振幅調制與解調_高頻課程設計

1、課程設計任務書學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 工作單位： 題 目: 振幅調制與解調初始條件：計算機、multisim軟件 要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設計工作量：1周2、技術要求：（1）學習multisim軟件。（2）設計一個振幅調制與解調電路。（3）利用multisim軟件對該電路進行系統(tǒng)設計、電路設計和版圖設計，并進行相應的設計、模擬和仿真工作。3、查閱至少5篇參考文獻。按武漢理工大學課程設計工作規(guī)范要求撰寫設計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應符合繪圖規(guī)范。時間安排：l 2014.9.18 下達任務書l 2014.9.19-

2、9.26 根據要求設計電路，在計算機上仿真，并撰寫課程設計報告書；l 2014年9月28日上午，鑒主13樓實驗室答辯。指導教師簽名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日 目錄摘要IAbstractII1振幅調制原理分析12 AM調制電路23 包絡檢波原理24 檢波器的失真34.1 惰性失真34.2 底部切削失真35振幅調制的仿真46調制信號解調的仿真66.1包絡檢波電路圖66.2 無失真解調66.3 惰性失真76.4底部切削失真77 小結8參考文獻9武漢理工大學高頻電子線路課程設計說明書摘要本文是振幅調制與解調的原理分析與multisim13的仿真實現(xiàn)，其中包括其調制與解調的基本

3、原理、數(shù)學定義、電路框圖、仿真原理、仿真波形及其在現(xiàn)代通信領域的重要性，調制作用的實質就是使相同頻率范圍的信號分別依托于不同頻率的載波上，接收機就可以分離出所需的頻率信號，不致互相干擾。這也是在同一信道中實現(xiàn)多路復用的基礎。本文詳細講述了電壓調制系數(shù)的定義、計算、及其對調制與解調結果的影響，最后對解調的兩種失真，惰性失真和負峰切割失真，進行了深入的分析并給出了減小這種失真的辦法。關鍵詞:Multisim13，調幅電路，仿真AbstractThis paper is the principle of amplitude modulation and demodulation analysis a

4、nd multisim simulation implementation, including its basic principle of modulation and demodulation, mathematical definition, circuit diagram and simulation principle and simulation waveform and its importance in the field of modern communications, the definition and calculation of voltage modulatio

5、n coefficient is described in detail, and its effect on the result of the modulation and demodulation, the last of demodulation of the two kinds of distortion, inert distortion and negative peak cutting distortion, carried on the thorough analysis and the way to minimize this distortion is given.Key

6、 words: amplitude modulation, AM signal demodulation, multisim simulationII1振幅調制原理分析振幅調制(AM), 就是用調制信號U去控制高頻載波信號Uc的振幅,使載波信號的振幅按照調制信號U的規(guī)律變化。即已調制信號UAM變化的周期與調制信號U的周期相同，且幅度的變化與調制信號的振幅成正比。全載波AM信號的標準形式為 式1-1其中ma為電壓調制系數(shù)，又叫電壓調制度，反映了載波振幅受控的強弱程度，一般ma值越大調幅越深。當ma=1，最大調幅，當ma>1,過調幅。實際中應該使ma小于或等于1.由定義可得 式1-2其中Um

7、ax表示調幅信號的最大振幅，Umin表示調幅信號的最小振幅。AM調制信號波形如下圖所示： 圖1.1 AM調制波形2 AM調制電路全載波振幅調制電路的模型如下圖所示： 圖2.1 AM調制電路原理圖3 包絡檢波原理振幅解調是振幅調制的逆過程，從頻譜的角度看就是將有用信號從高頻段搬到低頻段。而要完成頻譜搬移（有新頻率產生），電路中必須要有非線性器件。一般情況下，AM波采用包絡檢波即峰值檢波的方式實現(xiàn)解調。即包絡檢波就是從AM波中還原出原調制信號的過程。如下圖所示： 圖3.1包絡檢波原理圖4 檢波器的失真4.1 惰性失真在調幅波包絡線下降部分, 若電容放電速度過慢, 導致uo的下降速率比包絡線的下降速

8、率慢, 則在緊接其后的一個或幾個高頻周期內二極管上為負電壓, 二極管不能導通, 造成Uo波形與包絡線的失真。由于這種失真來源于電容來不及放電的惰性, 故稱為惰性失真。要避免惰性失真, 需要滿足的條件是 式4-14.2 底部切削失真負峰切割失真又稱為底部切割失真，這種失真是因檢波器的交直流負載電阻不同引起的。為了取出低頻調制信號，檢波器電路加入C2和R2，電容C2應對低頻呈現(xiàn)短路，R2是所接負載。當檢波器接有C2和R2時，檢波器的直流負載電阻RDC仍等于R1，而低頻交流負載RAC等于R1與R2的并聯(lián)，因為RDC不等于RAC，將引起底部失真。要避免負峰切割失真，應滿足： 式4-25振幅調制的仿真振

9、幅調制仿真電路如下圖： 圖5.1 振幅調制電路仿真圖調制信號如圖5.2所示，高頻載波如圖5.3所示： 圖5.2調制信號 圖5.3載波此時振幅等于偏置，調制系數(shù)為1。示波器輸出如圖5.4：圖5.4 完全調制改變偏置值為50mv,此時ma>1,是過調制狀態(tài)。示波器輸出如圖5.5： 圖5.5 過調制改變偏置為200mv，此時ma<1.示波器輸出如圖5.6：圖 5.6不完全調制6調制信號解調的仿真6.1包絡檢波電路圖檢波電路如下圖，用信號發(fā)生器代替已調波，用示波器檢測解調波波形。 圖6.1 解調電路仿真圖6.2 無失真解調解調無失真的條件是 式6-1已調波用信號發(fā)生器表示，設置調制度為0.

10、5，示波器輸出如圖6.2所示： 圖6.2無失真解調6.3 惰性失真改變R1*C1，產生惰性失真，如圖： 圖6.3 惰性失真6.4底部切削失真改變R1或R2的值，例如R2=1K，產生底部切削失真，如圖6.4： 圖6.4底部切割失真7 小結本次課程設計是基于Multisim13的對振幅調制和解調的仿真以及分析。振幅調制部分主要研究電壓調制系數(shù)對已調波型的影響，解調使用了包絡檢波，研究了無失真解調的條件，惰性失真的條件和底部切割失真的條件，并都進行了仿真。振幅調制解調，在學習高頻電子線路課程的時候已經進行過相關的研究，今天用Multisim13再次仿真，既學習了使用該軟件，又加深了對振幅調制解調的理解?？傊?，這次課程設計是非常有必要的，對于理論知識和實際操作都有良好的作用。參考文獻1曾興雯,劉乃安.高頻電路原理與分析（第四版）.西安電子科技大學出版社，2006.82樊昌信,曹麗娜.通信原理（第六版）,國防工業(yè)出版社,20103吳友宇.模擬電子技術基礎.清華大學出版社，2009.54崔建明.