蘭州理工大學(xué)高頻 線路課程設(shè)計(jì)

1、*蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2010年秋季學(xué)期通信電子線路課程設(shè)計(jì)題目: AM調(diào)制與相干解調(diào)專業(yè)班級(jí):通信2班姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:成績(jī):目錄一.摘要 (2二.調(diào)制 (22.2 AM調(diào)制方法二 (6四.解調(diào) (84.1乘積型同步檢波 (8五.完整電路圖 (11六.總結(jié) (12七.參考文獻(xiàn) (13一.摘要:AM的調(diào)制與解調(diào)電路應(yīng)用廣泛,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)。設(shè)計(jì)報(bào)告總體分為兩大部分:AM信號(hào)的解調(diào)和調(diào)制。在調(diào)制部分介紹了兩種產(chǎn)生AM的方法,即用輸出的雙邊帶調(diào)輻波與載波經(jīng)過相加或用調(diào)制信號(hào)與載波相乘后產(chǎn)生。在解調(diào)部分用相干解調(diào)即同步檢波方法,介紹了乘積型相干

2、解調(diào)和疊加型相干解調(diào)兩種方法。在確定電路后,利用了Multisim進(jìn)行仿真來驗(yàn)證結(jié)果。關(guān)鍵詞:AM調(diào)制AM解調(diào)同步檢波Multisim仿真二. 調(diào)制2.1AM調(diào)制方法一 (圖1AM調(diào)幅波波形 (圖2工作電路雙邊帶調(diào)幅:將調(diào)幅波中的載頻分量抑制掉,僅將上、下邊帶向外發(fā)送。又稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅 。 (圖3雙邊帶調(diào)幅的理想波形圖該電路是用產(chǎn)生的DSB 雙邊帶信號(hào)與載波信號(hào)相加之后產(chǎn)生AM 調(diào)幅波。其中D1和D2,D3和D4兩組二極管上的調(diào)制信號(hào)是以互為反相的形式加入的,D3和D4是反接于電路中的。當(dāng)載波振幅遠(yuǎn)大于調(diào)制信號(hào)振幅時(shí),即cm U >>m U ,二極管實(shí)際工作在開關(guān)狀態(tài),其

3、通斷受載波的瞬時(shí)電壓正負(fù)極性控制。輸入信號(hào)為調(diào)制信號(hào)u =cm U cos t 和載波信號(hào)c u =cm U cos c t 。當(dāng)載波信號(hào)c u 為正半周時(shí),二極管D1和D2導(dǎo)通,反之截至。當(dāng)載波信號(hào)為負(fù)半周時(shí),二極管D3和D4導(dǎo)通,反之截至。輸出0u =4g l R L m U cos(C t+cos(C +t,載波為15V 功率為15KHz 。此種調(diào)制器的重要優(yōu)點(diǎn)就是有效的抑制了載波,為了保證輸出信號(hào)的質(zhì)量,必須十分注意原件性能和安裝方面的平衡與對(duì)稱問題。DSB 沒有載波,因此將此產(chǎn)生的DSB 信號(hào)與載波通過運(yùn)算放大器組成的加法電路即可產(chǎn)生AM 調(diào)幅波。加法電路中利用運(yùn)算放大器“虛斷”性質(zhì)

4、,列出KCL 方程1S u R !+22R u S +3R u =0整理得0u = (13R R 1S u +23R R 2S u 其中0u 為輸出信號(hào),1S u 和2S u 為輸入信號(hào),1R 和2R 為300。 (圖5產(chǎn)生的DSB信號(hào) (圖6產(chǎn)生的AM信號(hào)2.2 調(diào)制方法二 (圖7工作電路這是用乘法器產(chǎn)生AM 信號(hào)。其中應(yīng)注意AM 信號(hào)的包絡(luò)變化的最大值不允許超過載波振幅值,否則會(huì)出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象。調(diào)制信號(hào)u (t=M U cos t=M U cos2Ft 高頻信號(hào)C u (t =CM U cos C t=CM U cos2C f t 根據(jù)調(diào)幅的定義,AM 信號(hào)的表達(dá)式為AM u (t =m U

5、 c +a k u (tcos c t=cm U 1+a m cos tcos c t 式中,a k 是由調(diào)幅電路決定的系數(shù);a m =a k m U /cm U 稱為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度,表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的強(qiáng)弱程度。要求a m <1,一般廣播信號(hào)調(diào)幅度a m 的平均值約為0.3左右。應(yīng)用500mv 1.5kHz 為產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)與10v 15kH z 的載波通過相乘器即可產(chǎn)生AM 調(diào)制波。 (圖8其中A 為調(diào)制信號(hào)B 為AM 調(diào)幅信號(hào)四、解調(diào)本設(shè)計(jì)用相干解調(diào)。同步檢波又稱相干檢波,主要用來解調(diào)AM 信號(hào),雙邊帶DSB 和單邊帶SSB 調(diào)制信號(hào)。同步檢波器可用以對(duì)一般調(diào)幅信號(hào)、平衡調(diào)

6、幅信號(hào)、單邊帶調(diào)幅信號(hào)等進(jìn)行檢波的檢波器。相干解調(diào)有兩種實(shí)現(xiàn)電路:一種是由乘法器和低通濾波器組成;另一種將輸入信號(hào)與同步信號(hào)疊加再經(jīng)二極管包絡(luò)檢波器,解調(diào)出低頻信號(hào)。4.1乘積型同步檢波 (圖9乘積型同步檢波電路乘積型同步檢波是直接把本地恢復(fù)載波與接收信號(hào)相乘,用低通濾波器將低頻信號(hào)提取出來。在這種檢波器中,要求恢復(fù)載波與發(fā)端的載波同頻同相。如果其頻率或相位有一定的偏差.將會(huì)使恢復(fù)出來的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生失真。 輸入信號(hào)為s u (t,同步信號(hào)為r u (t,輸入信號(hào)與同步信號(hào)相乘再通過低通濾波器。要求加入的載波信號(hào)與被解調(diào)信號(hào)同頻同相,且幅度足夠大即大于被解調(diào)信號(hào)的幅度。同步檢波原理可以理解為還原

7、成一般調(diào)幅信號(hào)之后進(jìn)行檢 波。BM u +s u =U costcos s t+s U cos s t=s U (1+mcos tcos s t=AM u 經(jīng)低通濾 波器輸出為0u (t=21sm U rmU cos t 解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)u (t。用RC 比例積分濾波器,其傳遞函數(shù)為F(s=(s U s U d c =(11212+s s 11R =,C R 22=。 (圖10檢波出信號(hào)充電很快到達(dá) u s 的峰值；峰值過后，二極管兩端電壓為反向偏置而截至， C 上的電壓經(jīng) Rl 放電，放電時(shí)間常數(shù) Rl C 較大，放電較慢，直到下一個(gè)正 峰值快到來時(shí)，二極管才導(dǎo)通。 五 .完整電路圖 完整

8、電路圖 用 DSB 信號(hào)與載波相加產(chǎn)生 AM 波，解調(diào)用 AM 波與載波相乘再經(jīng)過低通濾 波器。 XSC1 D1 1 G T XSC2 G 0 U1 0 A B T DIODE_VIRTUAL D2 DIODE_VIRTUAL R1 1k A B V1 200mV 1kHz 0Deg V2 200mV 1kHz 0Deg 5V 15kHz 0Deg D3 2 7 R4 8 3 V3 5 0 300 R5 300 OPAMP_3T_VIRTUAL 6 R3 300 4 V5 5V 15kHz 0Deg R2 1k 0 DIODE_VIRTUAL D4 Y A1 R6 11 XSC3 G T A

9、B DIODE_VIRTUAL 9 X 10 V4 1 V/V 0 V 5V 15kHz 0Deg 10 R7 100 15 0 C1 0.5uF 0 （圖 12） 11 用調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)相乘產(chǎn)生 AM 調(diào)幅波，檢波用乘積型同步檢波。 XSC1 G A2 Y A B T 14 15 X 5 V2 500mV 1.5kHz 0Deg V3 12 V 0 0 1 V/V 0 V V5 200mV 15kHz 0Deg A1 Y 1 G 6 XSC3 R1 100 1 V/V 0 V 200mV 15kHz 0Deg T X 2 3 A B V1 R2 3k 4 0 C1 1uF 0 （圖 13

10、） 六總結(jié) 1. 設(shè)計(jì)電路說明 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)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，例如用輸出抑制載波的雙 也可以用調(diào)制信號(hào)與載波相乘產(chǎn)生 AM 邊帶調(diào)幅波與載波相加即可形成 AM 波， 波。 在此設(shè)計(jì)中采用了相干解調(diào)即同步檢波法。 同步檢波分為乘積型同步檢波和 疊加型同步檢波。其中乘積型同步檢波用 AM 信號(hào)與載波相乘再通過低通濾波 器。疊加型同步檢波用 DSB 信號(hào)或 SSB 信號(hào)與載波相加再通過包絡(luò)檢波電路。 2. 使用價(jià)值 AM 調(diào)幅與解調(diào)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(jiǎn) 潔，構(gòu)造簡(jiǎn)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)讓我真正理解了生活中日常見到的電子的裝置的基本工作 12 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)比現(xiàn)成理論 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