2 asT7-T1TimeChanneJ ACharnel B31.736 ins-7.635kV31.736 ms-7.635kV0.000 s0.000 VReverseSave-結果分析：當載波信號與解調信號一致，但是均比較小的時候，存在一定的失真。1.3普通AM的調制與解調圖1 AM信號的數學模型AM調制的電路圖:仿真結果:AM的波形:S3Osa I loscope-XSClw-fflFTlT2

5、TimeChannel _AChannel_B13.139 ms2.032 V-28,996 V13.139 ms2.032 V-23.996 V0X00 iO.OOOVOhOOOVReverseSaveScale：500 usfD'wScale:1 ¥/D卄Sole：20 V/OvEdge:國匡1 fl®國X pcs,<piv);0T pos.flDiv)： 0Y pos,<piv): 0Level:0Vf VJT1 乳出討 II R/A 1 Af11 n If rur 1r 具嚴 n n ir tv1 ifExt. triggerTimebaseCh

6、annel A ,Channel BTrigger對比DSB0 sdlloscope-XSCIS3Hl門S3 r2 ©T21-!Time6.407ms6.407ms0.000 5Channel_A779.21SmV 779.218 mV0.000 VChamel_B8,600 V8.6Q0 V0.000 VTimebsseChannel ASafe:300 US/OiYScale：1X pos.ffXv:0¥ pos.(Div):0ReverseSve Ext, HnggerOwnel BTriggefIQ ”砂Edoe：ELJH :1冋¥ pas. (Div):

7、0Levd:0V對比AM與DSB :電路圖區別AM有直流部分，而 DSB調制去掉了直流部分。Oscii Idecc pe-XSC2相位對比(AM )Tin®Channsi.AChsnn«l_£19慈吋-13J53V-口 521*WCSGre.353 V12 52LVOCOCdo.ooovC.O33V111*1 口 *T2-T1zkL tncqeir心IE：50Scale： 20 0已如國rv3 -【pee.師J;0VpSiDiys Dy pv； JLevel； qX a IUkJ輸疋AHaemalJkuto iWM 結果分析:AM的包絡檢波:電路圖'*“

8、1 r . . . rV9C* 'XSC1結果:OsciHoscope-XSCZ| £33scill©5CQpe-XSC2£3調整Ma對AM的影響:Ma=2，會出現反相位點:TimebaseChannel AChannel BTriggerScale:200 usJivScale:2 V/DivScale:;加 V/OvEdge:X pOE.(piv): 0Y pos.(t>v)! 0Y pos.(Dw)t口Level:ExtMa=1 :圖像在往上移動:Ma=0.5 時候:rrrn SBT2rtTimeChannel AChannel B15.935

9、 ms720,194 mV15.935 ms72口 194 mV-9,781 V0.000Eoooov0.000VCharind AReverseExt. triggerTimebaseChannel 0TriggerScale:500 us/DwScale:1 V/DivSc-s e:Edge:Ma=0.3時候。效果比較好:Tinebasekale;(fMSrPV)： 0Channel B1 v/Diyscale; WKpos(ptv)t 0Kpos.(ptv)t 0Add 1 B/A If AA 1 AC 0 It DC 1魚5W us/DrvChannel AScale：Trigger時

10、已：國匡10m硏Level:I Smale0 rNormalAutD總結:Ma調制指數會對AM的產生影響，代表調制信號被抬高的程度，當調制大于1時候會發生失真，一般工程中上要求 ma<0.3。1.4.普通SSB的調制與解調單邊帶調制單邊帶調制（SSB）信號時將雙邊帶信號中斷一個邊帶濾掉二形成的。根據濾除方法的不同，產生 SSB信號的方法有：濾波法和相依法。-仙r<1xD腳s (w)j1:邊號邊帶f下邊參s茴 £臥0叫八/'t:邊帶頻辭1/小一氓<&他-八yx-fOc下邊帶痢譜1<1人、，n叫單邊帶信號的頻常血 Ajsh ()k- a-処0佻(a

11、)4 Hz (©)缺0哄<b)形成SSB信號的濾波特性SSB電路圖:1.5發現問題與解決1.5.1放大圖:-1 * TZ-TJTfcie. O.CLI 'O.omn aCarwIJ?a.DDDVQ.OCCV0.000 ¥ClwndAOwm* Bliige 雪scdb50 厲,伽Na氐I弓注：5XDT POG-CPM： 0百 POB- (Div)： Brfh"z-dw業掃atanrhl II n If r- 111.5.2分析：當AM的包絡解調，參數選擇不一致時候，會出現失真。Ma在接近于1的時候：（會出現失真）i ph |*TimeChanrel_A

12、Chanrel_B72.73氣 V139.1«nnc-H TSiS39 1 豹 yfteverse1Z1Part 2 : D類功放2.1.D類功放的原理D類功放是放大元件處于開關工作狀態的一種放大模式。無信號輸入時放大器處于截止狀態，不耗電。工作時，靠輸入信號讓晶體管進入飽和狀態，晶體管相當于一個 接通的開關，把電源與負載直接接通。理想晶體管因為沒有飽和壓降而不耗電，實際上 晶體管總會有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種耗電只與管子的特性有關，而與信 號輸出的大小無關，所以特別有利于超大功率的場合。在理想情況下，D類功放的效率為100%，B類功放的效率為78.5% ，A類功放的效率才

13、50%或25% （按負載方式 而定）。結構：D類功放基本結構【）類功放mu, WTtTTI第一部分為調制器，最簡單的只需用一只運放構成比較器即可完成。把原始音頻信 號加上一定直流偏置后放在運放的正輸入端，另通過自激振蕩生成一個三角形波加到運放的負輸入端。當正端上的電位高于負端三角波電位時，比較器輸出為高電平，反之則 輸出低電平。若音頻輸入信號為零、直流偏置三角波峰值的1/2，則比較器輸出的高低電平持續的時間一樣，輸出就是一個占空比為1:1的方波。當有音頻信號輸入時，正半周期間，比較器輸出高電平的時間比低電平長，方波的占空比大于1:1 ;負半周期間，由于還有直流偏置，所以比較器正輸入端的電平還是

14、大于零，但音頻信號幅度高于 三角波幅度的時間卻大為減少，方波占空比小于1 : 1。這樣，比較器輸出的波形就是一個脈沖寬度被音頻信號幅度調制后的波形，稱為PWM（ Pulse Width Modulation脈寬調制）或 PDM （ Pulse Duration Modulation脈沖持續時間調制）波形。音頻信息被調制到脈沖波形中第二部分就是D類功放，這是一個脈沖控制的大電流開關放大器，把比較器輸出的PWM信號變成高電壓、大電流的大功率 PWM信號。能夠輸出的最大功率有負載、 電源電壓和晶體管允許流過的電流來決定。第三部分需把大功率 PWM波形中的聲音信息還原出來。方法很簡單，只需要用一 個低

15、通濾波器。但由于此時電流很大，RC結構的低通濾波器電阻會耗能，不能采用，必須使用LC低通濾波器。當占空比大于 1:1的脈沖到來時，C的充電時間大于放電 時間，輸出電平上升；窄脈沖到來時，放電時間長，輸出電平下降，正好與原音頻信號 的幅度變化相一致，所以原音頻信號被恢復出來笫一部分電略第二熬分電路圖11）類功放原理框圖2.2與甲類、乙類、甲乙類功放的區別：1.在理想情況下，D類功放的效率為100% , B類功放的效率為78.5% , A類功放的 效率才50%或25% （按負載方式而定）；2. 甲類功放：音質好，失真小，但輸出功率和效率低，消耗電量大。乙類功放：效率高，但會產生交越失真。甲乙類功放

16、：既有效解決了乙類功放的交越失真問題，效率又比甲類功放高， 應用極為 廣泛。丁類功放：即數字功放，失真小、抗干擾能力強、散熱面積小、體積小、重量輕、電 源功耗小、轉換效率高、具有甲乙類的音質，但受技術條件、制造成本的限制，目前來說精 品不多。3. 甲類功放：是指在信號的整個周期內（正弦波的正負兩個半周），放大器的任何功 率輸出元件都不會出現電流截止（即停止輸出）的一類放大器。甲類放大器工作時會產生高熱，效率很低，但固有的優點是不存在交越失真。單端放大器都是甲類工作方式，推挽放大器可以是甲類，也可以是乙類或甲乙類。功放效率為25%50%乙類功放：是指正弦信號的正負兩個半周分別由推挽輸出級的兩“臂

17、”輪流放大輸出的 一類放大器，每一“臂”的導電時間為信號的半個周期。乙類放大器的優點是效率較高，缺點是會產生交越失真。功放效率為78.5%甲乙類功放：界于甲類和乙類之間， 推挽放大的每一個“臂”導通時間大于信號的半個 周期而小于一個周期。甲乙類放大有效解決了乙類放大器的交越失真問題，效率又比甲類放大器高，因此獲得了極為廣泛的應用。23D類功放的應用：1. 放大元件處于開關工作狀態的一種放大模式。具有效率高，體積小的優點。2. D類功放實際上具有開關功能，早期僅用于繼電器和電機等執行元件的開關控制電路中。舉個例子：（D類功放與FM接收機的整合應用）調頻（EM）接收機在高傳真音樂和語音廣播中已經被

18、采用好多年了，它能提供極佳的音 質、訊號穩定性和抗噪聲能力。近來FM接收機已開始出現在更多的行動和個人媒體播放器等市場應用中，為了電池續航力，在后級功率放大器選用上，與D類功放的結合是不可避免的趨勢；但其最主要的問題為EMJ_的干擾。坊間對FM的干擾解決方式采用金屬材質的外殼屏蔽，以便衰減諧波輻射的干擾能量，進而使得FM接收正常。但當FM接收機與D類功放結合時，此屏蔽方式便不適用，須從 D類 功放的EMI防治著手。圖一、Flvl接收機接收訊號圖二Class D音頻功放干擾訶號圖一為一般FM接收機天線端的接收訊號。當D類功放動作時，其輻射出來的諧波訊號如沒有效處理，結果將如圖二，諧波訊號覆蓋原有的FM訊號，使FM收訊品質下降,甚至無法接收。I1 .1