AM和DSB振幅調(diào)調(diào)制器的課程設(shè)計

1、課程設(shè)計通信電子線路課程設(shè)計報告題 目：AM和DSB振幅調(diào) 調(diào)制器的設(shè)計 班 級： 電信14-1班 姓 名： 王華杰 學(xué) 號： 1206110119 指導(dǎo)教師： 高艷東 成 績： 電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系1. AM和DSB振幅調(diào)制器的設(shè)計設(shè)計要求：利用Multisim軟件仿真平臺，設(shè)計一個振幅調(diào)制器對MC1496構(gòu)成的調(diào)幅電路進行軟件仿真和實際電路測試，并分析比較測試結(jié)果，使其能實現(xiàn)AM 和DSB信號調(diào)制。主要指標(biāo)：載波頻率：15MHz正弦波 ，調(diào)制信號：1KHz正弦波，輸出信號幅度：大于等于5V（峰峰值）無明顯失真2. 概述2.1系統(tǒng)功能說明本系統(tǒng)是模擬相乘器MC1496實現(xiàn)的調(diào)幅

2、電路。其功能是用輸入的高頻載波對輸入的另一路低頻調(diào)制信號進行線性調(diào)幅，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電路平衡，可以實現(xiàn)有載波的幅度調(diào)制和抑制載波的幅度調(diào)制。即輸出AM信號和DSB信號。2.2原理框圖載波信號 乘法器 AM信號和DSB信號調(diào)制信號 MC14963.硬件設(shè)計3.1MC1496電路原理圖圖1 MC1496電路原理圖3.2基于MC1496的平衡調(diào)幅電路圖2 MCl496平衡調(diào)幅電路3.3振幅調(diào)制的波形及頻譜圖：圖3 振幅調(diào)制波形及頻譜圖3.4電路說明MCl496芯片是一種具有多種用途的集成模擬乘法器，輸出電壓為輸入信號和載波信號的乘積，可以應(yīng)用于抑制載波、調(diào)幅(振幅調(diào)制)、同步檢測、調(diào)頻檢測和

3、相位檢測等。采用MCl496集成芯片設(shè)計振幅調(diào)制電路，比用分立元件設(shè)計振幅調(diào)制電路要簡單得多。MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。其內(nèi)部電路圖如圖1所示。其中Q1、Q2與Q3、Q4組成雙差分放大器，Q5、Q6組成的單差分放大器用以激勵Q1到Q4。Q7、Q8及其偏置電路組成差分放大器Q5、Q6的恒流源。引腳8與10接輸入電壓Ux,1與4接另一輸入電壓Uy, 輸出電壓U0從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻RE, 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UY 的線性動態(tài)范圍。引腳14為負(fù)電源（雙電源供電時）或接地端（單電源供電時），引腳5外接電阻R

4、5。來調(diào)節(jié)偏置電流I5及鏡像電流I0的值。圖2所示基于MCl496調(diào)幅實驗電路是由芯片MCl496和電阻、電容等元件組成的雙邊帶調(diào)幅電路，調(diào)制信號通過C1輸入，加在芯片引腳的l、4之間；載波信號通過C2和由R6、R7、C3組成的載波信號調(diào)零電路輸入，加在芯片引腳的8、10之間；芯片2、3引腳外接RE電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍；R7用來調(diào)節(jié)芯片8、10引腳之間的平衡；調(diào)制信號通過C5輸出。3.5參數(shù)計算假設(shè)載波信號電壓為：調(diào)制電壓為: 由于實驗電路中采用了由R6、R7和C3組成的載波信號調(diào)零電路，因此加在MCl496芯片引腳I、42_間的調(diào)制信號電壓為：即在調(diào)制信號上疊加上了一個直流分量VAB

5、。 根據(jù)模擬乘法器的原理，調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式：式中K為比例常數(shù)。當(dāng)VAB=0時，為一個抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。當(dāng)VAB0時，其中m稱為調(diào)制度。調(diào)制度m的計算調(diào)制度m是一個描述普通調(diào)幅波特征的重要指標(biāo)。它反映了載波振幅受調(diào)制信號控制的程度。在直流分量VAB不變的條件下，調(diào)制信號振幅越大，調(diào)制度越大，或者說調(diào)幅越深，則高頻載波振蕩所攜帶的低頻功率愈大。普通調(diào)幅波的波形如圖4所示：圖4 普通調(diào)幅波從上可以看出，普通調(diào)幅波的振幅Um(t)反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，也稱為調(diào)幅波的包絡(luò)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,調(diào)幅波振幅的最大值Ummax和最小值Ummin分別為： 所以 此式即為測量調(diào)制度的實驗方法R

6、1 R2 與電位器RP 組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變RP 可以是乘法器實現(xiàn)抑制載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制，其操作過程如下：（1）抑制載波振幅調(diào)制UX端輸入載波信號UC(t),其頻率fc=10.7MHZ。峰峰值Ucp-p=40mv。Uy 端輸入調(diào)制信號UW(T),其頻率為1KHZ，先使峰峰值為0，調(diào)節(jié)Rp，是輸出電壓為0，在逐漸增加峰峰值，則輸出信號的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)下圖（a）所示的抑制載波的調(diào)幅信號。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對稱，致使輸出出現(xiàn)漏信號。腳1和4分別接電阻R3和R4 可以較好地抑制載波漏信號和改善溫度性能。（2）有載波振幅調(diào)制Ux端輸入載波信號UC(t),fc=10.7MH

7、Z , UCPP=40mV調(diào)節(jié)平衡電位器Rp 使輸出信號中有載波輸出。再從UY端輸入調(diào)制信號，其頻率為1KHZ，當(dāng)Ucpp由零逐漸增大是，則輸出信號的幅度發(fā)生變化，最后出現(xiàn)如下圖（b）所示的有載波調(diào)幅信號的波形，調(diào)幅系數(shù)為m。4.軟件仿真圖4.1 MC1496內(nèi)部電路仿真圖4.2基于MC1496調(diào)幅電路仿真圖4.3標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波（AM）首先在調(diào)制信號端輸入Vpp=100mV，f=10kHz的正弦調(diào)制信號 ，調(diào)節(jié)RP，通過示波器觀察使其輸出信號幅度最小，這時載波輸入端的直流分量可近似為 0。然后在輸入端加9kHz 的載波信號 ，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使萬用表的電壓V=0.1v，改變端所加調(diào)制信號的幅度=5

8、0mv，打開仿真開關(guān)示波器輸出波形如圖5所示。此時系數(shù)<1，調(diào)幅波包絡(luò)能夠反映調(diào)制信號波形。改變調(diào)制信號幅度，其余參數(shù)保持不變，此時有可能包絡(luò)形狀與調(diào)制信號形狀不再形同如圖6所示，>1，調(diào)幅波產(chǎn)生了失真，此種情況成為過調(diào)制。圖5 振幅調(diào)制仿真波形4.2抑制載波雙邊帶雙邊帶調(diào)幅（DSB）調(diào)節(jié)R9,使電壓表示數(shù)為0，在載波信號輸入端所加載波信號不變，在調(diào)制信號輸入端加 Vpp=100mV，f=10kHz的正弦調(diào)制信號，運行仿真開關(guān)，如圖所示, 由圖可看出雙邊帶調(diào)幅信號的幅度仍然隨調(diào)制信號而變化，但其包絡(luò)不再反映調(diào)制信號波形的變化，而且在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負(fù)半周的載波

9、相位反相，即在調(diào)制信號波形過零點處的高頻相位發(fā)生了180的突變。這種只發(fā)射邊帶不發(fā)射載波的抑制載波雙邊帶調(diào)幅波克服了普通調(diào)幅波功率利用率低的缺點。DSB波，載波在過零點時會出現(xiàn)反相。下圖可見反相情況：5.結(jié)論5.1仿真分析對于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅，應(yīng)使其調(diào)幅系數(shù)小于或等于1，此時調(diào)幅波包絡(luò)能夠反映調(diào)制信號波形。當(dāng)條幅系數(shù)大于1時，調(diào)幅波會出現(xiàn)失真，因此在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅時應(yīng)保證條幅系數(shù)小于或等于1.對于雙邊帶調(diào)幅，雙邊帶調(diào)幅信號的幅度仍然隨調(diào)制信號而變化，但其包絡(luò)不再反映調(diào)制信號波形的變化，而且在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負(fù)半周的載波相位反相，即在調(diào)制信號波形過零點處的高頻相位發(fā)生了180的突變。當(dāng)給

10、載波信號輸入端疊加了一個直流分量，這樣就出現(xiàn)了正負(fù)幅值不相等的輸入信號，所以調(diào)幅波也出現(xiàn)了上下不對稱的 DSB 波形。6.心得體會在本次課程設(shè)計，通過在Multisim中仿真AM和DSB振幅調(diào)制，我對Mulsitim這個軟件的功能和使用有了更深的了解；對“通信電子線路”中振幅調(diào)制部分的知識有了進一步的認(rèn)識，加深了對這方面理論知識的理解。6.1不足之處 本次課程設(shè)計還讓我認(rèn)識到其實我對很多專業(yè)知識不夠掌握，對電路原理、調(diào)制原理理解不夠深，導(dǎo)致我在課程設(shè)計中遇到了例如調(diào)不出波形，運行仿真出錯等問題，今后學(xué)習(xí)中應(yīng)扎實掌握原理部分；不實踐，很多細(xì)小的東西是注意不到的，諸多環(huán)節(jié)往往影響整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，在實際連電路或是調(diào)波形時應(yīng)注意細(xì)節(jié)，在今后的專業(yè)知識學(xué)習(xí)中我應(yīng)該更注重實際動手操作，鍛煉自己的能力，注重能力的培養(yǎng)才能更好地學(xué)習(xí)更深層次的專業(yè)知識。6.2工作展望 為了今后的工作會去學(xué)習(xí)模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計，熟悉各種電子元件和PCB布線規(guī)則，加強自身的電路分析能力，熟練使用multisim等工具軟件進行電路設(shè)計與分析，希望從事電子等硬件方面的工作。7.參考文獻(xiàn)1.于洪珍.通信電子線路（第3版） 清華大學(xué)大學(xué)