调幅和检波电路的设计仿真

1、浦江学院色子线路课程设计报告（2010 2011学年第二学期）班 级：学 号：姓 名： d指导教师： 朱晓梅2011年 6 月课程设计题目:调幅和检波电路的设计与仿真分析内容和要求：任务一普通调幅电路的设计与仿真分析1. 用模拟乘法器实现单频调幅。2. 用模拟乘法器实现多频调幅（要求调制信号含有三个频率）。 注：载波、调制信号的幅值及频率自定。任务二检波电路的设计与仿真分析利用任务一实现的单频调幅电路输出作为输入，用模拟乘法器和低通滤波电路实现同步检波。思考和练习：1. 单频调幅电路中改变直流电源的值，观测其对输出调幅波的影响。2. 同步检波电路中改变低通电路的参数，观测其对输出波形的影响。

2、报告要求：1. 给出设计过程及电路工作原理。2. 仿真电路原理图、仿真说明（参数设置）、仿真结果（波形）及频谱分析。3. 图表清晰、全面。设计内容(原理图以及相关说明、调试过程、结果)1.实现原理61z/6(qno500 qr2v85500 qmc1496型集成模拟乘法器14o-抵使用变跨导模拟乘法器由两个具有压控电流源的差分电路组成，称为双差分对模拟乘 法器，也 称为双平衡模拟乘法器。属于这一类的单片集成模拟乘法器有mc1496、mc1595 等。mc1496内部电路如上图所示。(1)调幅波的基本性质普通调幅(全载波调制)普通调幅是用需传送的信息(调制信号)“血)去控制高频载波如的振 幅，使

3、其随调制信号心的规律而变化。调幅时，载波的频率和相位不变，而振幅将随调制信号线性变化。若载 波信号为uc二ucmcoscm，调制信号为心。则普通调幅波的振幅为：= ucm + ka (f)式中，怎是一个与调幅电路有关的比例常数。内“称为包络函数，它反映了 心的变化规律。因此，调幅波的数学表达式为u.xm (') = ucm(t) cos coct = ucm + ka no (/) cos coct 单频调制若调制信号为单频信号，即ma）=%,cosd,则普通调幅波的数学表达式 为：uam （0 = ucm（ + tha cos sit） cos coct-ucm cos ca t +

4、 ucmma cos qf cos ca t=ucm cos （oct +uqm cos itucm cos （octucm= wc（z）+ 77wq（z）wc（z）（aucm（b - 3）u cm式中，ucmcqscoct为载波分量，不包含有用信息，调制信号的信息只包含在上下 边频加=色学 t/c畑cosqfcos血内。为调幅系数或调幅度，其值也可由调幅波包5络也“的最值求出ucm max ucm minma =ucm max+ ucm min （6一4）普通调幅波的波形如图6-1所示。可以看出，已调幅波的包络形状与调 制信号一样。从调幅波的波形上看出包络的最大值ucm max和最小值ucm

5、 min分别 为：ucm max = ucm( + hla)ucm min ucm( itla)普通调幅吋呢g, 般取加=（）3。如果加1,将会产生过调幅失真，其 波形如图6-2所示。由图可知，已调波包络形状与调制信号不一样，不能反映调制信号的变化规律。图6-1普通调幅波的波形图图6-2过调制调幅波形单频调幅电路图.仿真及频谱分析vcco v11925mvrms 2khz0。c3卄100nfr11a/a你;.r12-vac2 vcc1odse"3.9k；.g3|2昭2/19k:7.9 r 3 l>q7r10vw1klvccvfc"12v200mvrtns 100kho

6、56o:q12n22192219j_vee -8v9 oscilloscope-xscl spectrum analyzer-xsa3kh;1.000 khz| start stop |channel a c2t b cby c chanel d reverse | sbowref |阳5 rsrgndfspan control| 汩 3sn no span | f5 span |frequencyampiitu"| db dbm| ur p 阳resection freqjdsurt1khzcenterkhzendkhxsp»n|loo spectrum analyttr

7、-xalswn|!itkhx101ibhf"7ereve<w|sm jtimebasele|loou&divchannel、scale |hmv/d,*仏tnjgeresge 7*欣x position |0 yj a>b|afb|y ponton |-1.6b*cacjjjfdc jj t?c (level |o| vsr; nor.| ajto|none 吓 &1| 多频调制若调制信号为多频信号，即uq (0 = ulmcos ql/ + ucim2cos £12/ + + uilmncos int则普通调幅波的数学表示式为:uam (/)

8、= ucm( 4-maj cos q/) cos ca t>1ucmcos co( t内。式中，maj = kaunj/ucrn为对第/个调制信“ 号的调幅系数; 载波分量，有用信息包含在边带分量ucn maj cos q./1) cos (octj=l实际上，调制信号是包含多个频率的复杂信号，如调幅广播所传送的语 音信号频率约为50hz至4. 5khz，调制后，各个语音频率产生成对等幅上、下 边频，迭加后形成上、下边频带。从频率角度看，调幅过程实质上是一种频谱搬移过程。经过调制后，调 制信号的频谱由低频被搬移到载频附近，成为上、下边频带。多频调幅电路图、仿真及频谱分析vccc v3vc

9、c25mvrmss )*1 khz17.912v25rnvrrns(s)2khz100nfr12q3q72 卜&2 j 9|2n221200mvrtns 1ookh oja眾代1775儿'50kt1«ey=a «)%q1132m2219_lq22219r1r4 68k；.vee-8v100nfq5r1owv1klvcc匸r51k!斗i3h2219lr2 550°ls3呀 oscilloscope-xscl岫乡 spectrum analyzer-xsalspan octroiendfrtqueocys0>npxampfatudf 亦| un

10、|1khx51khzkhzstartkhzrsngopo i 毎dwrtf(0|阳resolten fe.khz1000 khz| sun slop | |?伽纸时 sbzr材 |_ -t窃 spectrum analyzer-xsa2231 000 khz65 717 d8 . |input (lowkhz -140 000 d8 »span 8| span-frequencyampkudedb dm lin |entespan 1100 khzstankhz* spectrum analyzer-xsa3center 151 endpo?khzkhzrangcflo | dbdv

11、ref| dbresouton freqkhz1 000 khzinput (ttfqgef c(2)检波器同步检波器又称为相干检波器，常由模拟乘法器和低通滤波器lpf组成。因此这种电路有时也称为模拟相乘检波器，其原理图如图所示。同步检波器原理图设均为单频正弦信号调制的调幅波，而同步电压冷= (/”cos©。坷为普通调幅波ul (t) = ujm( + ma cos qr) cos coct则乘法器的输出电压为=心“叩)=心%(1 +叫 cosq/)cos2 a)ct=-kmumiuim + -makmujjim cos qt + -makmurmubn cos 2coct + 叫

12、kj” cos(2© +q" +扭心人几 cos(2© -q"可见，七中含有0、f、2£、2£±f频率分量，经过lpf滤去2£、2fc ± f 分量，再阻隔直流后，就得到叫(z)= | 叫 kmu皿 cos qr = ug cos qf式中，%,£叫心。可见，以)已恢复出了原调制信号。检波器的传输 系数k厂告厂+心u”叫u渝2幻为双边带调幅信号若uj(r) = maujm cosq.tcosa)ct,分析得到，叫与k”的表达式与普通调幅波相同：uo(0 = |叫心u从 cosqr = u“ co

13、sqr 幻为单边带调幅信号 设妁为上边带调幅信号，即均(/) = mauim cos(© + q)r则检波器的输出为叫=-叫心 u4 cos q/ = ug cos qr 式中，um冷叫心u”。检波器的电压传输系数为综上所述，同步检波器可用于各种调幅信号的检波。用模拟乘法器f1596组 成的同步检波器如图所示。f1596组成的同步检波器±c2±：100nf200 100 oianvrms<750：-r6550k；,lvdd16178 1lr71ba157gp12v100nfjn17117>r12 【600；.q58201c4is：101o0nfrn171n17112n1711n1711cnfjj-aaa-.57gp 501儿_rr27*12vr26c7 口dn15nfmiir2-2n171110k；.实验小结通过本次电子课程设计实验，我掌握了用模拟乘法器构成单频调幅