相敏检波电路鉴相特性的仿真研究

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摘 要：分析了调幅信号和载波信号之间的相位差与调制信号的极性的对应关系，得出了相敏检波电路输出电压的极性与调制信号的极性有对应关系的结论。为了验证相敏检波电路的这一特性，给出3个电路方案，分别选用理想元件和实际元件，采用Multisim对其进行仿真实验，直观形象地演示了相敏检波电路的鉴相特性，是传统的实际操作实验所不可比拟的。

关键词：相敏检波；鉴相特性；Multisim；电路仿真

中图分类号：TN911.7文献标识码：A文章编号：1004373X(2008)1917802

Simulation Research on Phase-detecting Characteristic of Phase -sensitive Circuit

PEI Liyun

(Huaian College of Information Technology,Huaian,223003,China)

Abstract：The corresponding relation between modulation signal polarity and difference phases of amplitude-modulated signal and the carrier signal,the polarity of phase-sensitive detecting circuit output voltage and the polarity of modulation signal are correspondent.In order to verify this characteristic,three electric circuits plans are produced,idea elements and actual elementsare selected respectively.Using Multisim to carry on a simulation experiment,and then demonstrating the phase- detecting characteristic of the phase -sensitive circuit vividly and directly.Which is traditional practical experience cannot be compared.

Keywords：phase-sensitive detection;phase-detecting characteristic;Multisim;circuit simulation

由于调制信号的频率远低于载波信号的频率，在载波信号的若干周期内，调制信号的值变化很小，常将其看作为常数，这时双边带调幅信号us与载波信号uc(或Uc)为同频信号；调制信号为正时，us与uc(或Uc)同相；调制信号为负时，us与uc(或Uc)反相。为鉴别调制信号的相位，需采用相敏检波电路。相敏检波电路除了输入需解调的调幅信号us外，还需要一个与之同频的信号uc(或Uc)作参考信号。相敏检波电路的鉴相特性为：输出电压为正时，表示输入的调幅信号us与参考信号(即载波信号)uc(或Uc)同相，此时调制信号为正(或负)；当输出电压为负时，表示输入的调幅信号us与参考信号uc(或Uc)反相，此时调制信号为负(或正)。笔者采用Multisim对3个相敏检波电路进行仿真实验，并给出实验结果。

1 仿真实验

1.1 方案一

相加式相敏检波仿真电路如图1所示。电路选用理想元件,调幅信号经变压器T1输入，参考信号经变压器T2输入，参考信号uc的幅值远大于调幅信号us的幅值。输出为低频信号(解调信号)，经电容滤波后输出。仿真电路运行结果如图2所示，图2(a)显示的是us与uc同相时的运行结果，图2(b)显示的是us与uc反相时的运行结果。

图1 相加式半波相敏检波仿真电路

1.2 方案二

开关式全波相敏检波仿真电路如图3所示。电路选用实际元件。Uc为uc整形后的方波信号。在Uc=“1”的半周期，模拟开关导通，放大倍数为-1;在Uc=“0”的半周期，模拟开关截止，放大倍数为+1。仿真电路运行波形如图4所示，图4(a)中us与Uc同相;图4(b)中us与Uc反相。

图2 相加式相敏检波电路仿真运行结果

图3 开关式全波相敏检波仿真电路

图4 开关式全波相敏检波电路仿真运行波形

1.3 方案三

图5所示电路能鉴别两信号的超前或滞后关系，且输出电压的大小与两信号之间的相位差成对应关系。A1,A2为过零比较器，输出经限幅得两个矩形波，其相位差与输入信号的相位差相同。两矩形波经异或门和低通滤波电路得与两输入信号的相位差相对应的直流电压，经A3输出。D触发器与三极管构成超前、滞后鉴别电路，当uA超前uB时，触发器输出高电平，三极管导通，输出为负；uA滞后uB时，触发器输出低电平，三极管截止，输出为正。移相电路由两个同频等幅电源u1,u2和R1,C1构成。R1上的电压uR，C1上的电压uC，以及u1,u2，uA,uB之间的相量关系如图6所示。调整电阻R1可以使uA与uB之间产生0～180°的相位差。φ=2θ=2arctg ωR1C1。图7给出当R1取1 kΩ时电路仿真运行的输出电压，图8给出各点波形。

图5 相敏检波仿真电路

图6 相量图

图7 图5电路仿真运行输出电压

图8 相敏检波电路仿真运行波形

2 结 语

EDA技术不仅可以大大缩短电子线路的设计周期、提高设计效率、减小设计风险、提高设计质量，而且，给电子实验提供了一个很好的平台。仿真试验虽然不能取代传统的实际操作实验，但它方便、快捷、直观、形象、经济、安全。利用Multisim或其他仿真软件可以开发出更好的实验项目。

参考文献

［1］郭勇.EDA技术基础［M］.北京：机械工业出版社,2005.

［2］朱力恒.电子技术仿真实验教程［M］.北京：电子工业出版社,2003.

［3］张国雄，金篆芷.测控电路［M］.北京：机械工业出版社,2000.

［4］柳桂国.检测技术及应用［M］.北京：电子工业出版社,2003.

［5］李刚，林凌.现代测控电路［M］.北京：高等教育出版社,2004.

［6］王皑.电子技术仿真技术［M］.西安：西安电子科技大学出版,1900.

［7］姜萍,蒋立平,谭雪琴.正弦函数计算器的设计与实现［J］.现代电子技术,2007,30(8):5-6,12.

［8］蔡文君，运用Multisim仿真软件开展探究式教学［J］.技术物理教学,2007，15(3):21-22.

［9］谭永明,邓立虎.三角形鉴相特性锁相鉴频器中混沌现象的研究［J］.电子科技大学学报,2007,36(1):5-7.

［10］谭永明,廖桂生.锯齿形取样鉴相频率合成器的分岔和混沌［J］.西安电子科技大学学报,2001,28(4):524-527.

作者简介 裴立云 女，1975年出生，江苏徐州人,讲师、工程师、硕士。主要从事电子技术方面的教学研究。

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