兰州理工大学高频 线路课程设计

1、*兰州理工大学计算机与通信学院2010年秋季学期通信电子线路课程设计题目: AM调制与相干解调专业班级:通信2班姓名:学号:指导教师:成绩:目录一.摘要 (2二.调制 (22.2 AM调制方法二 (6四.解调 (84.1乘积型同步检波 (8五.完整电路图 (11六.总结 (12七.参考文献 (13一.摘要:AM的调制与解调电路应用广泛,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。设计报告总体分为两大部分:AM信号的解调和调制。在调制部分介绍了两种产生AM的方法,即用输出的双边带调辐波与载波经过相加或用调制信号与载波相乘后产生。在解调部分用相干解调即同步检波方法,介绍了乘积型相干

2、解调和叠加型相干解调两种方法。在确定电路后,利用了Multisim进行仿真来验证结果。关键词:AM调制AM解调同步检波Multisim仿真二. 调制2.1AM调制方法一 (图1AM调幅波波形 (图2工作电路双边带调幅:将调幅波中的载频分量抑制掉,仅将上、下边带向外发送。又称为抑制载波的双边带调幅 。 (图3双边带调幅的理想波形图该电路是用产生的DSB 双边带信号与载波信号相加之后产生AM 调幅波。其中D1和D2,D3和D4两组二极管上的调制信号是以互为反相的形式加入的,D3和D4是反接于电路中的。当载波振幅远大于调制信号振幅时,即cm U >>m U ,二极管实际工作在开关状态,其

3、通断受载波的瞬时电压正负极性控制。输入信号为调制信号u =cm U cos t 和载波信号c u =cm U cos c t 。当载波信号c u 为正半周时,二极管D1和D2导通,反之截至。当载波信号为负半周时,二极管D3和D4导通,反之截至。输出0u =4g l R L m U cos(C t+cos(C +t,载波为15V 功率为15KHz 。此种调制器的重要优点就是有效的抑制了载波,为了保证输出信号的质量,必须十分注意原件性能和安装方面的平衡与对称问题。DSB 没有载波,因此将此产生的DSB 信号与载波通过运算放大器组成的加法电路即可产生AM 调幅波。加法电路中利用运算放大器“虚断”性质

4、,列出KCL 方程1S u R !+22R u S +3R u =0整理得0u = (13R R 1S u +23R R 2S u 其中0u 为输出信号,1S u 和2S u 为输入信号,1R 和2R 为300。 (图5产生的DSB信号 (图6产生的AM信号2.2 调制方法二 (图7工作电路这是用乘法器产生AM 信号。其中应注意AM 信号的包络变化的最大值不允许超过载波振幅值,否则会出现过调现象。调制信号u (t=M U cos t=M U cos2Ft 高频信号C u (t =CM U cos C t=CM U cos2C f t 根据调幅的定义,AM 信号的表达式为AM u (t =m U

5、 c +a k u (tcos c t=cm U 1+a m cos tcos c t 式中,a k 是由调幅电路决定的系数;a m =a k m U /cm U 称为调幅系数或调幅度,表示载波振幅受调制信号控制的强弱程度。要求a m <1,一般广播信号调幅度a m 的平均值约为0.3左右。应用500mv 1.5kHz 为产生调制信号与10v 15kH z 的载波通过相乘器即可产生AM 调制波。 (图8其中A 为调制信号B 为AM 调幅信号四、解调本设计用相干解调。同步检波又称相干检波,主要用来解调AM 信号,双边带DSB 和单边带SSB 调制信号。同步检波器可用以对一般调幅信号、平衡调

6、幅信号、单边带调幅信号等进行检波的检波器。相干解调有两种实现电路:一种是由乘法器和低通滤波器组成;另一种将输入信号与同步信号叠加再经二极管包络检波器,解调出低频信号。4.1乘积型同步检波 (图9乘积型同步检波电路乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘,用低通滤波器将低频信号提取出来。在这种检波器中,要求恢复载波与发端的载波同频同相。如果其频率或相位有一定的偏差.将会使恢复出来的调制信号产生失真。 输入信号为s u (t,同步信号为r u (t,输入信号与同步信号相乘再通过低通滤波器。要求加入的载波信号与被解调信号同频同相,且幅度足够大即大于被解调信号的幅度。同步检波原理可以理解为还原

7、成一般调幅信号之后进行检 波。BM u +s u =U costcos s t+s U cos s t=s U (1+mcos tcos s t=AM u 经低通滤 波器输出为0u (t=21sm U rmU cos t 解调出低频调制信号u (t。用RC 比例积分滤波器,其传递函数为F(s=(s U s U d c =(11212+s s 11R =,C R 22=。 (图10检波出信号充电很快到达 u s 的峰值；峰值过后，二极管两端电压为反向偏置而截至， C 上的电压经 Rl 放电，放电时间常数 Rl C 较大，放电较慢，直到下一个正 峰值快到来时，二极管才导通。 五 .完整电路图 完整

8、电路图 用 DSB 信号与载波相加产生 AM 波，解调用 AM 波与载波相乘再经过低通滤 波器。 XSC1 D1 1 G T XSC2 G 0 U1 0 A B T DIODE_VIRTUAL D2 DIODE_VIRTUAL R1 1k A B V1 200mV 1kHz 0Deg V2 200mV 1kHz 0Deg 5V 15kHz 0Deg D3 2 7 R4 8 3 V3 5 0 300 R5 300 OPAMP_3T_VIRTUAL 6 R3 300 4 V5 5V 15kHz 0Deg R2 1k 0 DIODE_VIRTUAL D4 Y A1 R6 11 XSC3 G T A

9、B DIODE_VIRTUAL 9 X 10 V4 1 V/V 0 V 5V 15kHz 0Deg 10 R7 100 15 0 C1 0.5uF 0 （图 12） 11 用调制信号与载波信号相乘产生 AM 调幅波，检波用乘积型同步检波。 XSC1 G A2 Y A B T 14 15 X 5 V2 500mV 1.5kHz 0Deg V3 12 V 0 0 1 V/V 0 V V5 200mV 15kHz 0Deg A1 Y 1 G 6 XSC3 R1 100 1 V/V 0 V 200mV 15kHz 0Deg T X 2 3 A B V1 R2 3k 4 0 C1 1uF 0 （图 13

10、） 六总结 1. 设计电路说明 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的规 律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路型式，例如用输出抑制载波的双 也可以用调制信号与载波相乘产生 AM 边带调幅波与载波相加即可形成 AM 波， 波。 在此设计中采用了相干解调即同步检波法。 同步检波分为乘积型同步检波和 叠加型同步检波。其中乘积型同步检波用 AM 信号与载波相乘再通过低通滤波 器。叠加型同步检波用 DSB 信号或 SSB 信号与载波相加再通过包络检波电路。 2. 使用价值 AM 调幅与解调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 通过这次设计让我真正理解了生活中日常见到的电子的装置的基本工作 12 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比现成理论 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