振幅调制器的设计.doc

第 1 页 共 15 页 学生论文 设计 书 题 目 MC1496 振幅调制器的设计 院 系 培黎工程技术学院电子工程系 班 级 电子信息 103 班 姓 名 高 宏 涛 学 号 20100604050304 日 期 2010 年 12 月 第 2 页 共 15 页 目录目录 一一 1 摘要 摘要 3 二 振幅调制原理与总体方案二 振幅调制原理与总体方案 3 1 振幅调制产生原理 3 2 各种调幅电路方案分析 4 1 标准调幅波 AM 产生原理 4 2 双边带调幅 DSB 产生原理 5 三 电路工作原理及设计说明三 电路工作原理及设计说明 6 1 标准调幅波产生电路 7 1 工作原理图 7 2 电路的主要器件选择与参数选择 7 2 双边带调幅波产生电路 7 1 工作原理图 7 2 电路的主要器件选择与参数选择 7 四 电路性能指标的测试四 电路性能指标的测试 8 1 标准调幅波 AM 电路功能测试 8 1 普通调幅波电路测试 8 2 傅立叶结果分析 9 2 双边带调幅波 DSB 电路功能测试 11 1 双边带调幅波电路的测试 11 2 傅立叶结果分析 12 五 个人总结五 个人总结 13 六 参考文献六 参考文献 13 附录附录 I 元器件清单元器件清单 14 第 3 页 共 15 页 MC1496MC1496 振幅调制器的设计振幅调制器的设计 高宏涛 兰州城市学院电子信息科学与技术 103 班 摘要摘要 传输信息是人类生活的重要内容之一 利用无线电技术进行信息传输在这些 手段中占有极重要的地位 无线电通信 广播 电视 导航 雷达 遥控遥测 等等 都是利用无线电技术传播各种不同信息的方式 无线电通信传输语音 点吗或其他信号 无线电广播传输语言 音乐等 电视传送图像 语言 音乐 导航是利用一定的无线电信号指引飞机或船舶安全航行 以保证他们能平安到 达目的地 雷达是利用无线电信号的反射来测定某些目标 如飞机 船舶等 的方位 遥测遥控则是利用无线电技术来测量远处或运动体上的某些物理量 控制远处机件的运行等 在以上这些信息传递的过程中 都要用到调制 所以 选择调制作为我课程设计的题目具有很大的实际意义 关键字关键字 振幅调制 MC1496 乘法器 载波 调制 正文正文 一 引言 一 引言 调幅电路又称幅度调制电路 是指能使高频载波信号的幅度随调制信号 通常是音频 的规律而变化的调制电路 幅度调制电路有多种电路型式 现 介绍一种简易的振幅调制电路 该电路的载波由高频信号发生器产生 经放大 后和调制信号经乘法器后 输出抑制载波的双边带调幅波 输出的双边带调辐 波与放大后的载波再经过相加器后 即可产生普通调幅波 本课题其理论意义十分广泛且重要 涉及方面广 而且对电路基础 模拟 电子线路 通信电子线路中的一些基础知识要求较高 对以往学过的知识是一 次全面的复习 同时也将理论知识应用到设与计与实践中 二 振幅调制原理与总体方案二 振幅调制原理与总体方案 1 1 振幅调制产生原理 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 第 4 页 共 15 页 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 设正弦载波为 cos 0 tAtc c 式中 A 为载波幅度 为载波角频率 为载波初始相位 通常假设 0 c 0 0 调制信号 基带信号 为 根据调制的定义 振幅调制信号 已调信 tm 号 一般可以表示为 cos ttAmts cm 设调制信号的频谱为 则已调信号的频谱 tm M tsm m S 2 ccm MM A S 2 2 各种调幅电路方案分析各种调幅电路方案分析 1 1 标准调幅波 标准调幅波 AMAM 产生原理 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 工作原理如图 2 1 图 2 1 标准调幅波产生原理框图 设载波信号的表达式为 调制信号的表达式为tutu cmc cos 则调幅信号的表达式为tutu cmc cos 乘 法 器 加 法 器 标准调幅波 基带调制信 号 高频载 波 第 5 页 共 15 页 ttmutu ccm cos cos1 0 tmutmutu cmccmccm cos 2 1 cos 2 1 cos 式中 m 调幅系数 m cmm uu 载波信号 m u 上边带信号tmu ccm cos 2 1 下边带信号tmu ccm cos 2 1 图 2 3 标准调幅波示意图 由图2 3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 2 双边带调幅 双边带调幅 DSBDSB 产生原理 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 tmutmutu cmccm cos 2 1 cos 2 1 0 ttmu ccm coscos 乘法器 载波信号 调制信号 双边带调幅信号 第 6 页 共 15 页 图 2 3 双边带调幅波框图 工作原理如下图 图 2 4 图 2 4 MC1496 模拟相乘器调幅电路图 其中 可变电阻 RP 是用来抑制载波信号的 若要得到双边带调幅波 在调制信 号为 0 的基础上 调节 RP 使输出端的载波信号电压值为 0V 然后再加上调 制信号 此时输出的则是抑制载波的双边带调幅 而标准调幅波的工作原理 调节 RP 使其不抑制载波信号 在调制信号为 0 的 基础上 调节 RP 使输出端有载波信号电压输出 其幅值可根据需要而自行调 节 而本电路中 将输出端的载波信号幅度调成为 6V 然后再加上调制信号 经乘法器后 输出有载波的标准调幅波 第 7 页 共 15 页 图 2 5 双边带调幅波示意图 三 电路工作原理及设计说明三 电路工作原理及设计说明 1 1 标准调幅波产生电路 标准调幅波产生电路 1 工作原理图如图 3 1 图 3 1 标准调幅波电路图 2 电路的主要器件选择与参数选择 f1 100KHz f2 10KHz 幅度值为 5V F 1KHz 的正弦波 交流电压源 输出正 弦波 V1 5V 峰峰值 无明显失真 模拟乘法器 A1 示波器 XSC1 2 2 双边带调幅波产生电路 双边带调幅波产生电路 1 工作原理图如图 3 2 第 8 页 共 15 页 图 3 2 双边带调幅波产生电路图 2 电路的主要器件选择与参数选择 输入信号 f1 100KHz f2 10KHz 幅度值为 5V F 1KHz 的正弦波 输出信号 5V 峰峰值 无明显失真 模拟乘法器 A1 示波器 XSC1 电阻 750 50 电感 1 395 4 284 338 4 6 059 mHH H H 电容 541 4 1 663 382 8 6 855 nFnFnFnF 四 电路性能指标的测试四 电路性能指标的测试 1 1 标准调幅波 标准调幅波 AMAM 电路功能测试 电路功能测试 4 1 1 普通调幅波电路测试 仿真电路如图 4 1 第 9 页 共 15 页 图 4 1 AM 调幅波仿真图 标准调幅波也称普通调幅波或正常调幅波 即高频信号的振幅按照低频信 号的瞬时值变化 其理想波形如图 4 2 第 10 页 共 15 页 图 4 2 标准调幅波示意图 由波形可以估算出 其调幅度大约为 50 4 1 2 傅立叶结果分析 如图 4 3 图 4 4 图 4 5 图 4 3 AM 调制信号的傅里叶分析 maxminoCCo a CC UUUU m UU 第 11 页 共 15 页 图 4 4 AM 高频载波的傅里叶分析 图 4 5 AM 调幅波傅立叶分析 调幅比例为 1 第 12 页 共 15 页 2 2 双边带调幅波 双边带调幅波 DSBDSB 电路功能测试 电路功能测试 4 2 1 双边带调幅波电路的测试 仿真电路如图 4 6 所示 图 4 6 DSB 调幅波仿真图 双边带调幅 将调幅波中的载频分量抑制掉 仅将上 下边带向外发送 又称为抑制载波的双边带调幅 其理想波形如图 4 7 所示 图 4 7 DSB 调幅波示意图 由调制信号的波形与其包络比较后得到以下结论 双边带调幅波的包络已经不 能反映调制信号的变化规律 第 13 页 共 15 页 2 傅立叶结果分析 如图 4 8 图 4 9 图 4 10 图 4 8 DSB 调制信号的傅里叶分析 图 4 9 DSB 高频载波傅里叶分析 第 14 页 共 15 页 图 4 10 DSB 调幅波傅立叶分析 五 个人总结五 个人总结 在这一周的时间里我在做 1496 振幅调制器的设计 在这一过程中 真切 感觉到自己知识能力的匮乏 好多东西都只是知道一些皮毛 真正搞懂会应用 的东西很少 或许一个人的进步需要一个缓慢的过程 在过程中需要不断地借 鉴 学习 汲取别人的东西 同别人的成果中攫取知识和营养 然后把它变成 自己的东西 收获之一是不做系统或者东西 许多细小的环节是注意不到的 而这诸多 环节往往影响你整个系统的正常运转 这可真应验了那句话 细节决定一切 总之 在这次课程设计的制作的过程中学到了很多东西 能力也有相应的 提升 六 参考文献六 参考文献 1 张肃文 高频电子线路 第四版 北京 高等教育出版社 2008 年 2 樊昌信 曹丽娜 通信原理 第六版 北京 国防工业出版社 2007 年 3 李文忠 苏玉娜 通信基本电路实验指导书 河南理工大学 4 黄扬帆 高频电路实验 重庆 重庆工业出版社 2007 年 5 王冠华 Multisim10 电路设计及应用 北京 国防工业出版社 2008 年 第 15 页 共 15 页