基于Multisim通信电子线路设计及仿真

1、目录摘要及关键词.1第1章设计意义.2第2章AM调制原理概述.2工作电路.3工作原理.4仿真.6第3章AM解调原理概述.73.1乘积型同步检波工作电路.83.2乘积型同步检波工作原理.8仿真.9第4章仿真软件Multisim简介9第5章完整电路图.13第6章参考文献.14第7章总结.157.1.设计电路说明.15使用价值.15心得体会.15 摘要及关键词1.摘要调制和解调在现代通信系统中的作用至关重要。调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且使频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相

2、干扰。这也是在同一信道中实现多路复用的基础。所谓调制，就是用待传输的低频调制信号去控制高频载波的某个参数的过程；使载波的某一个参数或某几个参数按照调制信号的规律而变化。解调则是调制的逆过程，从高频已调信号中还原出原调制信号的过程。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。本设计报告总体分为两大部分：AM信号的解调和调制。在调制部分介绍了一种产生AM的方法，即用输出的双边带调辐波与载波经过相加产生AM信号。在解调部分用相干解调即同步检波方法，介绍了乘积型相干解调。在确定电路后，利用了Multisim进行仿真来验证结果。2.关键词：AM调制AM解调同

3、步检波Multisim仿真第1章设计意义在现代通信和广播发送系统中，将待发送的语言、音乐或图像信号，作用于高频等幅波，使其幅度随之变化，成为调幅。在接受系统中，从经过调幅处理后的高频信号中，还原出原语言、音乐或图像信号，称为振幅检波，通常简称为检波。在发送、接收机中，为了提高通信质量和处理信号的方便，需要对高频信号进行频率变换处理，但其所包含的信息不变，称为变频。在通信理论中，证明了调幅、检波和变频，都是频谱的搬移。在通信理论中，根据调幅信号所含频谱及其相对大小不同，可以分为普通调幅信号，双边带调幅信号，单边带调幅、残留边带调幅信号。通信电子线路主要的学习内容是无线电通信系统中发射和接收设备中

4、单元电路的形式及工作原理等。这些概念及原理对于学生来说十分抽象，通过动手设计及仿真可以使学生更形象的掌握调制、解调、频谱搬移等概念，对通信过程有更深入的理解。第2章AM调制原理概述在广播、电视、移动通信等通信系统中，要发送的音频或视频等有用信号（也称为调制信号）包含的频率成分相对比较低，直接地发射和接受是不合适的。因此，产生一个载波信号（也称为高频或射频RF信号），将频率较低的有用信号作用在频率较高的载波信号上，这个过程称为调制。载波信号有三个主要特征：振幅、频率和相位。用调制信号区改变其中特征之一即完成了调制过程。解调是与其相反的过程。若是用调制信号改变载波的振幅，称为振幅调制。调幅电路又称

5、幅度调制电路，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波的双边带调幅波。2.1.工作电路D3一一wDIODEVIRTUALV14DIODEVIRTUALJR2ikn_LL图1）工作电路2.2工作原理双边带调幅：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。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

6、时，即Ucm化m，二极管实际工作在开关状态，其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=UCOSQt和载波信号U=UCOSot。当载波信Qcmccmc号u为正半周时，二极管D1和D2导通，反之截至。当载波信号c为负半周时，二极管D3和D4导通，反之截至。输出u=-gRUcos(oQ)t+cos(o+Q)t，载波为15V功率为0兀LlQmCC15KHz。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

7、“虚断”性质，列出KCL方程US!+US2+你=0整理得u=RRR0123(Ru+Ru)其中u为输出信号，u和u为输入信号，R和RS1RS20S1S2112R为300。2门A(a)%(b)15kHz+S：800niyrmsEkITrigA0图6)乘积型同步检波电路3.2乘积型同步检波工作原理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u(t),同步信号为u(t)，输入信号与同步信号相sr乘再通过低通滤波器。要求加入的载波信号与被解调信号

8、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成一般调幅信号之后进行检波。u+u=Ucostcos3t+UCOS3t=U(1+mcosqt)cost=uBMsQsssssAM经低通滤波器输出为u(t)=1UUCOSQt解调出低频调制信号02smrmu(t)。用RC比例积分滤波器，其传递函数为QF(S)=U(s)cU(s)d1+ST21+S(T+T)12t=RC。223.3仿真轴间1Z153ms17.153ms0.000.5-ililA-7.627-7.627V0.000yT2-T1融发Et.Trigger时间轴比例20us/Div勺位置-通道严一比例Isw通道B比例|

9、500mV/Div类型匡強陲重送J.：图7)检波出信号第4章仿真软件Multisim简介Multisim11.0是加拿大InteractiveImageTechnologies公司2010年推出的Multisim最新版本。可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路。它有丰富的元件库，为用户提供元器件模型的扩充和技术；虚拟测试仪器仪表种类齐全，其操作方法与实际仪器十分相似；具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和

10、频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等18种电路分析方法，基本上能满足一般电子电路的分析设计的要求；提供了多种输入输出接口，Multisim2001可以与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件Pspice之间的文件接口，也能通过Windows电路图送往文字处理系统中进行编辑排版，同时还支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。Multisim11.0把所有的元件分成13类库，再加上放置分层模块、总线、登录网站共同组成元件工具栏。Multisim11.0提供了18种仪表，仪表工具栏通常位

11、于电路窗口的右边，也可以用鼠标将其拖至菜单的下方，呈水平状。Multisim10具有以下特点:Multisim11.0是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。其元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此可以很方便地在工程设计中使用。Multisim11.0的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、信号发生器、双通道示波器、直流电源；还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真度测量仪、频谱分析仪和网络分析仪等。Multisim

12、11.0具有较详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等，以帮助设计人员分析电路的性能。Multisim11.0可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的过程中还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据。Multisim11.0是一个电

13、路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。它用软件的方法模拟电子线路元器件和仪器仪表，实现了“软件即元器件”和“软件即仪器”。MultisimlO是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，该软件为电子工程师提供了一个电路设计与仿真平台，不仅与国际著名的模拟电路仿真软件spice兼容，而且具有较强的VHDL和Verilog设计与仿真功能。它具有界面形象、直观易懂、采用图形方式创建电路的特点；它丰富的元件库中提供了超过16000个组件，全部采用世纪模型，确保了仿真结果的真实性和实用性；它采用开放式的库管理模式，能自动地生成模拟和数字组件模型，这对新器件的补充十分有利。multisiml0.0的

14、虚拟测试仪器种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、信号发生器、双通道示波器、直流、交流电源；还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。Multisimll.0具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。MultiSim（电子工作平台）软件，是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室”。其特点是图形界

15、面易操作，易学、易用，快捷方便、真实、准确。使用MultiSim可实现大部分硬件电路实验的功能。最突出的特点是用户界面友好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直观的虚拟仪表是MultiSim软件的一大特色。它采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。Multisim11.0可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及微机接口电路等；可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存

16、储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和数据。第5章完整电路图用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。丄R3Wv300UPAMFSTJ/IRTIJALR4soonR5-WlsoonLD2DIODEVIRTUALD3DIODEVIRTUALV1200mVpk1kHz200mVpk1kHz0 xsciD1DIODEVIRTUALtz_u2kR1L丄一一U15Vrms15kHzCT图8）总电路图第6章参考文献樊昌信曹丽娜编著通信原理（第6版）北京：国防工业出版社，2009.5于海勋郑长明编著高频电路实验与仿真北京：科

17、学出版社，2005于洪珍编著通信电子线路北京：电子工业出版社，2002.84侯丽敏编著通信电子线路北京：清华大学出版社，2008.12刘贵栋主编电子电路的Multisim仿真实践哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007,9第7章总结7.1.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边带调幅波与载波相加即可形成AM波，也可以用调制信号与载波相乘产生AM波。在此设计中采用了相干解调即同步检波法。乘积型同步检波用AM信号与载波相乘再通过低通滤波器。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