斜率鑒頻器完整版本

斜率鑒頻器09組徐源超xycwshr@126.com閆松154703381@一、實驗原理斜率鑒頻器是由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡檢波器組成，如REF_Ref24332\h圖1所示。其中諧振電路不是調(diào)諧于調(diào)頻波的載波頻率，而是比它高或低一些，形成一定的失諧。在實際調(diào)整時，為了獲得線性的鑒頻特性曲線，總是使輸入調(diào)頻波的中心頻率處于諧振特性曲線中接近直線段的中點。這樣，諧振電路電壓幅度的變化將與頻率成線性關系，就可將調(diào)頻波轉換成調(diào)幅調(diào)頻波。再通過二極管對調(diào)幅波的檢波，便可得到調(diào)制信號。圖SEQ圖\*ARABIC1斜率鑒頻器電路二、仿真步驟及分析1.單失諧的斜率鑒頻器（1）根據(jù)斜率鑒頻器電路原理連接仿真電路如REF_Ref24257\h圖2所示，輸出的仿真波形如REF_Ref25168\h圖3所示。圖SEQ圖\*ARABIC2斜率鑒頻器仿真電路圖SEQ圖\*ARABIC3斜率鑒頻器輸出波形（2）如REF_Ref21623\h圖4所示為斜率鑒頻器的工作原理示意圖。我們需要讓調(diào)頻波的中心頻率在諧振特性曲線中接近直線段的中點。圖SEQ圖\*ARABIC4斜率鑒頻器的工作原理如果我們讓諧振頻率增大，即曲線右移，這樣輸出的調(diào)幅調(diào)頻波的幅值就會減小。如REF_Ref23906\h圖5所示為減小C后得到的波形，其幅值減小了。圖SEQ圖\*ARABIC5減小LC之后的輸出波形（3）與（2）相對的，如果我們增大C的值，將會出現(xiàn)失真的波形。如REF_Ref24846\h圖6所示，輸出波形的頂端出現(xiàn)下凹，這是因為，的變化已經(jīng)不再近似線性的區(qū)域內(nèi)了。圖SEQ圖\*ARABIC6增大LC之后的輸出波形由REF_Ref26574\h圖4斜率鑒頻器的工作原理可知，值越大，則輸出調(diào)幅波的幅值越大，但波形會出現(xiàn)失真。我們通過增大REF_Ref27025\h圖2斜率鑒頻器仿真電路中的值，使諧振回路的值增大，得到輸出波形如REF_Ref28419\h圖7所示。圖SEQ圖\*ARABIC7增大Q值之后的輸出波形與（4）相對應的，我們通過減小REF_Ref27025\h圖2斜率鑒頻器仿真電路中的值，使諧振回路的值減小，得到輸出波形如REF_Ref29200\h圖8所示。圖SEQ圖\*ARABIC8減小Q之后的輸出波形參差斜率鑒頻器由上述實驗可知，斜率鑒頻器的性能在很大程度上取決于諧振電路的品質因素。由REF_Ref21623\h圖4可見，如果低，則諧振曲線傾斜部分的線性較好，在調(diào)頻轉換為調(diào)幅調(diào)頻過程中失真小。但是，轉換后的調(diào)幅調(diào)頻波幅度變化小，對于一定頻移而言，所檢得的低頻電壓也小，即“鑒頻靈敏度”低。反之，如果高，則鑒頻靈敏度可提高，但諧振曲線的線性范圍變窄。當調(diào)頻波的頻偏大時，失真較大。為了改善斜率鑒頻器的線性，可以采用參差調(diào)諧鑒頻器，如REF_Ref13981\h圖9所示，其工作原理如REF_Ref14020\h圖10所示。圖SEQ圖\*ARABIC9參差調(diào)諧鑒頻器電路圖SEQ圖\*ARABIC10參差調(diào)諧鑒頻器的工作原理（1）根據(jù)參差調(diào)諧鑒頻器電路連接仿真電路如REF_Ref14879\h圖11所示。根據(jù)，我讓兩個諧振回路分別調(diào)諧于9.5kHz和10.5kHz，則中心頻率為10kHz。我們得到的輸出波形如所示。圖SEQ圖\*ARABIC11參差調(diào)諧鑒頻器仿真電路圖SEQ圖\*ARABIC12參差調(diào)諧鑒頻器輸出波形（2）為了對比參差調(diào)諧鑒頻器和單失諧的斜率鑒頻器的線性效果，我們在REF_Ref24257\h圖2的基礎上修改了參數(shù)，使之適用于中心頻率為10kHz的調(diào)頻波。得到輸出波形如REF_Ref14039\h圖13所示。圖SEQ圖\*ARABIC13單失諧斜率鑒頻器輸出波形由REF_Ref14871\h圖12和REF_Ref14039\h圖13我們可以大致的看出單失諧的斜率鑒頻器輸出波形失真比較明顯。我們利用“傅立葉分析”對二者的輸出波形進行分析。其結果如REF_Ref28214\h圖14和REF_Ref28228\h圖15所示。圖SEQ圖\*ARABIC14單失諧的斜率鑒頻器傅立葉分析圖SEQ圖\*ARABIC15參差調(diào)諧鑒頻器傅立葉分析傅立葉分析顯示，參差調(diào)諧鑒頻器的THD值小于單失諧的斜率鑒頻器，說明參差調(diào)諧鑒頻器的線性效果優(yōu)于單失諧的斜率鑒頻器。（傅立葉分析計算了信號的總諧波失真THD，THD定義為信號的各次諧波幅度平方和的平方根再除以信號的基波幅度。此處，我們已經(jīng)調(diào)節(jié)了單失諧回路的LC，使之在中心頻率為10kHz時的THD值最小。）圖中“Norm.Mag”表示各次諧波與基波的幅值之比，比較兩組數(shù)據(jù)也可以得出上述結論。我們增大信號源的調(diào)制信號頻率，即最大頻偏為200Hz，REF_Ref3702\h圖16和REF_Ref3705\h圖17分別為單失諧的斜率鑒頻器和參差調(diào)諧鑒頻器的分析結果。REF_Ref3702\h圖16中失諧的斜率鑒頻器的輸出波形明顯失真其THD值達到了39.8%；而參差調(diào)諧鑒頻器的失真不是很明顯，相較之下，其THD值只有9.2%。這說明參差調(diào)諧鑒頻器的線性范圍更大。圖SEQ圖\*ARABIC16調(diào)制信號為200Hz的斜率鑒頻器分析圖SEQ圖\*ARABIC17調(diào)制信號為200Hz時的參差調(diào)諧鑒頻器分析三、總結經(jīng)驗本次實驗比較簡單，我們很快就設置好了參數(shù)，并得到了比較理想的輸出波形。因此我們把重點放在了參差調(diào)諧鑒頻器與單失諧的斜率鑒頻器的比較上。在分析比較過程中我們多次用到了“傅立葉分析”來分析輸出波形的失真狀況。在以往分析波形時，我們常常是通過直接觀察波形，進行定性的分析；而在許多情況下我們需要對一些參數(shù)指標進行定量分析，以判斷電路性能的好壞程度。這次用到的“THD值”就能夠比較準確地反映出鑒頻器的線性效果，進而分析鑒頻特性的線性范圍。我們發(fā)現(xiàn)在輸入相同的情況下，參差調(diào)諧鑒頻器所檢得的電壓幅值較小。我們是在