振幅调制与解调_高频课程设计.doc

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 振幅调制与解调初始条件：计算机、multisim软件 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周2、技术要求：（1）学习multisim软件。（2）设计一个振幅调制与解调电路。（3）利用multisim软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。3、查阅至少5篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：l 2014.9.18 下达任务书l 2014.9.19-9.26 根据要求设计电路，在计算机上仿真，并撰写课程设计报告书；l 2014年9月28日上午，鉴主13楼实验室答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录摘要IAbstractII1振幅调制原理分析12 AM调制电路23 包络检波原理24 检波器的失真34.1 惰性失真34.2 底部切削失真35振幅调制的仿真46调制信号解调的仿真66.1包络检波电路图66.2 无失真解调66.3 惰性失真76.4底部切削失真77 小结8参考文献9武汉理工大学高频电子线路课程设计说明书摘要本文是振幅调制与解调的原理分析与multisim13的仿真实现，其中包括其调制与解调的基本原理、数学定义、电路框图、仿真原理、仿真波形及其在现代通信领域的重要性，调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰。这也是在同一信道中实现多路复用的基础。本文详细讲述了电压调制系数的定义、计算、及其对调制与解调结果的影响，最后对解调的两种失真，惰性失真和负峰切割失真，进行了深入的分析并给出了减小这种失真的办法。关键词:Multisim13，调幅电路，仿真AbstractThis paper is the principle of amplitude modulation and demodulation analysis and 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 modulation 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 words: amplitude modulation, AM signal demodulation, multisim simulationII1振幅调制原理分析振幅调制(AM), 就是用调制信号U去控制高频载波信号Uc的振幅,使载波信号的振幅按照调制信号U的规律变化。即已调制信号UAM变化的周期与调制信号U的周期相同，且幅度的变化与调制信号的振幅成正比。全载波AM信号的标准形式为 式1-1其中ma为电压调制系数，又叫电压调制度，反映了载波振幅受控的强弱程度，一般ma值越大调幅越深。当ma=1，最大调幅，当ma1,过调幅。实际中应该使ma小于或等于1.由定义可得 式1-2其中Umax表示调幅信号的最大振幅，Umin表示调幅信号的最小振幅。AM调制信号波形如下图所示： 图1.1 AM调制波形2 AM调制电路全载波振幅调制电路的模型如下图所示： 图2.1 AM调制电路原理图3 包络检波原理振幅解调是振幅调制的逆过程，从频谱的角度看就是将有用信号从高频段搬到低频段。而要完成频谱搬移（有新频率产生），电路中必须要有非线性器件。一般情况下，AM波采用包络检波即峰值检波的方式实现解调。即包络检波就是从AM波中还原出原调制信号的过程。如下图所示： 图3.1包络检波原理图4 检波器的失真4.1 惰性失真在调幅波包络线下降部分, 若电容放电速度过慢, 导致uo的下降速率比包络线的下降速率慢, 则在紧接其后的一个或几个高频周期内二极管上为负电压, 二极管不能导通, 造成Uo波形与包络线的失真。由于这种失真来源于电容来不及放电的惰性, 故称为惰性失真。要避免惰性失真, 需要满足的条件是 式4-14.2 底部切削失真负峰切割失真又称为底部切割失真，这种失真是因检波器的交直流负载电阻不同引起的。为了取出低频调制信号，检波器电路加入C2和R2，电容C2应对低频呈现短路，R2是所接负载。当检波器接有C2和R2时，检波器的直流负载电阻RDC仍等于R1，而低频交流负载RAC等于R1与R2的并联，因为RDC不等于RAC，将引起底部失真。要避免负峰切割失真，应满足： 式4-25振幅调制的仿真振幅调制仿真电路如下图： 图5.1 振幅调制电路仿真图调制信号如图5.2所示，高频载波如图5.3所示： 图5.2调制信号 图5.3载波此时振幅等于偏置，调制系数为1。示波器输出如图5.4：图5.4 完全调制改变偏置值为50mv,此时ma1,是过调制状态。示波器输出如图5.5： 图5.5 过调制改变偏置为200mv，此时ma1.示波器输出如图5.6：图 5.6不完全调制6调制信号解调的仿真6.1包络检波电路图检波电路如下图，用信号发生器代替已调波，用示波器检测解调波波形。 图6.1 解调电路仿真图6.2 无失真解调解调无失真的条件是 式6-1已调波用信号发生器表示，设置调制度为0.5，示波器输出如图6.2所示： 图6.2无失真解调6.3 惰性失真改变R1*C1，产生惰性失真，如图： 图6.3 惰性失真6.4底部切削失真改变R1或R2的值，例如R2=1K，产生底部切削失真，如图6.4： 图6.4底部切割失真7 小结本次课程设计是基于Multisim13的对振幅调制和解调的仿真以及分析。振幅调制部分主要研究电压调制系数对已调波型的影响，解调使用了包络检波，研究了无失真解调的条件，惰性失真的条件和底部切割失真的条件，并都进行了仿真。振幅调制解调，在学习高频电子线路课程的时候已经进行过相关的研究，今天用Multisim13再次仿真，既学习了使用该软件，又加深了对振幅调制解调的理解。总之，这次课程设计是非常有必要的，对于理论知识和实际操作都有良好的作用。参考文献1曾兴雯,刘乃安.高频电路原理与分析（第四版）.西安电子科技大学出版社，2006.82樊昌信,曹丽娜.通信原理（第六版）,国防工业出版社,20103吴友宇.模拟电子技术基础.清华大学出版社，2009.54崔建明.