AM信號(hào)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(jì) 時(shí) 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(jì)算8七、總結(jié).91設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)92. 使用價(jià)值.93. 心得體會(huì).104.問題解答.105.元器件清單.12 八、參考文獻(xiàn).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(hào)處理，模擬電子，高頻電子和通信原理等知識(shí)，涉及比較廣泛。在實(shí)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(gè)課題是有很大的意義的。本設(shè)計(jì)報(bào)告總體分為兩大問題：信號(hào)的解調(diào)和調(diào)制。在調(diào)制部分省略了載波信號(hào)的放大、功放部分，要調(diào)制的信號(hào)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(jìn)行仿真來驗(yàn)證結(jié)果。二、電路的總框圖調(diào)制信號(hào)乘法器載波信號(hào)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(dòng)變阻器W1向右滑動(dòng)到100%電源VEE產(chǎn)生一個(gè)電壓加載到信號(hào)發(fā)生器XFG2產(chǎn)生頻率為10kHz幅值為的22mv的調(diào)制信號(hào)，然后與信號(hào)發(fā)生器XFG1產(chǎn)生的頻率為10MHz，幅

3、值為23mv的載波信號(hào)進(jìn)入到乘法器形成已調(diào)信號(hào)，用框圖的形式表現(xiàn)如下：載波信號(hào)調(diào)制信號(hào)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(lì)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(hào)，C3端接入調(diào)制信號(hào)。Q2，Q3發(fā)射極之間接電阻，對(duì)差分放大器Q5、Q6產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，以擴(kuò)展輸入電壓us的線性動(dòng)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?yàn)檩敵鲈诨鶚O，不具備放大

4、功能。3、調(diào)制仿真載波信號(hào)：周期fc=1MHz 幅值Vcm=23mv調(diào)制信號(hào)：fs=10kHz Vsm=22mv已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)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(gè)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(shí)，要求：Uim>0.5V，二極管的作用是濾除負(fù)半軸的波，因?yàn)槎O管的正向內(nèi)阻較小，而反向內(nèi)阻較大，所以調(diào)制信號(hào)負(fù)半軸的波形不

5、能通過二極管進(jìn)入到檢波電路中所以形成的波形都在時(shí)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(hào)解調(diào)后的信號(hào)的周期f=10kHz與要調(diào)制的信號(hào)周期保持不變，而幅值變?yōu)樵瓉碚{(diào)制信號(hào)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(shì)保持不變，即保有AM波外包絡(luò)頻譜圖的特點(diǎn)。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(jì)算調(diào)幅指數(shù)ma的計(jì)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(jì)電路的特點(diǎn)調(diào)幅電路又稱幅度調(diào)制電路，是指能使高頻載波信號(hào)的幅度隨調(diào)制信號(hào)（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(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)放大后和調(diào)制信號(hào)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(hào)。2、 使用價(jià)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(jī)，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(huì)通過這次設(shè)計(jì)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(shí)到理論與實(shí)踐之間的差距，聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用去理解知識(shí)比一大堆理論來的直接與清晰明了。在設(shè)計(jì)中難免會(huì)遇到很多學(xué)習(xí)中不會(huì)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(jì)開始并沒有想過會(huì)存在那樣多的問題，當(dāng)著手時(shí)才發(fā)現(xiàn)要完成一個(gè)信號(hào)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(jì)中也得到很多見識(shí)，獲得或理解知識(shí)時(shí)的欣喜與在一個(gè)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(shí)到學(xué)習(xí)就是這樣一個(gè)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(tuán)隊(duì)交流可以加深學(xué)習(xí)，找出問題，相互彌補(bǔ)不足，在資料的采集方面提高了不少效率，也提高的每個(gè)個(gè)體的興奮度，真切體會(huì)團(tuán)隊(duì)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(duì)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(huì)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(hào)加載到載波信號(hào)上形成包絡(luò)有利于信息的傳輸這是由于基帶信號(hào)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(jì)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(hào)是否已經(jīng)失真，經(jīng)過兩者的比較，輸出直接接電容時(shí)，包絡(luò)有微小的失真，仔細(xì)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(hào)。如圖：（與原設(shè)計(jì)的解調(diào)信號(hào)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì). 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(jì)與仿真基于Multisim 8與Protel 20