发布时间 : 星期二 文章基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真更新完毕开始阅读fad93f1ef18583d0496459fb
**师范学院电气信息工程学院2014届通信工程专业课程设计报告
C??C1?CcCj (2.2.3-15) Cc?Cj加调制信号uΩ(t)=UΩm cosΩt后，总回路电容C∑为
CcCjQ/(1?mco?str)C??C1?Cc?Cj/(1?mco?str) (2.2.3-16)
CcCjQ?C1?Cc(1?mco?str?)CjQ相应的调频特性方程为 w(t)?1?L1C?1L1[C1?CcCjQ]Cc(1?mcos?t)r?CjQ
(2.2.3-16)
从上式知，调频特性取决于回路的总电容C∑，而C∑可以看成一个等效的变容二极管，C∑随调制电压uΩ(t)的变化规律不仅决定于变容二极管的结电容Cj随调制电压uΩ(t)的变化规律，而且还与C1和Cc的大小有关。变容二极管部分接入振荡回路，中心频率稳定度比全部接入振荡回路要高，但最大频偏要减小。
3 Multisim软件介绍
随着电子信息产业的飞速发展,计算机技术在电子电路设计中发挥着越来越大的作用.电子产品的设计开发手段由传统的设计方法和简单的计算机辅助设计(CAD)逐步被EDA技术所取代.目前国内外常用的EDA软件有EWB、Protel、Orcad、Pspice系列软件。Multisim10仿真软件就是EWB系列软件中的一种。
电子线路课程设计是针对电子线路课程的要求，对学生进行综合训练，培养学生运用课程中所学到的知识，独立地解决实际问题的能力。传统方法是先设计电路，然后在面包板或实验箱进行实验调整参数，最后再制版、安装、调试。传统方法存在技术手段陈旧，教、学、做受到条件的限制，学习效率不高等问题。
Multisim10仿真软件可以构成一个虚拟的实验工作台[2]，学生在虚拟环境下完成电子技术课程设计的选择元件、创建电路、计算与调整参数以及观测仿真结果等中心环节。并且设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方
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便；设计和实验所用的元器件及测试仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验。最后进行实物组装、调试，实现了电路设计的优化而保证达到设计要求。
NI Multisim 10是美国国家仪器公司（NI，National Instruments）最新推出的Multisim最新版本。
目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim 4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4个部分有增强专业版（Power Professional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。
4实现FM调频与鉴频的电路元件 4.1FM的调制
直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低,而采用晶体振荡器的调频电路, 其调频范围又太窄。采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。其结构原理如图4-1 所示。
调制信 FM已调信号 图4-1锁相环鉴频原理框图
晶体振荡器 鉴相器 环路滤波器 压控振荡器 14
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实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外, 也就是说, 锁相环路只对慢变化的频率偏移有响应, 使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上。而随着输入调制信号的变化, 振荡频率可以发生很大偏移。
4.2FM的解调
用锁相环可实现调频信号的解调, 其原理框图如图4-2 所示。为了实现不失真的解调, 要求锁相环的捕捉带必须大于调频波的最大频偏, 环路带宽必须大于调频波中输入信号的频谱宽度。
FM已调信号 鉴相器 压控振荡器 环路滤波器 调制信号 图4-2锁相环鉴频原理框图
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5实验结果与分析 5.1调频仿真
根据图4-1建立的调频仿真电路如图5-1 所示。图中,设置压控振荡器V1 在控制电压为0 时, 输出频率为0; 控制电压为5V 时, 输出频率为50kHz。这样, 实际上就选定了压控振荡器的中心频率为25kHz, 为此设定直流电压V3 为2. 5V。调制电压V4 通过电阻R5 接到V CO 的输入端, R5 实际上是作为调制信号源V4 的内阻, 这样可以保证加到VCO 输入端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和, 从而满足了原理图的要求。本电路中, 相加功能也可以通过一个加法器来完成, 但电路要变得相对复杂一些。
图5-1锁相环调频的仿真电路
VCO 输出波形和输入调制电压V4 的关系如图5-2所示。由图可见, 输出信号频率随着输入信号的变化而变化, 从而实现了调频功能。
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