DSB波的调制与解调

1、综合课程设计报告-DSB波的调制与解系 别：物理系业:*指导老师：*小组成员:*设计时间：2021年12月05日目录一、摘要2二、关键词3三、正文 4第一章设计总体思想1.1 系统框图1.2 DSB调制与解调根本原理1.3 模拟乘法器MC1496的工作原理1.4 DSB信号的调制电路1.5 DSB信号的解调电路第二章电路调试与仿真2.1 模拟乘法器MC1496的创立2.2 DSB调幅设计2.3 同步检波设计2.4 总电路图第三章电路安装与性能测试3.1 电路安装3.2 性能测试四、心得体会6五、参考文献7一、摘要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,接收机就可以别

2、离出所需的频率信号,不致相互干扰. 而要复原出被调制的信号就需要解调电路. 调制与解调在高频通信领 域有着广泛的应用,同时也是信号处理应用的重要问题之一, 系统的 仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证.本次设计我们就以振幅调制与解调为主,对 DSB波进行处理, 完成信号的发送和接收.在处理 DSB波的过程中,我们对正弦波的 调幅进行调制,并用同步检波进行解调.由于在调制和解调过程中, 有复杂的频率变换,所以根据 DSB波的性质,我们选用非线性器件两个模拟乘法器来组本钱设计的根本电路. 在检波之后产生 很多新频率,我们用一个低通滤波器把不符合要求的频率滤除, 取出 我们需要的频率,这样我

3、们就完成了 DSB波的发送和接收原理设计.Multisim软件广泛用于数字信号分析,动态仿真,本课题利用软 件对DSB调制解调系统进行模拟仿真,利用100KHz正弦波对10KHz 正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱 分布,了解及掌握DSB调制解调系统的性能.接下来我们需要验证这个设计的可行性,即输入适宜的调制信号 和载波信号进行仿真,看我们的设计是否符合要求.二、关键字：信息传输调制调解DSB波模拟乘法器同步检波器 Multisim软件三、正文第一章设计总体思想1.1 系统框图低通滤波器图1-1总体设计框图DSB波的调制和解调总的来说分为三大局部：(1)模拟乘法器1用

4、于调制局部,即在传送信息的一方所要传送的较低频率的信息附加在载波上；(2)模拟乘法器2用于解调局部,即将调幅信号中的原信号取出来；(3)低通滤波器滤除从检波器解调出来的无用频率分量,取出所需要的原调制信号.将三个模块连在一起,就完成了整个 DSB波的发送和接收.1.2 DSB调制与解调原理调制原理DSB调制属于幅度调制.幅度调制是用调制信号去限制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律而变化的过程.设载波信号u/t)=UcCOSwt,调制信号uQ(t) =U Q cos Qt根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为：u(t)=UC(1+macos?t)coswCt=UCcoswct+1/

5、2U Cmacos(w+?) t+1/2Ucmacos(wc+?) t其中ma=KU?/UC,称调幅系数或调幅度,一般用表示.ma表征 载波受调制信号限制的程度.(ma越大,限制作用越大.)调幅波的表示式说明:(1)调幅波的频率为载波的频率；(2)调幅波的幅值随调制信号的变化规律而变.由以上表示式可见,在波形上,已调信号幅度随基带信号的规律 呈正比地变化；在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域 内的简单搬移.标准振幅就是常规双边带调制,简称调幅(AM).假设调制信号 u?(t)的平均值为0,将其叠加一个直流偏量后与载波相乘,即可形成 调幅信号.其时域表达式为:U(t)=m(t)cos(

6、t)AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三局部组成.AM 信号的总功率包括载波功率(Po=Uc2/2R )和边带功率 (Pwc+?=Pwc_?=ma2Po/4)两局部.只有边带功率才与调制信号有关, 也就是说,载波分量并不携带信息.因此, AM信号的功率利用率比 较低.图1-2 AM调制典型波形和频谱如果在AM调制模型中将直流去掉,即可得到一种高调制效率的 调制方式一抑制载波双边带信号(DSB-SC),简称双边带信号.其时域表达式为U(t)=Umcos(wc+ Q)t+cos(wc-Q)t它可以由载波信号和调制信号相乘得到：Ut=kUc(t)U Q(t)=kUcU Qcoswctcos?t

7、=KUcU Qcos(wc+ Q)t+cos(wc- Q)t/2 SDSB()H*i一O图1-3 DSB调制典型波形和频谱双边带在调制信号相位变化时,其高频振荡相位要发生突变.双边带由于失去载波,其包络线不能完全反映调制信号的实际变 化规律,使解调困难.与AM信号比拟,由于不存在载波分量,DSB信号的调制效率 是100%,即全部效率都用于信息传输.解调原理解调是调制的逆过程,其作用是从接收的已调信号中恢复原基带 信号(即调制信号),是振幅调制的逆过程,其实质是实现频谱的线 性搬移.解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调(包络检波)相干解调,也称同步检波,为了无失真地恢复原基带信号, 接收

8、端必须提供一个与接收的已调载波严格同步(同频同相)的本地载波(称为相干载波),它与接受的已调信号相乘后,经低通滤波器取出 低频分量,即可得到原始的基带调制信号.包络检波器就是直接从已调波的幅度中提取原调制信号,通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成.由于DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不 能采用简单的包络检波来恢复调制信号.DSB信号解调时需采用相干 解调(同步检波).n(t)Sm(t)I_sm(t)I_ffiamo(t)弋厂I滤波器滤波器.小厂cos ct图1-4 DSB相干解调性能分析模型设解调器输入信号为Ui(t)= AUcmU Qmcoswctcos?t与相干载波 U

9、r(t)=U r mcoswt wr=wc相乘后,得 U (t) =,Ui(t) Ur(t)=AUcmU QmUr mcos2wctcos?t + cos?t/2经低通滤波器后,输出信号为：UO(t)=AUcmU Qmcos?t/21.3 模拟乘法器MC1496的工作原理调制解调的实质是频率变换,而模拟乘法器是实现频率变换的常 用器件.模拟乘法器具有频带宽、性能好、外接电路简单等优点.二象限模拟相乘器的的根本原理电路如下所示:周口好R,口 = fl仅n rT g 21T ,卜=rbV + U+/?) (l + /?-jBE3根本电路是一个恒流源差分放大电路,不同之处在于恒流源管VT3的基极输入

10、了信号Uy(t),即恒流源电流Io受Uy限制.吉尔伯特乘法器吉尔伯特乘法器是一种四象限乘法器,也是大多数集成乘法器的根底电路.根本电路如以下图所示：MC1496型集成模拟乘法器%叫百一6拟乘法器5% V6 fX乘涉再 一流流电路&、%、网流源基准/、%T供而4?IA负反应扩大口丫的线性初春范圉生“=而产=岳父卬髓系数K=上其中,4可如二0比mV ? - - Ruv=(V6-V8)2V ,12V=(V8-V1)2.7V , 12V=(V1-V5)2.7V ,静态偏置电流确实定静态偏置电流主要由恒流源Io的值来确定,当器件为单电源供 电时,引脚14接地,5脚通过一个电阻Rs接正电源Vcc,由于Io

11、/2 是Is的镜像电流,所以改变电阻 Rs可以调节Io的大小,即：Io/2 Is=Vcc-0.7V/(Rs+500)当器件双电源供电时,引脚14接负电源,5脚通过电阻Rs接地, 因此改变R5,也可以调节Io的大小,即Io/2 Is=|-Vee|-0.7/(Rs+500)1.4 DSB信号的调制电路to ii 6* 1 HL7_图1-8 MC1496构成的振幅调制器电路其中载波信号Uc经高频耦合电容C2从ux端输入,C3为高频 旁路电容,使8脚接地.调制信号Uq经低频耦合电容C1从uy端 输入,C4为低频旁路电容,使4脚接地.调幅信号U.从12脚单端输出.器件采用双电源供电方式,所以5脚的偏置电

12、阻R5接地,可计算出器件的静态偏置电流I5或Io,即脚2与3间接入负反应电阻RE,以扩展调制信号的U.的线性动态范围,RE增大,线性范围增大,但乘法器的增益随之减少.电阻R6、R7、R8及RL为器件提供静态偏置电压,保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态.R1、R2与电位器RP组成平衡调节电路,改变 RP可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制1.5 DSB信号的解调电路1C 21M匚1496图1-9 MC1496构成的同步检波器电路其中ux端输入同步信号或载波信号 Uc, uy端输入已调波信号Us.输出端接有由R11与C6、C7组成的低通滤波器及隔直电容 C8, 所以该电路对有载

13、波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调.第二章电路调试与仿真2.1 模拟乘法器MC1496的创立mi L ：工.9： - ：IPB： OXI1010工012 5 4 5 6 7o O.o 0 0cI I I I I I I1014101310121011IG1010910310141013 LQ121011I01Q 109 108MC14962.2 DSB调幅设计：RRR52H51C12：1皿 uF ;R15 *阳510 :：El-v/l 怕 liOTiR1H 源IAW6.8kfi; r 1XIini J I0S14IQI ,血?int- - ionI01 - lUMI工醒- !laieIDA J 1Q)1081363313TH1糜,Tk47uF14 V19WQinVim 主k600kMz3 T.201fl.一:R51.：:OLrclO-ITI -5Q12V2.3 同步检波设计- UDt -