軟件實(shí)驗(yàn)二振幅調(diào)制與解調(diào)電路設(shè)計(jì)

1、ISI南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專業(yè)班級:實(shí)驗(yàn)成績:實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：軟件實(shí)驗(yàn)二振幅調(diào)制與解調(diào)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握用仿真實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅、抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的方法。2. 研究已調(diào)波與調(diào)制信號以及載波信號的關(guān)系。3. 通過軟件仿真對比全載波調(diào)幅、抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅波形。4. 掌握二極管包絡(luò)檢波和模擬乘法器雙邊帶、單邊帶調(diào)幅同步檢波的電路與原理。5. 進(jìn)一步熟悉Multisim仿真的功能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、仿真全載波調(diào)幅、抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅電路。2、仿真二極管包絡(luò)檢波和模擬乘法器雙邊帶、單邊帶調(diào)幅同步檢波電路3、用示波器觀察

2、輸出、調(diào)制、調(diào)幅波、載波信號電壓波形和數(shù)據(jù)。4、通過Fourier顯示頻域結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)原理調(diào)制和解調(diào)是通信系統(tǒng)的重要組成部分，沒有調(diào)制和解調(diào)，就無法實(shí)現(xiàn)信號的遠(yuǎn)距離通信。所謂調(diào)制，就是將我們要傳輸?shù)牡皖l信號“裝載”在高頻振蕩信 號上，使之能更有效地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。所要傳輸?shù)牡皖l信號是指原始電信號， 如聲音信號、圖像信號等，稱為調(diào)制 信號，用uQ(t)表示；高頻振蕩信號是用來攜帶低頻信號的，稱為載波，用uc (t) 表示；載波通常采用高頻正弦波，受調(diào)后的信號稱為已調(diào)波，用 u (t)表示。調(diào)制：振幅調(diào)制可分為普通調(diào)幅(AM)，雙邊帶調(diào)幅(DSB)，單邊帶調(diào)幅 (SSB。普通調(diào)幅信號的波形及表達(dá)

3、式，設(shè)載波 uc(t)的表達(dá)式和調(diào)制信號uQ(t) 的表達(dá)式分別為：.-根據(jù)調(diào)幅的定義，當(dāng)載波的振幅值隨調(diào)制信號的大小作線性變化時(shí)，即為調(diào)波形如圖1(b)所示分 波的波形。由圖可見，已調(diào)幅波振幅變化的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號的變化規(guī)律相同，而其包絡(luò)內(nèi)的高頻振蕩頻率仍與載波頻率相同，表明已調(diào)幅波實(shí)際上是一個(gè)高頻信 號?？梢姡{(diào)幅過程只是改變載波的振幅，使載波振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系， 據(jù)此，可以寫出已調(diào)幅波表達(dá)式為心“( = C + kJJg cosQr)cos 哲二 J(1 +cosfl/) cos 色v_ 暦“ _ J - J J 弋業(yè)5 J %Ma稱為調(diào)幅系數(shù)，Umax表示調(diào)幅波包絡(luò)的最大值，U

4、min表示調(diào)幅波包絡(luò) 的最小值。Ma表明載波振幅受調(diào)制控制的程度，一般要求 OW Maw 1,以便調(diào)幅 波的包絡(luò)能正確地表現(xiàn)出調(diào)制信號的變化。 Ma1的情況稱為過調(diào)制，下圖所示 為不同Ma時(shí)的已調(diào)波波形。解調(diào)：把高頻已調(diào)信號還原為低頻調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)，也稱為振幅檢波，簡稱檢波；把高頻已調(diào)波還原為低頻調(diào)制信號的裝置稱為振幅檢波器，簡稱 為檢波器。常用的振幅檢波電路可分為包絡(luò)檢波電路和同步檢波電路兩大類。包絡(luò)檢波電路適用于普通調(diào)幅波的檢波， 同步檢波電路又稱為相干檢波電路， 主要 用于解調(diào)雙邊帶和單邊帶調(diào)幅信號，也可以用于普通調(diào)幅波的解調(diào)。從頻譜關(guān)系上看，檢波電路輸人的是高頻載波和邊頻信號，

5、 輸出的是低頻調(diào) 制信號，因此，檢波的過程也是頻率的變換過程，也可以用乘法器實(shí)現(xiàn)。二極管檢波電路由二極管和低通濾波器串聯(lián)構(gòu)成。當(dāng)輸入信號為調(diào)幅波時(shí)， 利用電容C的充放電和二極管的開關(guān)作用，輸出電壓就隨著調(diào)幅波的包絡(luò)線而 變化，從而獲得調(diào)制信號，完成了檢波。所謂同步檢波，就是在檢波器的輸入端必須提供一個(gè)與載波信號同頻同相（即同步）的本地振蕩信號，又稱為相干信號。利用相干信號與已調(diào)波相乘，就可以產(chǎn)生一個(gè)含有原調(diào)制信號成分與其他較高頻率信號成分組合的信號，再經(jīng)過低通濾波器除去沒有用的較高頻率的寄生分量，就可以檢出有用的調(diào)制信號。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、全載波調(diào)幅調(diào)制與二極管包絡(luò)檢波心M -4皿.一 畑：一=

6、F-xwvuvvv lokn rAW-VI V2R?5.1rF*K(iy-A2DkQKy A圖1全載波調(diào)幅調(diào)制與二極管包絡(luò)檢波電路圖圖2全載波調(diào)幅調(diào)制與二極管包絡(luò)檢波波形圖上面綠色的波形是檢波出來的調(diào)制信號，下面的是全載波調(diào)幅信號F 口山DilliMDipei-XSC2圖3全載波調(diào)幅調(diào)制與二極管包絡(luò)檢波惰性失真波形圖圖4全載波調(diào)幅調(diào)制與二極管包絡(luò)檢波負(fù)峰切割失真波形圖Grapher ViewLJ Xh*e Edkt Vrw Graph Trice Cwrx Lef nd TooH Help旨 cai 尹 jtwo汕nr1X7 C 址Rjmv jFuiflr全載汽調(diào)幅調(diào)制與解謂H亠誠時(shí)）亦主向r

7、賊滯aIP4U4MI311No： HarnRHICS-JTrtk3Jr+7Ke-Hl JjDidHIMAZhlE 日2JS103 七-oioaFourier Analysis200k300400k&00hFreq|L*ercy (Hz)心”圖5全載波調(diào)幅信號頻譜圖Grapher ViewLJ XIW Edkt Mew Graph Trice Cwkx Lgnd Tcwh. Help 彥 Ga i ?)r判i 曲曰 mSTMifinocTBiymr qd Q gPR2l圖6調(diào)制信號頻譜圖2、雙邊帶調(diào)幅調(diào)制與模擬乘法器同步檢波圖7雙邊帶調(diào)幅調(diào)制與模擬乘法器雙邊帶調(diào)幅同步檢波電路圖圖8雙邊帶調(diào)幅調(diào)制

8、與模擬乘法器雙邊帶調(diào)幅同步檢波波形圖_xFilr Edit Vie1*5 Graph Ir-ace C?ur&0r LegendJixh. Hdpx ：幽 Btu$MK7b-0IJ3Ff4qteOK順 LTTlLKkMl.忸D即*Founeir Analysis-1hn二廣占占擊”缶優(yōu)lowzmscmFrequenrcy (Hz)圖9雙邊帶調(diào)幅信號頻譜圖*p*ie* VTO XFile- Ecfirl View Graphi Trace Cursor Lrgcnd Toot- Help|審. ER EU在- J兒色直乂 & IQ|議 嚴(yán)t檔警 Fikrtr|fwMt I収邊帶囲I逼調(diào)制9般調(diào)Z

9、 Z UFruofinl:J i4 kemwci；+ THD-9 *B A4 .D 11 ,晳屮 HffmiBJ 陽忸will 圖12單邊帶調(diào)幅調(diào)制與模擬乘法器單邊帶調(diào)幅同步檢波波形圖Faynir*&r 罰Nh. Hvrmr*u.THD;Efif|Lalg Daa m. kWIWMfl-USri7A-Cd&D1 Jm44mH7 %Fj-aquAhiMagkiDudaFfiacdlunri. y&gK-httt-上 EdFouner Analysis*DOkFrequency (httGrapher ViewXFile Eckt V*m Wap*iTr#:e Cix&or Legend Tooi

10、s- 血Ip3K %1| A J魅當(dāng)| 頂 rw |FniriH | Founa圖13單邊帶調(diào)幅信號頻譜圖Grapipr View口 XFik- Edfrt: View Graph Tn匚亡 匚mar Legefid Tools- Help&亠，細(xì)純也咕幾盤3 -工牡旳R右 A2J e e fiairtf 如血 |fw!c I虹邊詡調(diào)幅調(diào)制馬幹圖2 33GMMWIKi W)【%qlOOnMMMogFrtiM*FHeE J31MWc ， 使得電容充放電的速度得當(dāng)，不會(huì)產(chǎn)生波形失真。如果RC回路中，R的電阻值過大，會(huì)造成放電速度過慢， 電容電壓值降低速度跟不上包絡(luò)下降速度， 產(chǎn)生惰 性失真。如果交流負(fù)載過小，會(huì)造成電容放電過快，造成負(fù)峰截止失真。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述分析一致，當(dāng) R1過大時(shí)，波形產(chǎn)生惰 性失真；當(dāng) RL 過小時(shí)，波形產(chǎn)生負(fù)峰截止失真。乘法器雙邊帶調(diào)幅波同步檢波 實(shí)驗(yàn)仿真中，濾波電路濾波效果理想，頻譜中無其他頻率分量。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)之前已經(jīng)做過了硬件實(shí)驗(yàn)， 本次軟件實(shí)驗(yàn)從理論仿真入手， 對全載波調(diào)幅、 抑止載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的電路以及調(diào)幅輸出信號的認(rèn)識(shí)更加深刻。 學(xué) 會(huì)了使用 Multisim 的傅里葉分析功能。能夠通過觀察頻譜圖判斷結(jié)果是否正確。 本次軟件實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了解調(diào)仿真， 也就是檢波。