1、課 程 設 計 報 告課程名稱通信電子線路課題名稱變容二極管調頻器與相位鑒頻器專 業 通信工程班 級學 號姓 名指導教師年月 日課 程 設 計 任 務 書課程名稱 通信電子線路 課 題 變容二極管調頻器與相位鑒頻器專業班級 學生姓名 學 號 指導老師 審 批 任務書下達日期 年月日任務完成日期年月 日一、課程設計內容1.課程設計目的：通過課程設計，使學生加強對通信電子電路的理解，學會查尋資料方案比較，以及設計計算等環節。進一步提高分析解決實際問題的能力，創造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決通信電子電路問題的實際本領，真正實現由課本知識向實際能力的轉化；通過典型電路的設計與仿真分

2、析，加深對基本原理的了解，增強學生的實踐能力。2.課題題目1) 小信號諧振放大器2) 晶體二極管檢波器3) 晶體三極管混頻器4) 變容二極管調頻器與相位鑒頻器二、課程設計要求：設計課題題目：每位同學根據自己學號除以4所得的余數加一選擇相應題號的課題。換題者不記成績。要求：掌握LC振蕩器和晶體振蕩器、晶體二極管檢波器、晶體三極管混頻器與變容二極管調頻器與相位鑒頻器的基本原理和電路設計方法；掌握應用OrCAD/Pspice軟件對電路進行仿真、分析。培養學生根據需要選學參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學能力，通過獨立思考深入鉆研有關問題，學會自己分析解決問題的方法。通過實際電路方案的分析比較，設

3、計計算元件選取OrCAD仿真分析等環節，初步掌握簡單實用電路的分析方法和仿真方法。了解與課程有關的電子電路以及元器件工程技術規范，能按課程設計任務書的技術要求，編寫設計說明，能正確反映設計和實驗成果，能正確繪制電路圖。培養嚴謹的工作作風和科學態度。三、課程設計進度安排序號設 計 內 容所 用 時 間1根據課題的技術指標，確定整體方案，并進行參數設計計算2天2根據實驗條件進行全部或部分電路的繪制與仿真分析，并完成基本功能3天3總結編寫課程設計報告2天合 計1周四、課程設計說明書與圖紙要求課程設計說明書包括內容：1.設計任務及主要技術指標和要求。2.選定方案的論證及整機電路的工作原理。3.單元電路

4、的設計計算，元器件選擇，電路圖。4.整機電路仿真結果（包括偏置點分析、DC掃描、瞬態分析和AC掃描）。5.列出元件器件明細表。6.對設計成果作出評價，說明本設計特點和存在的問題，提出改進意見；目錄一、課程設計題目和要求11、目的12、主要技術指標13、要求1二、設計方案和基本原理11、設計方案12、基本原理2三、設計電路3四、電路仿真4五、元器件明細表6六、總結7變容二極管調頻器與相位鑒頻器一、課程設計題目和要求1、目的通過課程設計，使學生加強對通信電子電路的理解，學會查尋資料方案比較，以及設計計算等環節。進一步提高分析解決實際問題的能力，創造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決通

5、信電子電路問題的實際本領，真正實現由課本知識向實際能力的轉化；通過典型電路的設計與仿真分析，加深對基本原理的了解，增強學生的實踐能力。2、主要技術指標調制特性、最大頻偏、調制靈敏度3、要求掌握LC振蕩器和晶體振蕩器、晶體二極管檢波器、晶體三極管混頻器與變容二極管調頻器與相位鑒頻器的基本原理和電路設計方法；掌握應用OrCAD/Pspice軟件對電路進行仿真、分析。培養學生根據需要選學參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學能力，通過獨立思考深入鉆研有關問題，學會自己分析解決問題的方法。通過實際電路方案的分析比較，設計計算元件選取OrCAD仿真分析等環節，初步掌握簡單實用電路的分析方法和仿真方法。了

6、解與課程有關的電子電路以及元器件工程技術規范，能按課程設計任務書的技術要求，編寫設計說明，能正確反映設計和實驗成果，能正確繪制電路圖。培養嚴謹的工作作風和科學態度。二、設計方案和基本原理1、設計方案（1）變容二極管調頻電路是一種常用的直接調頻電路，它的優點是工作頻率高，固有損耗小且線路簡單，能獲得較大的頻偏，但是其缺點是中心頻率穩定度較低。如果受控振蕩器是產生正弦波的LC振蕩器，則振蕩器頻率主要決定于諧振回路的電感和電容。將受到調制信號的控制的可變電抗與諧振回路連接，就可以使振蕩頻率按調制信號的規律變化，實現直接調頻。（2） 相位鑒頻器是利用波形變換鑒頻的一種方法。它是利用回路的相位頻率特性將

7、調頻波變為調幅-調頻波，然后利用振幅檢波恢復調制信號。在這個課題中，我用的是電感耦合相位鑒頻器。該電路可以參照原理圖。輸入電路的初級回路C、L和次級回路C、L均調諧于調頻波的中心頻率f。它們完成波形的變換，將等幅調頻波編程幅度隨瞬時頻率變換的調頻波。負載電阻R、R通常比旁路電容C、C的高頻電容大得多，而耦合電容C與旁路電容C、C的容抗則遠小于高頻軛流圈L的感抗。因此，初級回路上的信號電壓V幾乎全部落在軛流圈L。2、基本原理（1）變容二極管是利用半導體PN結的結電容隨反向電壓變化這一特性而制成的一種半導體二極管。它是一種電壓控制可變電抗元件。結電容C與反向電壓v存在的關系是：C=加到變容管上的反

8、向電壓，包括直流偏壓V和調制信號電壓v(t)=vcost。把受到調制信號控制的變容二極管接入載波振蕩器的振蕩回路，則振蕩頻率亦受到調制信號的控制。適當的選擇變容二極管的特性和工作狀態，可以使振蕩頻率的變化近似地與調制信號成線性關系，這樣就實現了調頻。（2）由原理圖可以看出，初級回路電流經過互感耦合，在次級回路兩端感應產生次級回路電壓V。加在兩個振幅檢波器的輸入信號分別是：V=V+V=V+VV=V+V=-只要在二極管的加電壓為FM-AM波，下面分析V與V的相位關系：為了分析簡便起見，我們先做兩個合乎實際的假設：初級回路的品質因數均較高；初、次級回路之間的互感耦合比較弱。經過分析得出的結論是，V將

9、超前于V一個角度。這個角度可能是pi/2，也有可能是大于pi/2，也有能是小于pi/2，主要取決于信號頻率是等于、大于或者小于中心頻率。三、設計電路電路原理圖的前半部分是變容二極管調頻器，包括放置電子元器件、放置導線、放置斷頁連接器、修改各元器件的參數等操作。激勵電壓源V4的參數的設置，如下圖：圖（1）電路圖的后半部分是相位鑒頻器，下面是這個課題的設計電路圖：圖（2）四、電路仿真（1）進行瞬時分析得到的圖形如下圖（3）圖（4）（2）在Capture中，從PSpice菜單選擇NewSimulation Profile，出現New Simulation對話框；在Name 文本框中輸入DC Swee

10、p；從Inherit From 列表框中，選擇Schematic1-Bias，然后點擊Create按鈕，出現 Simulation Settings對話框，然后進行參數的設置；點擊確定按鈕以關閉該Simulation Settings對話框，最后運行。得到如下的圖形：圖（5）圖（6）（3）從Capture的PSpice菜單中選擇New Simulation Profile；在Name 文本框中輸入AC Sweep，然后點擊create按鈕，出現Simulation Settings對話框；點擊Analysis表；從Analysis type列表框中，選擇AC Sweep/Noise并進行參數設

11、置；點擊確定按鈕以Simulation Settings對話框；從PSpice菜單中選擇Run以開始該仿真，得到如下的圖形：圖（7）圖（8）五、元器件明細表元件個數（個）固定電容5可變電容2電阻4二極管2J2N55572LM3183激勵源1直流源2電感1TX11圖（9）六、總結我們花了一個星期的時間來完成這次的通信電子線路的課程設計，這次我的任務是完成課題四的設計，即變容二極管調頻器與相位鑒頻器的設計。由于上個學期我們進行了OrCAD電子設計自動化（EDA）軟件的應用，所以這次的課程設計，我們做起來就減少了一些的困難。第一天我首先是利用OrCAD軟件，將需要設計的模型的原理畫出來，剛開始還是很

12、得心應手的，可是不一會兒，就有了一點麻煩，我在元件庫里面竟然沒有找到變容二極管這個元器件，于是我就卡在這兒了，當然，那時的我也沒有像老師請教，否則也不會在這個器件上花費那么多的時間了，因為到了第二天，老師說這個版本的軟件并沒有變容二極管，我當時差點暈倒了，突然我覺得應該要好好的反省下自己。調頻器的電路圖我很快就畫出來了，可是到了畫相位鑒頻器的時候，我就被難倒了，因為鑒頻器中的各個元件的參數我不知道該怎么設置，我參考書本，才發現原來這個課題并沒有想象中的那么簡單，我小看它了。于是我就馬上溫習下書本，搞清楚各個元器件的參數的設置情況。等到原理圖畫出來了之后，我就首先進行了瞬時分析，有了上個學期的經驗，對于這些分析步驟，我已經并不陌生了。但是由于鑒頻器的參數我不知道怎么設置，于是，我進行仿真的時候一直沒有正確的圖形，我就參照書本上的設計來計算參數的大小，但是我的基礎不是很扎實，所以看了老半天，我還是丈二的和尚摸不著頭腦，于是我就請教班上的其他同學，但是他們也是在這個地方卡住了。想著還有三天的時間就要完成任務，不免的有點點的著急，可是著急也是于事無補的，所以，我還是冷靜下來，慢慢的進行知識的鞏固和加強，以便能夠在規定的時間內完成任務。皇天不負有心人，我還是在規定的時間內將這個課題給完成