AM信號的調(diào)制與解調(diào)(帶仿真圖)

1、 題 目： AM調(diào)制與解調(diào)的設(shè)計 時 間： 2011/1/42011/1/10目錄一、題目分析.2二、電路的總框圖.2三、調(diào)制.2 1. AM調(diào)制波電路圖2 2.工作原理33.調(diào)制仿真4四、解調(diào).61包絡(luò)檢波電路.62工作原理.63. 解調(diào)仿真.7五、完整電路圖.8六、理想條件及參數(shù)計算8七、總結(jié).91設(shè)計電路的特點92. 使用價值.93. 心得體會.104.問題解答.105.元器件清單.12 八、參考文獻.13一、題目分析調(diào)幅調(diào)制和解調(diào)在理論上包括了信號處理，模擬電子，高頻電子和通信原理等知識，涉及比較廣泛。在實際上包括了各種不同信息傳輸?shù)淖罨驹?，是大多?shù)設(shè)備發(fā)射與接收的基本部分，所以我

2、們做的這個課題是有很大的意義的。本設(shè)計報告總體分為兩大問題：信號的解調(diào)和調(diào)制。在調(diào)制部分省略了載波信號的放大、功放部分，要調(diào)制的信號也同樣省略了放大部分，所以在調(diào)制中保留了調(diào)制器中的主要部分乘法器，在解調(diào)部分也只是保留了檢波器部分，即二極管檢波器。在確定電路后，利用了EDA 軟件Multisim進行仿真來驗證結(jié)果。二、電路的總框圖調(diào)制信號乘法器載波信號半波整流器低通濾波器已調(diào)波三、調(diào)制部分1、AM調(diào)制波電路圖2、工作原理滑動變阻器W1向右滑動到100%電源VEE產(chǎn)生一個電壓加載到信號發(fā)生器XFG2產(chǎn)生頻率為10kHz幅值為的22mv的調(diào)制信號，然后與信號發(fā)生器XFG1產(chǎn)生的頻率為10MHz，幅

3、值為23mv的載波信號進入到乘法器形成已調(diào)信號，用框圖的形式表現(xiàn)如下：載波信號調(diào)制信號A模擬乘法器AM波三極管放大電路乘法器MC1496工作原理:Q1、Q2與Q3、Q4組成雙差分放大器，Q5、Q6組成單差分放大器用以激勵Q1Q4。Q7、Q8及其偏置電路組成差分放大器Q5、Q6的恒流源。C2端接入載波信號，C3端接入調(diào)制信號。Q2，Q3發(fā)射極之間接電阻，對差分放大器Q5、Q6產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，以擴展輸入電壓us的線性動態(tài)范圍。負(fù)電源VEE（雙電源供電），電阻W1用來調(diào)節(jié)偏置電流及鏡像電流的值。三極管Q10工作原理：三極管Q10能夠使乘法器工作在線性區(qū)，保證輸出的穩(wěn)定，因為輸出在基極，不具備放大

4、功能。3、調(diào)制仿真載波信號：周期fc=1MHz 幅值Vcm=23mv調(diào)制信號：fs=10kHz Vsm=22mv已調(diào)信號已調(diào)信號頻譜圖頻譜圖分析：從頻譜分析圖可知，經(jīng)乘法器得到的頻率不僅存在一次諧波，還有二次，三次等都次諧波。依圖可知，如果只是要得到一次諧波，可以通過一個帶通濾波器（14kHz35kHz），濾除其他次諧波而得到。有關(guān)于頻帶寬度等問題，在截圖只可以直接讀取，這里就不再重復(fù)。四、解調(diào)1、二極管包絡(luò)檢波電路2、工作原理二極管峰值包絡(luò)檢波器Ui為AM調(diào)制波時，要求：Uim>0.5V，二極管的作用是濾除負(fù)半軸的波，因為二極管的正向內(nèi)阻較小，而反向內(nèi)阻較大，所以調(diào)制信號負(fù)半軸的波形不

5、能通過二極管進入到檢波電路中所以形成的波形都在時間軸的上方。鍺管的正向特性曲線在電壓為（0.2-0.3）v左右已陡峭，而硅管則要（0.5-0.7）v，但鍺管反向特性不如硅管，因一般情況下主要考慮正向特性，故選鍺管。3、解調(diào)仿真解調(diào)出的信號解調(diào)后的信號的周期f=10kHz與要調(diào)制的信號周期保持不變，而幅值變?yōu)樵瓉碚{(diào)制信號幅值的1/4。其頻譜圖分析如下：由于前端電路沒有經(jīng)過帶通濾波器，導(dǎo)致解調(diào)后得到的頻譜圖出現(xiàn)多次諧波。但是，總體變化趨勢保持不變，即保有AM波外包絡(luò)頻譜圖的特點。五、完整電路圖R1500¦¸R2500¦¸R3500¦¸Q1

6、2N2222Q32N2222Q22N2222Q52N2222Q72N2222Q42N2222Q62N2222Q82N2222Q92N2222R951¦¸R46.8k¦¸R851¦¸R1010k¦¸Key=A50%W1500k¦¸Key=A100%R1110k¦¸Key=A50%C3100uFC210nFR1451¦¸R71k¦¸R131k¦¸R121k¦¸R53.9k¦¸R63

7、.9k¦¸C110nFC410nFC510nFQ102N2222R1675k¦¸R1775k¦¸R182k¦¸R192k¦¸VCC12VVEE-8VXFG1XFG2C62nFC72nFC8100uFR20510¦¸R2110k¦¸R2210k¦¸XSC1ABExt Trig+_+_V1120 Vrms 60 Hz 0¡ã XSC2ABExt Trig+_+_V2120 Vrms 60 Hz 0¡ã

8、 D11LH62XSC3ABExt Trig+_+_V3120 Vrms 60 Hz 0¡ã XSA1TINXSA2TIN53525958057555451504940VEEVCC0484544474643424139038373503634333231XSC4ABExt Trig+_+_600V5120 Vrms 60 Hz 0¡ã 12XSC5ABExt Trig+_+_560V4120 Vrms 60 Hz 0¡ã 34六、理想條件及參數(shù)的計算調(diào)幅指數(shù)ma的計算在已調(diào)波的波形圖中可以讀出U0min=120mv，U0max=400

9、mv 所以ma=（U0max- U0min）/（U0max + U0min）=0.538在理論情況下ma=Vc/Vs=22/23=0.956Kd理想值為1.七、總結(jié)1、設(shè)計電路的特點調(diào)幅電路又稱幅度調(diào)制電路，是指能使高頻載波信號的幅度隨調(diào)制信號（通常是音頻）的規(guī)律而變化的調(diào)制電路。幅度調(diào)制電路有多種電路型式，現(xiàn)介紹一種簡易的振幅調(diào)制電路，該電路的載波由高頻信號發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)放大后和調(diào)制信號經(jīng)乘法器后，輸出抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，輸出的雙邊帶調(diào)輻波與放大后的載波再經(jīng)過相加器后，即可產(chǎn)生普通調(diào)幅波。采用AM調(diào)幅波的通用檢波方式包絡(luò)檢波。選用合適的整流器，合理調(diào)節(jié)低通濾波器各元件系數(shù)，清晰再現(xiàn)調(diào)制信

10、號。2、 使用價值A(chǔ)M調(diào)幅波廣泛應(yīng)用于各大廣播等形式的信息傳輸通道，因其原理簡潔，構(gòu)造簡便，廣泛應(yīng)用于生活。比如在我們所接觸的調(diào)幅收音機，它是屬于接收裝置，其中檢波部分基本原理是相同的。3、心得體會通過這次設(shè)計讓我們真正理解了生活中日常見到的電子的裝置的基本工作原理，認(rèn)識到理論與實踐之間的差距，聯(lián)系實際的應(yīng)用去理解知識比一大堆理論來的直接與清晰明了。在設(shè)計中難免會遇到很多學(xué)習(xí)中不會注意到的問題，比如說在調(diào)制中在取某些值后輸出是失真的波形，在設(shè)計開始并沒有想過會存在那樣多的問題，當(dāng)著手時才發(fā)現(xiàn)要完成一個信號的調(diào)制與解調(diào)，在元器件、電路和取值都要有一部分的要求，科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，這更讓我們一絲不茍起來

11、。在設(shè)計中也得到很多見識，獲得或理解知識時的欣喜與在一個問題上的糾結(jié)都是很寶貴的，在這種情緒的反復(fù)中，認(rèn)識到學(xué)習(xí)就是這樣一個過程。不管過程怎樣，以小見大的反射出以后學(xué)習(xí)的態(tài)度。團隊交流可以加深學(xué)習(xí)，找出問題，相互彌補不足，在資料的采集方面提高了不少效率，也提高的每個個體的興奮度，真切體會團隊學(xué)習(xí)給我們帶來的快樂，學(xué)習(xí)是快樂的。 4、問題解答問題1.半波整流器的作用是什么？通過二極管的已調(diào)制波除去負(fù)半波，對于AM調(diào)制，由于上下包絡(luò)線所包含的信息完全相同，所以除去哪一方的包絡(luò)線都不會影響解調(diào)輸出。通過二極管的半波整流波形，還殘留有載波波形，通過簡單的RC低通濾波器，即可獲得所需的調(diào)制波。問題2.頻

12、譜的意義是什么？頻譜圖可以表示出頻率的分布范圍，從而有利于選擇合適的濾波器，獲得有用的頻率成分，另外還可由頻譜圖看出能量的分布。問題3.乘法器的作用是什么？將調(diào)制信號加載到載波信號上形成包絡(luò)有利于信息的傳輸這是由于基帶信號在信道中易受干擾不利于傳輸問題4.關(guān)于Q10的作用?在設(shè)計中我們發(fā)現(xiàn)，假如不加三極管，且又要乘法器輸出的電壓不失真，那么由于儀器量程的限制，在直流的作用下，觀察不到清楚包絡(luò)的變化。如圖：（Y的位置最小為-3）。經(jīng)過多次調(diào)試，發(fā)現(xiàn)三極管并非放大，它能夠使輸出利于觀察，從而確定信號是否已經(jīng)失真，經(jīng)過兩者的比較，輸出直接接電容時，包絡(luò)有微小的失真，仔細觀察才能發(fā)現(xiàn)，如圖：（底部略有

13、下墜）雖然這種調(diào)制比加上三極管的調(diào)制有些缺陷，但是其頻譜圖中卻減少了許多的諧波成分。頻譜如下：調(diào)制輸出頻譜圖：解調(diào)輸出頻譜圖要想知道是否失真就要看看它的解調(diào)出的信號。如圖：（與原設(shè)計的解調(diào)信號比較更加明顯）5、元器件清單調(diào)制部分：R1=500R2=500R3=500R4=6.8K R5=3.9KR6=3.9KR7=1KR8=51R9=51R10=10K R11=10KR12=1KR13=1kR14=51R16=75K R17=75K R18=2K R19=2K C6=0.01u C1=0.01u C2=0.01u C3=100u C4=0.01u VCC=12V VEE=-8V包絡(luò)檢波：C6=2nF C7=2nF C8=100uF R20=R21=R22=10k八、參考文獻1 張肅文. 高頻電子線路. 第四版. 北京：高等教育出版社，2004年。2 楊翠娥.高頻電子線路實驗與課程設(shè)計. 哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001年。3 楊欣、王玉鳳、 劉湘黔，電路設(shè)計與仿真基于Multisim 8與Protel 20