AM和DSB振幅调制器的设计.doc

1.设计要求AM和DSB振幅调制器的设计设计要求：用模拟乘法器设计一个振幅调制器，使其能实现AM和DSB信号调制。 主要指标： 1. 载波频率：465KHz 正弦波 2. 调制信号：1KHz 正弦波 3.输出信号幅度：3V（峰-峰值）无明显失真 2.原理分析2.1振幅调制产生原理 所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。2.2标准调幅波（AM）产生原理 调制信号是只来来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波.工作原理如框图所示。基带调制信号标准调制波加法器乘法器高频载波设载波信号的表达式为： 调制信号的表达式为： 则调幅信号的表达式为：式中，m调幅系数，m=标准调幅波示意图如下： 由图可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。2.3双边带调幅（DSB）产生原理 在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由便在传送。如果在AM调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式抑制载波的双边带调幅波双边带调幅波的表达式为： 工作原理如框图所示：调制信号乘法器 双边带调幅信号载波信号波形图： DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负半周时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利用率高于AM波。3.电路选择 这两种信号都有一个调制信号和载波的乘积项，所以振幅调制电路的实现是以乘法器为核心的频谱线性搬移电路。调制分为：低电平调制：先调制后功放，主要用于DSB、SSB以及FM信号。高电平调制：功放和调制同时进行，主要用于AM信号。高电平调制分为 1.集电极调幅电路 2.基极条幅电路因为要实现两种AM和DSB的振幅调制，所以我们选择低电平调制电路低电平调幅电路通常分为1.二极管调幅电路 2.集成模拟乘法器调幅电路在这里我们选择第二种方法，集成模拟乘法器调幅电路我们选择的集成模拟乘法器是MC1496。内部电路图如下所示：引脚图如下所示：由于仿真软件中没有MC1496所以我们自己画了MC1494的内部电路图，做成一个芯片，如下图所示：4. 参数设置 由于参数主要是MC内部电路的参数，经过查元件手册都能够得到，我们在这里就不再赘述了。 由于最后需要达到3V以上的峰峰值我们需要在最后输出端加一级放大级。参数计算如下：我们选用的放大级三极管是BC369，其值为85，我们取Ic为1mA， R17=1k。R16=Vcc-Vce- R17*Ic=10，VEQ=IcR16=10mV， VBQ=VEQ+Vbes=910mV，(R21)ll(R19)=VBQ/(6Ibq)= 27.27k ，分别取R21、R19为50 k、60 k，因为VBQ/Vcc=(R21)ll(R19)/(R21)ll(R19)+R18，所以 R18=120k.5. 仿真电路和结果仿真电路图如下波形图如下：（1） DSB波形图（2） AM波形图（3）峰峰值6. 结果分析 可以看出最后的结果符合题目要求。通过调节Rw我们可以调制出DSB振幅调制信号和AM振幅调制信号。最后通过最后放大级峰峰值也能够达到要求7.心得体会这次制作相对前面而言还是较为顺利的。主要是不需要太多的参数计算和调制。从书上摘录了MC1494的内部电路图我们就可以直接画出电路图。但是在得到最后结果之前我们还是经历了一定的困难。一开始总是不能很好地调制出DSB调制信号。还有就是峰峰值不能够达到要求。没有接最后一级放大之前峰峰值只有467mA左右远远小于最后的结果。 本次设计由于基本都是固定参数，所以计算量比较少，我们主要精力用在仿真部分。一开始我不知道自己搭建的乘法器可以制作成一个芯片，于是整个电路图看起来很庞大且复杂，最终我们采用了董涛同学的仿真图。在最初的仿真中我们并没有加放大部分，发现峰峰值达不到要求时，我们才决定加三极管放大。但该三极管的选型也需要好好斟酌一下：放大倍数较小则达不到要求，过大则会带来失真，