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2017年全国大学生电子设计竞赛F题分析.pdf

发布时间：2022-05-31 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.73M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    调幅信号处理实验电路（F题） 西安电子科技大学 傅丰林 2017‐11‐04
    目 录 一、命题目的 二、方案选择和论证 三、理论分析与计算 四、电路与程序设计 五、测试结果
    一、命题目的 提高通信电路（又称高频电子线路、非线性电路 等）工作频率，2015年200MHz，2017年提高到 300MHz以上。尽可能避开通信概念，只要学过通信电 子线路都能做。 调幅信号处理实验电路（F题） 【本科组】 一、任务 设计并制作一个调幅信号处理实验电路。其结构 框图如图1所示。输入信号为调幅度50% 的AM信号。 其载波频率为250MHz~300MHz，幅度有效值Virms为 10µV~1mV，调制频率为300Hz~ 5kHz。 3
    一、命题目的 低噪声放大器的输入阻抗为50Ω，中频放大器输出阻抗 为50Ω，中频滤波器中心频率为10.7MHz，基带放大器 输出阻抗为600Ω、负载电阻为600Ω，本振信号自制。 图1 调幅信号处理实验电路结构框图 4
    一、命题目的 二、要求 1．基本要求 （1）中频滤波器可以采用晶体滤波器或陶瓷滤波 器，其中频频率为10.7MHz； （2）当输入AM信号的载波频率为275MHz，调制 频率在300Hz ～ 5kHz 范围内任意设定一个频率， Virms=1mV时，要求解调输出信号为Vorms=1V±0.1V的 调制频率的信号，解调输出信号无明显失真； （3）改变输入信号载波频率250MHz~300MHz， 步进1MHz，并在调整本振频率后，可实现AM信号的 解调功能。 5
    一、命题目的 2．发挥部分 （1）当输入AM信号的载波频率为275MHz，Virms在 10µV~1mV之间变动时，通过自动增益控制（AGC） 电路（下同），要求输出信号Vorms稳定在1V±0.1V； （2）当输入AM信号的载波频率为250MHz~300MHz （本振信号频率可变），Virms在10µV~1mV之间变动， 调幅度为50%时，要求输出信号Vorms稳定在1V±0.1V； （3）在输出信号Vorms稳定在1V±0.1V的前提下，尽 可能降低输入AM信号的载波信号电平； （4）在输出信号Vorms稳定在1V±0.1V的前提下，尽 可能扩大输入AM信号的载波信号频率范围； （5）其他。 6
    二、方案选择和论证 系统由射频低噪声放大器、混频、本振信号产生、 中频滤波放大、AM检波和基带滤波放大以及自动增益 控制等组成。 1.射频低噪声放大器 采用高稳定的固定增益LNA芯片，其噪声系数较 低，容易级联得到高增益放大器，提高系统灵敏度。 选用噪声系数NF=1.3的射频小信号放大器TQP3M9008 作为前级放大器，其3dB频率范围50MHz～4GHz。 2.混频器 为实现系统高灵敏度一方需要选择噪声系数小的 前端放大器，同时也需要灵敏度高的混频器电路。 7
    二、方案选择和论证 选用灵敏度较低、噪声系数较大的乘法器实现混 频。它具有输入动态范围宽、电路调试简单，带宽宽 的特点。 3.中频滤波器和中频放大器 系统使用OPA847（单位增益带宽为3.9GHz）电压 反馈运放作为中频放大器，两级级联使用，共实现 40dB的中频增益。满足系统要求。 中频滤波器采用晶体滤波器。由于本题AM调制信 号的基带频率最高为5kHz，需要带宽大于10kHz的滤 波器。在10.7MHz频率上的晶体滤波器可以做到15kHz 以上，且Q值非常高，能够在满足系统要求的前提下， 8
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