振幅調(diào)制與檢波仿真

1、振幅調(diào)制與檢波仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告班 級(jí)： 通信1007班姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 路 勇 實(shí)驗(yàn)日期： 2012.11.21 實(shí)驗(yàn)名稱：振幅調(diào)制與檢波1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)本次課設(shè)的目的就是通過學(xué)習(xí)和掌握電路設(shè)計(jì)與仿真軟件的基礎(chǔ)上，按要求設(shè)計(jì)一個(gè)通信電子線路并仿真，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行一次比較全面的訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)。主要包括：1、幅度調(diào)制與解調(diào)電路原理分析；2、電路設(shè)計(jì)；3、電路分析；4、仿真結(jié)果和分析。2、 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容調(diào)幅原理：指能使高頻載波信號(hào)的幅度隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化的調(diào)制電路。幅度調(diào)制電路有多種電路形式。本次設(shè)計(jì)采用高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生載波，它和調(diào)制信號(hào)經(jīng)乘法器后輸出抑制載

2、波的雙邊帶調(diào)幅波。調(diào)幅波原理圖如下：DSB調(diào)制部分原理 一般在單邊帶和雙邊帶調(diào)制的發(fā)射機(jī)中，都采用低電平調(diào)制電路。低電平調(diào)制電路主要優(yōu)點(diǎn)是具有良好的調(diào)制線性，而功率和效率一般不予考慮。對(duì)于雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制，還提出了抑制載波分量的要求，抑制的程度用載漏表示。載漏定義為輸出載波分量低于邊帶波分量的分貝數(shù)。顯然分貝數(shù)越大，載漏性越好。一般要求載漏在20dB以上。 為了提高調(diào)制線性和減少載漏，必須力求采用能實(shí)現(xiàn)理想相乘器運(yùn)算的相乘器，一遍減少無用頻率分量，特別是減少其中的載波分量和失真分量。因此，對(duì)于低電平調(diào)制電路，除了采用具有二次方特性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成的相乘電路外，更多的是采用性能優(yōu)良的相乘

3、器電路。其中應(yīng)用最廣的是雙差分對(duì)模擬相乘器、工作在開關(guān)狀態(tài)的二極管平衡調(diào)制器和喚醒調(diào)制器以及集成模擬相乘器等。針對(duì)AM波的不足，DSB調(diào)幅調(diào)制過程中將載波完全抑制，它的產(chǎn)生原理是調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)直接相乘。調(diào)制信號(hào) 載波信號(hào)，調(diào)制原理圖如下： 調(diào)制原理圖 DSB解調(diào)部分原理 由于DSB調(diào)幅波中不含有載波分量，因此不能用包絡(luò)檢波。所以對(duì)于雙邊帶調(diào)幅波只能采用同步檢波電路實(shí)現(xiàn)，同步檢波通常又稱為相干檢波。將已調(diào)信號(hào)和載波信號(hào)輸入乘法器，乘法器輸出端接一低通濾波器以濾除高頻分量，取出低頻調(diào)制信號(hào)。原理框圖如下：uxy低通濾波器 解調(diào)原理圖為了增大檢波器 的傳輸系數(shù)，對(duì)恢復(fù)的載波要求是：（1） 幅度要

4、盡可能大，但不應(yīng)超過相乘器最大容許輸入電壓。（2）載波震蕩電壓不但應(yīng)與原載波電壓同頻，而且應(yīng)該同相。因?yàn)?，達(dá)到最大值，相應(yīng)的值也達(dá)到最大的可能值。故相乘檢波也稱同步檢波。低通濾波器部分原理所謂RC低通濾波器就是允許低頻信號(hào)通過，而將高頻信號(hào)衰減的電路濾除。 低通濾波器模型3、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法總體電路設(shè)計(jì)框圖如下：當(dāng)用作調(diào)制的乘法器的雙差分對(duì)處于線性工作狀態(tài)時(shí)，給其輸入調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)，經(jīng)過調(diào)制后得到已調(diào)信號(hào)。當(dāng)用于解調(diào)的乘法器也工作于線性狀態(tài)時(shí)給其輸入已調(diào)信號(hào)和載波信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)后得到信號(hào)，將輸入低通濾波器得到基帶信號(hào)。調(diào)制電路：采用雙差分對(duì)乘法器，雙差分對(duì)乘法電路由三對(duì)差分管構(gòu)成。在本

5、課程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的電路圖如下圖： 調(diào)制部分電路圖設(shè)輸入信號(hào)，。雙端輸出時(shí)，雙端電流 其中，故，其中，。因而 上式說明，雙差分對(duì)電路并沒有實(shí)現(xiàn)和的相乘運(yùn)算，僅提供了兩個(gè)非線性函數(shù)（雙曲正切）相乘的特征。與單差分電路分析類似。 （1），時(shí)，式子近似為，這時(shí)實(shí)現(xiàn)了和的乘法運(yùn)算。 （2），時(shí)，式子近似為這時(shí)包含頻率成分為 ，雖然實(shí)現(xiàn)了和的線性關(guān)系，但幅值都很小。為此，在實(shí)際電路中采用負(fù)反饋技術(shù)來擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)范圍。擴(kuò)展后雙差分管的輸出差值電流為解調(diào)電路應(yīng)用二極管平衡解調(diào)電路進(jìn)行同步檢波，乘法器MC1496的Y輸入端接載波信號(hào)，X輸入端接從調(diào)制電路輸出的已調(diào)信號(hào)，后接由和組成的低通濾波器濾除諧波分量。示波器A

6、、B端分別輸入已調(diào)信號(hào)和解調(diào)基帶信號(hào)，可觀察到二者波形。暫時(shí)選取低通濾波器參數(shù)為電阻，電容，計(jì)算可得低通濾波器截止頻率。 解調(diào)部分電路圖如下圖。 解調(diào)部分電路圖綜合上述分析，完整的DSB信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路圖設(shè)計(jì)如下： 總調(diào)制解調(diào)電路圖四、實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果XSC3顯示調(diào)制信號(hào)波形 調(diào)制信號(hào)波形XSC4顯示載波信號(hào)波形 載波信號(hào)波形XSA1顯示已調(diào)信號(hào)頻譜 已調(diào)信號(hào)頻譜XSC2顯示已調(diào)信號(hào)波形 已調(diào)信號(hào)波形XSC2顯示解調(diào)信號(hào)波形及已調(diào)信號(hào)波形 解調(diào)信號(hào)波形及已調(diào)信號(hào)波形結(jié)果分析1、在已調(diào)波的波形中可讀出，所以=0.565, 理想值為1。2、觀察解調(diào)信號(hào)圖可看到解調(diào)輸出波形有失真，分析其失真原因有以

7、下幾點(diǎn)：（1）由于電路中選擇的芯片作用，相乘器的最大容許輸入電壓與電路中本機(jī)振蕩電壓相差不大，致使產(chǎn)生的解調(diào)信號(hào)波形產(chǎn)生少許失真。（2）在乘法器的輸出端口有少許的載頻泄漏，在低通濾波器濾除時(shí)仍然留有少許，對(duì)解調(diào)出的波形產(chǎn)生干擾，從而產(chǎn)生少許失真。（3）在信號(hào)傳遞過程中，頻率和相位偏移都會(huì)影響波形的質(zhì)量，從而產(chǎn)生失真。（4）因?yàn)樵诘诙轮薪榻B了在DSB信號(hào)解調(diào)電路中濾波器上截止頻率應(yīng)低于2倍的高頻載波頻率，而高于最高調(diào)制頻率。即要求且，在設(shè)計(jì)電路中濾波器截止頻率僅為0.61KHz，不滿足上述要求，所以解調(diào)出的信號(hào)有一定失真。3、觀察已調(diào)信號(hào)頻譜圖可看到，由于前段電路沒有經(jīng)過帶通濾波器，導(dǎo)致解調(diào)后

8、得到的頻譜圖出現(xiàn)多次諧波。但其總體變化趨勢(shì)保持不變。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)模擬調(diào)制系統(tǒng)是電子信息工程通信方向最主要的模塊之一，通過在課堂上對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，我們了解到模擬調(diào)制系統(tǒng)的基本方式以及其原理。然而，如何將理論在實(shí)踐中得到驗(yàn)證和應(yīng)用，是我們學(xué)習(xí)當(dāng)中的一個(gè)問題。而通過本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)趶?qiáng)大的Multisim平臺(tái)上對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)進(jìn)行了一次仿真，有效的完善了學(xué)習(xí)過程中實(shí)踐不足的問題，同時(shí)進(jìn)一步鞏固了原先的基礎(chǔ)知識(shí)。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我們對(duì)調(diào)制和解調(diào)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，尤其是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，盡管是非?；A(chǔ)的AM，DSB調(diào)制與解調(diào)的傳輸，也是經(jīng)過若干設(shè)備協(xié)同工作，才能保證信號(hào)有效傳輸，而小到僅僅是一個(gè)電