高频课程设计--AM和DSB振幅调制器的设计.doc

1 课程设计课程设计 班班 级 级 姓姓 名 名 学学 号 号 指导教师 指导教师 成成 绩 绩 线路线路高频高频 课程设计报告课程设计报告 电子与信息工程学院电子与信息工程学院 信息与通信工程系信息与通信工程系 1 目录目录 一 摘要摘要 2 二二 振幅调制原理 振幅调制原理 3 2 1 振幅调制产生原理 3 2 22 2 AMAM 和和 DSBDSB 调幅电路调幅电路 4 4 2 2 1 标准调幅波 AM 产生原理 4 2 2 2 双边带调幅 DSB 产生原理 5 三 三 MULTISIMMULTISIM 中中电路电路的的工作原理及工作原理及参数选取参数选取 6 3 1 标准调幅波 AM 的实现 7 3 1 1 Multisim工作原理图 7 3 1 2 电路的主要器件选取与参数选择 7 3 2 抑制载波的双边带调幅波 DSB 的实现 8 3 2 1 Multisim 工作原理图 9 3 2 2 电路的主要器件选取与参数选择 9 四四 个人总结 个人总结 12 五五 参考文献 参考文献 13 2 AM 和和 DSB 振幅调制器的设计振幅调制器的设计 摘要摘要 调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化 也就是说 通过用调 制信号来改变高频信号的幅度大小 使得调制信号的信息包含入高频信号之中 通过天 线把高频信号发射出去 然后就把调制信号也传播出去了 这时候在接收端可以把调制 信号解调出来 也就是把高频信号的幅度解读出来 就可以得到调制信号了 调幅波的形成早起 VHF 频段的移动通信电台大都采用调幅方式 由于信道衰落会使 模拟调幅产生附加调幅而造成失真 目前已很少采用 调频制在抗干扰和抗衰落性能方 面优于调幅制 对移动信道有较好的适应性 高频信号的幅度随着调制信号作相应的变 化 这就是调幅波 由于高频信号的幅度很容易被周围坏境所影响 所以调幅信号的传 输并不十分可靠 在传输过程中也很容易被窃听 不安全 所以现在这种技术已经比较 少被采用 但简单设备的通信中还有采用 比如收音机中的 AM 波段就是调幅波 我们 可以和 FM 波段的调频波相比较 可以看到它的音质和 FM 波段的调频波相比会比较差 原因就是它更容易被干扰 关键字关键字 振幅调制 MC1596 乘法器 载波 调制 3 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 振幅调制原理二 振幅调制原理 2 12 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 c 为载波角频率 0 为载波初始相位 通常假设 0 0 调制信号 基带信号 为 tm 根据调制的定义 振幅调制信号 已调信号 一般 可以表示为 cos ttAmts cm 2 22 2 AMAM 和和 DSBDSB 调幅电路调幅电路 4 2 2 12 2 1 标准调幅波 标准调幅波 AMAM 产生原理 产生原理 图 2 1 标准调幅波产生原理框图 设载波信号的表达式为tutu cmc cos 调制信号的表达式为 tutu cmc cos 则调幅信号的表达式为 ttmutu ccm cos cos1 0 tmutmutu cmccmccm cos 2 1 cos 2 1 cos 式中 m 调幅系数 m cmm uu m u 载波信号 tmu ccm cos 2 1 上边带信号 tmu ccm cos 2 1 下边带信号 基带信 号 高频载 波信号 模拟乘法 器 加 法 器 调幅 信号 高频载 波信号 5 图 2 2 标准调幅波示意图 由图2 2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 22 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 6 tmutmutu cmccm cos 2 1 cos 2 1 0 ttmu ccm coscos 图 2 3 双边带调幅波框图 图 2 4 双边带调幅波示意图 三 电路工作原理及参数选取三 电路工作原理及参数选取 工作原理图如图所示 工作原理图如图所示 基带信 号 高频载 波信号 模拟相乘 器 带通滤波 器 DSB 信 号 7 图 3 1 MC1596 内部结构图 图 3 2 乘法器调制器电路 3 13 1 标准调幅信号的实现标准调幅信号的实现 8 首先用示波器观察调制信号与高频载波的仿真波形 图 3 3 调制信号 9 图 3 4 高频载波信号 然后在输入端输入 f 1kHz 的正弦调制信号 调节 通过示波 tuFmvVPP200 2t R 器观察使其输出信号幅度最小 这时载波输入端的直流分量可近似为 0 然后在输入端 加 100kHz 的载波信号 调节 使万用表的电压 V 0 1v 改变端所加调制信号 1t R tuF 的幅度 30mv 打开仿真开关示波器输出波形如图所示 pp V 图 3 5 电压表示数 10 图 3 6 标准调幅波波形 11 图 3 7 标准调幅波波形 测量输出信号的电压峰峰值 B 612mv 和电压谷谷值 A 315mv 调幅度 可看出调幅波幅度的变化量随调制信号波形的变化呈线性变化 132 0 315612 315612 a m 当改变调制信号的幅度 其余参数不变 示波器得到的波形如图所示 可看mvVPP120 出调幅波的包络变化与调制信号不再相同 产生了失真 这就是过调制现象 所以我 们要求普通调幅的调制系数必须不能大于 1 图 3 8 全载波过调制波形 3 2 抑制载波双边带信号的实现抑制载波双边带信号的实现 调节 使电压表示数为 0v 在输入端所加载波信号不变 在输入端加 1t R tUc tuF f 1000Hz 的正弦调制信号 运行仿真开关可得示波器波形如图所示 mvVpp200 12 图 3 9 抑制载波双边带调幅波形 由图可看出双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化 但其包络不再反映调制信号 波形的变化 而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相 即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了 180 的突变 这种只发射边带不发射载 波的抑制载波双边带调幅波克服了普通调幅波功率利用率低的缺点 改变参数偏离 2t R 50 调整至 75 示波器显示波形如图所示 13 图 3 10 DSB 失真波形 从图中可看出抑制载波双边带调幅信号发生了失真 这是因为当 Rt2 偏离 50 后 相当给载波信号输入端叠加了一个直流分量 这样就出现了正负幅值不相等的输入信号 所以调幅波也出现了上下不对称的 DSB 波形 四 个人总结四 个人总结 在这一周的时间里我在做 AM 和 DSB 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 另外 在这次课程设计最后也发现了不足之处 比如 在形成 D