AM信号的调制与解调(带仿真图)

1、题目：AM调制与解调的设计时间：2011/1/42011/1/10目录一、题目分析.2二、电路的总框图.2三、调制 21. AM调制波电路图22工作原理33调制仿真4四、解调.61. 包络检波电路62. 工作原理.63. 解调仿真7五、完整电路图.8六、理想条件及参数计算8七、总结 .91. 设计电路的特点92. 使用价值.93. 心得体会.104. 问题解答 105. 元器件清单 .12八、参考文献.13一、题目分析调幅调制和解调在理论上包括了信号处理， 模拟电子，高频电子和通信原理等知 识，涉及比较广泛。在实际上包括了各种不同信息传输的最基本原理，是大多数设备发射与接收的基本部分，所以我们

2、做的这个课题是有很大的意义的。本设计报告总体分为两大问题：信号的解调和调制。在调制部分省略了载波信号 的放大、功放部分，要调制的信号也同样省略了放大部分， 所以在调制中保留了 调制器中的主要部分一乘法器，在解调部分也只是保留了检波器部分， 即二极管 检波器。在确定电路后，利用了 EDA软件Multisim进行仿真来验证结果。二、电路的总框图三、调制部分1、AM调制波电路图V5QG10R14XSC4R10XFG27Q78XSC3Q9Ext TrigN2222V329VEEmsR3 500QR1 500Q2N22223C1 10nFR12W1kQ500kQKey二A $0%11 R7Wm1kQR1

3、3132Vfms/r- 0出門14；120 Vr60 HzQ1Q2C21OnFC3100uF10kQKey=A 5R%110kQ u5(Key二A10R951QR851Q%0VCCVCC1C4-HF-Q4 10nF2N222277R1RIs?12Vbio2N2222R1675kQC5Ji10nF22XSC2Ext Tr g24V；25Q52N2222Q6A2N222212R182kQR19V4 2kQ33120 Vrms60 Hz0Q82N2222VEE-8V120 Vrms60 Hz02、工作原理滑动变阻器 W1向右滑动到100%电源VEE产生一个电压加载到信号发生器XFG2产生频率为10k

4、Hz幅值为的22mv的调制信号，然后与信号发生器XFG1产生的频率为10MHz，幅值为23mv的载波信号进入到乘法器形成已调信号， 用框图的形式表现如下：乘法器MC1496工作原理：Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器，Q5、Q6组成 单差分放大器用以激励 Q1Q4。Q7、Q8及其偏置电路组成差分放大器 Q5、Q6 的恒流源。C2端接入载波信号，C3端接入调制信号。Q2, Q3发射极之间接电 阻，对差分放大器Q5、Q6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压 us的线性动 态范围。负电源VEE （双电源供电），电阻W1用来调节偏置电流及镜像电流的 值。三极管Q10工作原理：三极管Q10能够使乘法器

5、工作在线性区，保证输出 的稳定，因为输出在基极，不具备放大功能。3、调制仿真载波信号：周期fc=1MHz 幅值Vcm=23mv调制信号：fs=10kHz Vsm=22mv已调信号已调信号频谱图它 Spectru Analyser-XSAI频谱图分析：从频谱分析图可知，经乘法器得到的频率不仅存在一次谐波，还有二次，三次等都次谐波。依图可知，如果只是要得到一次谐波，可以通过一个带 通滤波器(14kHz 35kHz),滤除其他次谐波而得到。有关于频带宽度等问题， 在截图只可以直接读取，这里就不再重复。四、解调1、二极管包络检波电路D11LH6226R20AA/V510| ?TT9C81l|h100u

6、FC6C7=2 nF=2 nF2RXTR2210k| ?40V120120 Vrms60 Hz0?XSC121XSA2111口口 口口6#2、工作原理#7调悟-.信号+uj=OffI二极管峰值包络检波器Ui为AM调制波时，要求：Uim0.5V ,二极管的作用是滤除负半轴的波，因为二极管的正向内阻较小，而反向内阻较大， 所以调制信号负半轴的波形不能通过二极管进入到检波电路中所以形成的波形 都在时间轴的上方。锗管的正向特性曲线在电压为（0.2-0.3） v左右已陡峭，而硅管则要（0.5-0.7）v， 但锗管反向特性不如硅管，因一般情况下主要考虑正向特性，故选锗管。3、解调仿真解调出的信号解调后的信

7、号的周期f=10kHz与要调制的信号周期保持不变，而幅值变为原来调制信号幅值的1/4。其频谱图分析如下：由于前端电路没有经过带通滤波器，导致解调后 得到的频谱图出现多次谐波。但是，总体变化趋势保持不变，即保有 AM波外包络频谱图的特点。五、完整电路图+Ext TrigO 卜一？ 兹0 7R12W1k|?_ C110nFVCCVCC+AXFG160丿0XSC4C210nFC3R1040100uF39ey=；5R%1xfg7W1R9 I10k| ?50%Key=A 0500k| ?38 Key=A100%XSC3Ext Tr+BV3 0?59rmsR63.9k| ?45J48C4R1775灯101

8、2V54XSC2igQ1Q2XIQ32N2222 2N2231Q4l0nF22N2222462N2222C5R1675k| ? R182k| ?10nFQ52122222N222241421k| ?J8Q7Q81LH6；49510|?100uFQ632XSA1V40R19 24?120 V60 Hz 0? 口 3Q92N222233壮2N2222 :k？R1 500|?R3 500|?TVEE_VEE35R40-8VR2 500|?2N222234C6T 2nF72nFR2110k| ?R22 10k| ?53XSC1XSA2+B51120 Vrms60 Hz0?NT8#六、理想条件及参数的计

9、算#Uo(t)二U o(t)COS Ct =(Uc SaU , COS.】t)COS Ct= UC(1 macosit)cos ct (门 ：c)调幅指数 ma的计算在已调波的波形图中可以读出Uomin=12Omv,U 0max=4OOmV 所以 ma= ( U Omax- U Omin ) / ( UOmax + U Omin ) =0.538在理论情况下 ma二Vc/Vs=22/23=0.956Kd理想值为1.七、总结1设计电路的特点调幅电路又称幅度调制电路，是指能使高频载波信号的幅度随调制信号 （通 常是音频）的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路型式，现介绍一 种简易的振幅调制

10、电路，该电路的载波由高频信号发生器产生， 经放大后和调制 信号经乘法器后，输出抑制载波的双边带调幅波，输出的双边带调辐波与放大后 的载波再经过相加器后，即可产生普通调幅波。采用AM调幅波的通用检波方式一包络检波。选用合适的整流器，合理调节低 通滤波器各元件系数，清晰再现调制信号。2、使用价值AM调幅波广泛应用于各大广播等形式的信息传输通道， 因其原理简洁，构 造简便，广泛应用于生活。比如在我们所接触的调幅收音机，它是属于接收装置，其中检波部分基本原理是 相同的。3、心得体会通过这次设计让我们真正理解了生活中日常见到的电子的装置的基本工作原理，认识到理论与实践之间的差距，联系实际的应用去理解知识

11、比一大堆理论来的直 接与清晰明了。在设计中难免会遇到很多学习中不会注意到的问题， 比如说在调 制中在取某些值后输出是失真的波形，在设计开始并没有想过会存在那样多的问 题，当着手时才发现要完成一个信号的调制与解调，在元器件、电路和取值都要 有一部分的要求，科学是严谨的，这更让我们一丝不苟起来。在设计中也得到很多见识，获得或理解知识时的欣喜与在一个问题上的纠结都是 很宝贵的，在这种情绪的反复中，认识到学习就是这样一个过程。不管过程怎样， 以小见大的反射出以后学习的态度。团队交流可以加深学习，找出问题，相互弥补不足，在资料的采集方面提高了不 少效率，也提高的每个个体的兴奋度，真切体会团队学习给我们带

12、来的快乐， 学 习是快乐的。4、问题解答问题1.半波整流器的作用是什么？通过二极管的已调制波除去负半波，对于 AM调制，由于上下包络线所包含的信息完全相同，所以除去哪一方的包络线都不会影响解调输出。通过二极管的半波整流波形，还残留有载波波形，通过简单的RC低通滤波器，即可获得所需的调制波。问题2.频谱的意义是什么？频谱图可以表示出频率的分布范围，从而有利于选择合适的滤波器，获得有用的频率成分，另外还可由频谱图看出能量的分布。问题3.乘法器的作用是什么？11将调制信号加载到载波信号上形成包络有利于信息的传输这是由于 基带信号在信道中易受干扰不利于传输问题4关于Q10的作用？ 在设计中我们发现，假

13、如不加三极管，且又要乘法器输出的电压不失 真，那么由于仪器量程的限制，在直流的作用下，观察不到清楚包络 的变化。如图：（Y的位置最小为-3）。经过多次调试，发现三极管并非放大，它能够使输出利于观察，从而 确定信号是否已经失真，经过两者的比较，输出直接接电容时，包络 有微小的失真，仔细观察才能发现，如图：（底部略有下坠）ii虽然这种调制比加上三极管的调制有些缺陷， 但是其频谱图中却减少了许多的谐波成分。频谱如下:调制输出频谱图:解调输出频谱图12挣麺诸外析仪-酢“1星誉祠置u1們和1归匸叭1徒匡庐| dft DivS|-37 -rj dE2 1 1 -1.OOT kHz羽呼H I?玉弓|吕F妥:

14、兰|说复雜入a锂戾忖13#要想知道是否失真就要看看它的解调出的信号。如图：（与原设计的解调信号比较更加明显）#5、元器件清单调制部分：R1=500 Q R2=500 Q R3=500 Q R4=6.8K Q R5=3.9K Q R6=3.9K QR7=1K Q R8=51 Q R9=51 Q R10=10K Q R1仁 10K Q R12=1K Q R13=1k QR14=51 Q R16=75K Q R17=75K Q R18=2K Q R19=2K Q C6=0.01uC1=0.01uC2=0.01u C3=100u C4=0.01u VCC=12V VEE=-8V包络检波：C6=2 nF C7=2 nF C8=100uF R20=R21=R22=10kQ八、参考文献1 张肃文高频电子线路第四版北京：高等教育出版社，2004年。2 杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计哈尔滨工程大学出版社，2001年。3 杨欣、王玉凤、刘湘黔，电路设计与仿