振幅调制与同步解调仿真报告.docx

实验1 振幅调制与同步解调题目振幅调制与同步解调仿真报告仿真工具Multisim授课教师课程名称学年度学生姓名学生学号综合评价通信电路20162017一、仿真目的1掌握用集成模拟乘法器构成振幅调制和同步解调电路的工作原理。2掌握调制系数m 和调制特性的测试方法。3观察调幅波的波形特点。二、仿真内容与要求：1、画出普通调幅（AM）的原理框图并结合原理框图简要地阐述一下普通调幅（AM）的基本原理；普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波（载波）的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线形变化，结合原理图可得将调制信号与直流相加后再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。2、利用模拟集成乘法器（如：MC1496）创建“电路1”实现普通调幅。 要求：（1） 载波频率fc=100KHz, 单音频调制信号频率f=1KHz;（2） 设置合理的载波幅度、 调制信号幅度和直流偏压（自主设置，如果完成一样视为抄袭），分别实现调幅指数Ma=0.4，0.6，0.8，1，1.2的AM调制，观测并记录相应情况下输入、输出信号的时域波形和频谱。a.当调幅指数Ma=0.4时：设置单音频调制信号 设置载波信号移动滑动变阻器至67%可得b.当调幅指数Ma=0.6时：设置单音频调制信号 设置载波信号移动滑动变阻器至42%时可得c.当调幅指数Ma=0.8时：设置单音频调制信号 设置载波信号 移动滑动变阻器至13%可得d.当调幅指数Ma=1时：(因为之前设置的参数不能达到Ma=1时的波形所以保持载波信号幅值和直流偏压不变，增大调制信号幅度的大小)设置单音频调制信号 设置载波信号移动滑动变阻器至25%可得e.当调幅指数Ma=1.2时：(因为之前设置的参数不能达到Ma=1.2时的波形所以保持载波信号幅值和直流偏压不变，增大调制信号幅度的大小)设置单音频调制信号 设置载波信号滑动移动变阻器至43%可得（3） 阐述你观测到的现象并解释原因。综合上述Ma=0.4,0.6,0.8,1,1.2的仿真波形图可知要保证调制波不失真，必须使 m1,否则将出现调幅失真，称为过调制，普通调幅信号的振幅由直流分量的值Ucm,和交流分量相加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，普通调幅信号的包络完全反应调制信号的变化。（4） 根据输出时域波形计算出对应波形下的调幅指数Ma并与理论设计值进行对比。当调幅指数Ma=0.4时：由示波器图示所测数据可得；当调幅指数Ma=0.6时：由示波器图示所测数据可得；当调幅指数Ma=0.8时：由示波器图示所测数据可得；当调幅指数Ma=1.0时：由示波器图示所测数据可得当调幅指数Ma=1.2时：由示波器图示所测数据可得3、画出双边带调幅（DSB）的原理框图并结合原理框图简要地阐述一下双边带调幅（DSB）的基本原理；设载波为： 单频调制信号为 : 则双边带调幅信号为:其中k为比例系数。4、利用模拟集成乘法器（如：MC1496）创建“电路2”实现载波抑制双边带调制（DSB）。 要求：（1） 载波频率fc=100KHz, 单音频调制信号频率f=1KHz;（2） 设置合理的载波幅度、 调制信号幅度和直流偏压（自主设置，如果完成一样视为抄袭），实现DSB调制，观测并记录相应情况下输入输入信号的时域波形和频谱，并阐述与AM调制对比DSB调制的时域波形与频谱有什么异同？设置单音频调制信号 设置载波信号将滑动变阻器滑至21%可调制出DSB调制的时域波形与频谱结合示波器所示图形可得双边带调幅信号中仅包含两个边频，无载频分量，其频带宽度仍为调制信号带宽的2倍。与AM调制对比DSB调制不仅其包络已不再反应调制信号波形的变化，而且在调制信号波形过零点处已调波的高频相位有180度的突变。5、简述同步解调的基本原理。同步解调必须采用一个与发射端载波同频同相（或固定相位差）的本地载波，称为同步信号，同步检波可由乘法器和低通滤波器实现如图所示图中， 为输入调幅信号，为本地地引入的参考电压，又称同步电压或称载波电压，要求它与输入载波信号同频同相。即： 当为双边带调制波时：,与相乘后, 经低通滤波器滤除，高频成分后，就获得所需低频调制信号 . 6、利用模拟集成乘法器（如：MC1496）创建“电路3”分别实现AM（Ma=0.4，0.8和1）和DSB信号的解调，记录相应的波形和频谱并做必要的解释与说明。电路3原理图当调幅指数Ma=0.4时：当调幅指数Ma=0.8时：当调幅指数Ma=1时：DSB信号的解调时： 结合上述仿真波形可得：解调或称检波，是调制的逆过程，振幅调制波解调电路的作用是从振幅受调制的高频信号中不失真地还原出原调制信号。实验2 大信号峰值包络检波题目大信号峰值包络检波仿真工具Multisim授课教师课程名称学年度学生姓名学生学号综合评价易安林通信电路2016柳文杰2014113899一、仿真目的1.了解大信号检波（峰值包络检波）的工作原理和电路组成，学习检波器电压传输系数的测量方法。2.分析二极管峰值包络检波电路中元器件数值的改变对输出波形产生的影响。3.观察和了解大信号峰值检波器的两种主要失真惰性失真和负峰切割失真的成因和波形特点。二、仿真内容与要求：1、画出包络检波的原理框图并结合原理框图简要地阐述一下包络的基本原理。包络检波：利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形变化的这一特点，如果能将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。包络检波电路由捡波二极管口和检波器负载电路 RL、 C 组成， RL、C 实际上构成了低通滤波器。检波电路工作过程与整流滤波作用相 似。输入等幅度或调幅波使检波二极管 D 受正相电压作用时导通，受反向电压作 用时截止。而且二极管 D 正向导通时在 RL、C 电路上产生的电压 vo 反向地加到二 极管 D 的两端（即）使检波二极管只在较短时间内导通，导通电流呈 脉冲状。通常二极管 D 的正向导通电阻 RD 远小于负载电阻 RL：即 RDRL。因此， 检波二极管 D 正向导通时向电容 C 充电的时间常数 RDC 亦远小于检波二极管 D 截 止时电容 C 进经 R 的放电时间常数，即 RDCRLC。这种充放电时间常数上的差 异，使充电过程中电容器上的电压 Vc(即输出电压 Vo）在很短时间内就接近输入 调幅电压的最大值，放电过程中电容器上的电压下降不多，这样，C 两端的电压 Vc 的幅度与输入电压 Vi 的幅度相接近，输出电压 V。(V。=Vc)虽有起伏但数值很 小，可以看成与高频调幅波包络一致，因此这种检波电路称作二极管峰值包络检波，这就是包络检波的原理。2、根据如下原理框图利用二极管创建二极管峰值包络检波电路。下列过程中的参数的改变不会改变调制波与载波的幅值大小 要求：根据实验教材设置对应电路参数完成实验第四部分内容的全部仿真。具体如下：1、 将调幅电路调整在fc=6.5MHZ, f=1KHZ, 400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF并注意调幅波信号幅值符合峰值检波电路要求。观测并记录波形；2、按照如下表格改变电路相应的参数，记录对应的波形并对观测到现象做简要的说明。Ri(C=0.015uF)1K10K33Kf1kHz400Hz1kHz400Hz1kHz400HzMa0.40.60.8fc=6.5MHZ, f=1KHZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1KHZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1KHZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=1K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.015uF， Ri=33K，Cc=50uF时的波形为3、按照如下表格改变电路相应的参数，记录对应的波形并对观测到现象做简要的说明。C(Ri=10K)100pF0.015uF0.1uFf1kHz400Hz1kHz400Hz1kHz400HzMa0.40.60.8fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=100pF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=1kHZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.4，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.6，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为fc=6.5MHZ, f=400HZ, Ma=0.8，R=5.1K， C=0.1uF， Ri=10K，Cc=50uF时的波形为 结合上述所有波形图可得到如下几点结论：1. 惰性失真：当输入为调幅波时，过分增大RL和C值，致使二极管截止期间C通过RL的放电速度过慢，在某t1时刻跟不上输入调幅波包络的下降速度。输出平均电压就会产生失真，称惰性失真。2. 负峰切割失真：检波器与下级电路连接时，一般采用阻容耦合电路。Cc为隔值电容，对呈交流短路，Cc两端电压为VAV。Ri2为下级电路输入电阻，VAV在RL、Ri2分压后在RL两端得VA电压反作用到二极管两端，若VAVsmmin，D截止，使输出调制信号电压在其负峰值附近将被削平，出现负峰切割失真。（1）当发生底部切割失真时，Ma的值越大，失真越明显；（2）当发生底部切割失真时，R的值越大，失真越不明显；（3）当发生惰性失真时，C的值越大，失真越明显；（4）Ma和越大，包络下降速度越大，不产生惰性失真所要求的RLC值也须越小；（5）交直流负载电阻越接近，不产生负峰切割失真所允许的Ma值越接近于1。Ma一定时，交直流负载电阻值的差别受到不产生负峰切割失真的限制。实验3 集成混频电路题目集成混频电路仿真工具Multisim授课教师课程名称学年度学生姓名学生学号综合评价易安林通信电路2016柳文杰2014113899一、仿真目的1了解用模拟乘法器实现混频的工作原理和典型电路。2观察混频器寄生通道干扰现象。二、仿真内容与要求：1、画出混频电路的原理框图并结合原理框图简要地阐述一下其基本工作原理以及混频电路的主要干扰。基本工作原理：由于乘法器可以产生只包含两个输入信号之和频及差频分量的输出信号，所以用模拟乘法器和带通滤波器可以方便地实现混频功能若ust=Ucm1+ku(t)cos2fct，uLt=ULmcos2fLt， uIt=ustuLt=Ucm1+ku(t)cos2fctULmcos2fLt=Ucm1+ku(t)ULm2cos2fc-fLt+cos2fc+fLt=UIm1+ku(t)cos2fIt主要干扰：混频器存在着它特有的（非线性）干扰现象组合频率干扰。它是由实现 混频所用各种器件特性的非线性所引起的。组合频率干扰之一是当本振信号 v 与信号电压 vs作用于混频器，如果满足条 件：时将会产生哨声，这种干扰称为干扰哨声。 式中：fI中频频率 F音频频率 p.q任意正整数 。另一种干扰是假如混频器输入端作用着一种干扰信号，它的频率是fM，当满足条件时混频器对于扰信号 fM将直通，通常称这种干扰为寄生通道干扰。2、 根据实验教材采用集成乘法器（如：MC1496，MC1596等）+滤波器（LC回路）构建一个混频器电路。 具体要求：（1） 设置相应的电路参数，完成：本振信号取为fL120KHZ、振幅VLm100mv, 信号电压Vs 的fc100KHZ，振幅Vsm15mv，获得20KHZ 的中频信号（差频信号）。观测记录输出信号的波形和频谱并与理论计算进行对比。由频谱仪可知输出信号中仅含有20KHz的中频分量，与理论计算值吻合。（2） 用固定fL=120KHz的频率，振幅VLm100mv。Vs 的频率在大范围内改变，观察寄生通道干扰，即除了fc100KHZ的