振幅调制与检波仿真

1、振幅调制与检波仿真实验报告班 级： 通信1007班姓 名： 学 号： 指导教师： 路 勇 实验日期： 2012.11.21 实验名称：振幅调制与检波1、 实验目标本次课设的目的就是通过学习和掌握电路设计与仿真软件的基础上，按要求设计一个通信电子线路并仿真，综合应用所学知识，进行一次比较全面的训练，为今后的学习和工作积累经验。主要包括：1、幅度调制与解调电路原理分析；2、电路设计；3、电路分析；4、仿真结果和分析。2、 实验原理及内容调幅原理：指能使高频载波信号的幅度随调制信号的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路形式。本次设计采用高频信号发生器产生载波，它和调制信号经乘法器后输出抑制载

2、波的双边带调幅波。调幅波原理图如下：DSB调制部分原理 一般在单边带和双边带调制的发射机中，都采用低电平调制电路。低电平调制电路主要优点是具有良好的调制线性，而功率和效率一般不予考虑。对于双边带调制和单边带调制，还提出了抑制载波分量的要求，抑制的程度用载漏表示。载漏定义为输出载波分量低于边带波分量的分贝数。显然分贝数越大，载漏性越好。一般要求载漏在20dB以上。 为了提高调制线性和减少载漏，必须力求采用能实现理想相乘器运算的相乘器，一遍减少无用频率分量，特别是减少其中的载波分量和失真分量。因此，对于低电平调制电路，除了采用具有二次方特性的场效应晶体管组成的相乘电路外，更多的是采用性能优良的相乘

3、器电路。其中应用最广的是双差分对模拟相乘器、工作在开关状态的二极管平衡调制器和唤醒调制器以及集成模拟相乘器等。针对AM波的不足，DSB调幅调制过程中将载波完全抑制，它的产生原理是调制信号与载波信号直接相乘。调制信号 载波信号，调制原理图如下： 调制原理图 DSB解调部分原理 由于DSB调幅波中不含有载波分量，因此不能用包络检波。所以对于双边带调幅波只能采用同步检波电路实现，同步检波通常又称为相干检波。将已调信号和载波信号输入乘法器，乘法器输出端接一低通滤波器以滤除高频分量，取出低频调制信号。原理框图如下：uxy低通滤波器 解调原理图为了增大检波器 的传输系数，对恢复的载波要求是：（1） 幅度要

4、尽可能大，但不应超过相乘器最大容许输入电压。（2）载波震荡电压不但应与原载波电压同频，而且应该同相。因为，达到最大值，相应的值也达到最大的可能值。故相乘检波也称同步检波。低通滤波器部分原理所谓RC低通滤波器就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路滤除。 低通滤波器模型3、 实验设计与实验方法总体电路设计框图如下：当用作调制的乘法器的双差分对处于线性工作状态时，给其输入调制信号和载波信号，经过调制后得到已调信号。当用于解调的乘法器也工作于线性状态时给其输入已调信号和载波信号，经过解调后得到信号，将输入低通滤波器得到基带信号。调制电路：采用双差分对乘法器，双差分对乘法电路由三对差分管构成。在本

5、课程设计中设计的电路图如下图： 调制部分电路图设输入信号，。双端输出时，双端电流 其中，故，其中，。因而 上式说明，双差分对电路并没有实现和的相乘运算，仅提供了两个非线性函数（双曲正切）相乘的特征。与单差分电路分析类似。 （1），时，式子近似为，这时实现了和的乘法运算。 （2），时，式子近似为这时包含频率成分为 ，虽然实现了和的线性关系，但幅值都很小。为此，在实际电路中采用负反馈技术来扩展的动态范围。扩展后双差分管的输出差值电流为解调电路应用二极管平衡解调电路进行同步检波，乘法器MC1496的Y输入端接载波信号，X输入端接从调制电路输出的已调信号，后接由和组成的低通滤波器滤除谐波分量。示波器A

6、、B端分别输入已调信号和解调基带信号，可观察到二者波形。暂时选取低通滤波器参数为电阻，电容，计算可得低通滤波器截止频率。 解调部分电路图如下图。 解调部分电路图综合上述分析，完整的DSB信号调制解调电路图设计如下： 总调制解调电路图四、实验分析实验结果XSC3显示调制信号波形 调制信号波形XSC4显示载波信号波形 载波信号波形XSA1显示已调信号频谱 已调信号频谱XSC2显示已调信号波形 已调信号波形XSC2显示解调信号波形及已调信号波形 解调信号波形及已调信号波形结果分析1、在已调波的波形中可读出，所以=0.565, 理想值为1。2、观察解调信号图可看到解调输出波形有失真，分析其失真原因有以

7、下几点：（1）由于电路中选择的芯片作用，相乘器的最大容许输入电压与电路中本机振荡电压相差不大，致使产生的解调信号波形产生少许失真。（2）在乘法器的输出端口有少许的载频泄漏，在低通滤波器滤除时仍然留有少许，对解调出的波形产生干扰，从而产生少许失真。（3）在信号传递过程中，频率和相位偏移都会影响波形的质量，从而产生失真。（4）因为在第二章中介绍了在DSB信号解调电路中滤波器上截止频率应低于2倍的高频载波频率，而高于最高调制频率。即要求且，在设计电路中滤波器截止频率仅为0.61KHz，不满足上述要求，所以解调出的信号有一定失真。3、观察已调信号频谱图可看到，由于前段电路没有经过带通滤波器，导致解调后

8、得到的频谱图出现多次谐波。但其总体变化趋势保持不变。五、实验总结模拟调制系统是电子信息工程通信方向最主要的模块之一，通过在课堂上对理论知识的学习，我们了解到模拟调制系统的基本方式以及其原理。然而，如何将理论在实践中得到验证和应用，是我们学习当中的一个问题。而通过本次课程设计，我们在强大的Multisim平台上对数字信号的调制解调进行了一次仿真，有效的完善了学习过程中实践不足的问题，同时进一步巩固了原先的基础知识。通过这次的课程设计，我们对调制和解调有了更进一步的认识，尤其是在系统设计方面，尽管是非常基础的AM，DSB调制与解调的传输，也是经过若干设备协同工作，才能保证信号有效传输，而小到仅仅是一个电