振幅调制器的设计

第页高频电子线路课程设计振幅调制器的设计目录一、选题意义 2二、振幅调制原理与总体方案 31、振幅调制产生原理 32、各种调幅电路方案分析 3（1）标准调幅波（AM）产生原理 3（2）双边带调幅（DSB）产生原理 5（3）单边带调幅（SSB）产生原理 6三、电路工作原理及设计说明 71、标准调幅波产生电路 7（1）工作原理图 7（2）电路的主要器件选择与参数选择 72、双边带调幅波产生电路 8（1）工作原理图 8（2）电路的主要器件选择与参数选择 83、单边带调幅波产生电路 9（1）工作原理图 9（2）电路的主要器件选择与参数选择 9四、电路性能指标的测试 101、标准调幅波（AM）电路功能测试 10（1）仿真结果 10（2）傅立叶结果分析 112、双边带调幅波（DSB）电路功能测试 12（1）仿真结果 13（2）傅立叶结果分析 133、单边带调幅波（SSB）电路功能测试 15（1）仿真结果 15（2）傅立叶结果分析 15五、个人总结 16六、参考文献 17附录I元器件清单 18一、选题意义传输信息是人类生活的重要内容之一。利用无线电技术进行信息传输在这些手段中占有极重要的地位。无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥测等等，都是利用无线电技术传播各种不同信息的方式。无线电通信传输语音、点吗或其他信号；无线电广播传输语言、音乐等；电视传送图像、语言、音乐；导航是利用一定的无线电信号指引飞机或船舶安全航行，以保证他们能平安到达目的地；雷达是利用无线电信号的反射来测定某些目标（如飞机、船舶等）的方位；遥测遥控则是利用无线电技术来测量远处或运动体上的某些物理量，控制远处机件的运行等。在以上这些信息传递的过程中，都要用到调制。所以，选择调制作为我课程设计的题目具有很大的实际意义。二、振幅调制原理与总体方案1、振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。设正弦载波为式中，A为载波幅度；为载波角频率；为载波初始相位(通常假设=0).调制信号（基带信号）为。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：2、各种调幅电路方案分析（1）、标准调幅波（AM）产生原理调制信号是只来来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波，工作原理如图2.1。乘乘法器加法器标准调幅波基带调制信号高频载波图2.1标准调幅波产生原理框图设载波信号的表达式为，调制信号的表达式为，则调幅信号的表达式为式中，m——调幅系数，m=——载波信号——上边带信号——下边带信号图2.2标准调幅波示意图由图2.2可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。（2）双边带调幅（DSB）产生原理在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由便在传送。如果在AM调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波的双边带调幅波双边带调幅波的表达式为乘法器乘法器载波信号调制信号双边带调幅信号图2.3双边带调幅波框图图2.4双边带调幅波示意图（3）单边带调幅（SSB）产生原理单边带调制信号时将双边带信号中的一个便带滤掉而形成的。根据滤除的方法不同，产生SSB信号的方法由滤波法和相移法。1、滤波法产生SSB信号最直观的方法时，现残生一个双边带信号，然后让其通过一个带通滤波器，滤除不要的边带，即可获得单边带信号。我们通常把这种方法称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法。其原理框图如图2.5。调制信号载波信号传递函数单边带信号调制信号载波信号传递函数单边带信号乘法器设传递函数为，若它具有如下理想高通特性：（）（）则可滤除下边带，保留上边带（USB）；若它具有如下理想低通特性：（）=0（）因此，SSB信号的频谱可表示为2、相移法SSB信号的频域表示直观、简明，但其时域表示式的推到比较困难，需借助希尔伯特（Hilbert）变换来表示。相移法是利用相移网络，对载波和调制信号进行适当的相移，以便在合成过程中将其中一个边带抵消而获得SSB信号。相移法不需要滤波器具有陡峭的截止特性，不论载频有多高，均可一次实现SSB调制。实现相移法技术难度较大，特别是宽带相移网络的制作。该网络必须对调制信号的所有频率分量均精确相移，这一点即使近似达到也是困难的。综合考虑，在本次课程设计中，我利用滤波法来实现单边带调制。三、电路工作原理及设计说明1、标准调幅波产生电路（1）工作原理图如图3.1图3.1标准调幅波电路图（2）电路的主要器件选择与参数选择交流电压源，输出正弦波：V1:5V100kHz和V2:5V10kHz模拟乘法器A1示波器XSC12、双边带调幅波产生电路（1）工作原理图如图3.2图3.2双边带调幅波产生电路图（2）电路的主要器件选择与参数选择交流电压源，输出正弦波：V1:5V100kHz和V2:5V10kHz模拟乘法器A1示波器XSC13、单边带调幅波产生电路（1）工作原理图如图3.3图3.3单边带调幅波产生电路图（2）电路的主要器件选择与参数选择交流电压源，输出正弦波：V1:5V100kHz和V2:5V10kHz模拟乘法器A1示波器XSC1电阻：75050电感：1.3954.284338.46.059电容：541.41.663382.86.855四、电路性能指标的测试1、标准调幅波（AM）电路功能测试标准调幅波也称普通调幅波或正常调幅波，即高频信号的振幅按照低频信号的瞬时值变化。（1）仿真结果如图4.1图4.1AM调幅波仿真图（2）傅立叶结果分析，如图4.2，图4.3，图4.4图4.2AM调制信号的傅里叶分析图4.3AM高频载波的傅里叶分析图4.4AM调幅波傅立叶分析（调幅比例为1）2、双边带调幅波（DSB）电路功能测试双边带调幅：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。（1）仿真结果如图4.5图4.5DSB调幅波仿真图（2）傅立叶结果分析，如图4.6，图4.7，图4.8图4.6DSB调制信号的傅里叶分析图4.7DSB高频载波傅里叶分析图4.8DSB调幅波傅立叶分析3、单边带调幅波（SSB）电路功能测试（1）仿真结果如图4.9图4.9SSB调幅波仿真电路（2）傅立叶结果分析，如图4.10图4.10SSB调幅波傅里叶分析五、个人总结为期一周的高频课程设计结束了。在这一过程中，真切感觉到自己知识能力的匮乏，好多东西都只是知道一些皮毛，真正搞懂会应用的东西很少。或许一个人的进步需要一个缓慢的过程。在过程中需要不断地借鉴，学习，汲取别人的东西。同别人的成果中攫取知识和营养，然后把它变成自己的东西。收获之一是不做系统或者东西，许多细小的环节是注意不到的。而这诸多环节往往影响你整个系统的正常运转。这可真应验了那句话“