北京交通大学电信学院通信电子线路课程研讨汇总

北京交通大学电信学院通信电子线路课程研讨汇总振幅调制与检波仿真实验报告班 级： 通信姓 名：学 号：指导教师： 路勇实验日期： 2012.11.28实验名称：振幅调制与检波电路仿真一、实验目标理解AM、DSB和SSB信号调制与解调的原理通过使用EWB或multisim的仿真，更好的理解振幅调制与检波电路的实现方法二：实验原理及内容AM信号的调制解调原理AM信号是载波信号振幅在Vm0上下按输入调制信号规律变化的一种调幅信号，表达式如下：vo(t) Vm0 kau (t)coswct由表达式可知，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图 AM为相乘器的乘积常数，A为相加器的加权系数，且A k,AMAVcm ka2.DSB信号的调制解调原理DSB是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。双边带调制信号的包络已不再反映 u(t)的变化，但它仍保持频谱搬移的特性，因而仍是振幅调制波的一种。双边带调制表示为： u0(t) kau (t)coswct双边带调制信号组成模型：DSB调制器模型图：其中，设正弦载波为 c(t) Acos(ct 0)式中，A为载波幅度； c为载波角频率； 0为初始相位（假定 0为0）。双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图所示：3.SSB信号的调制解调原理SSB是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。单频时的SSB信号仍是等幅波，但它与原载波电压是不同的。SSB信号的振幅和调制信号的幅度成正比，它的频率随着调制信号频率的不同而不同，因此它含有消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同，在单频调制时，它们的包络都是一个常数。二、实验设计与实验方法普通AM调幅信号波形及产生、调制与解调AM信号表达式： vo(t)Vm0kau(t)coswct设调制信号为： u(t)=EcUMcost载波电压：uc(t) UcMcoswct普通振幅调制信号：us(t) K(ECUcMcost）UcMcoswctKUcM(EC+UMcost)coswct=KUcMEc(1 Macos t)coswct=US(1 Macos t)coswct其中,Ma UMEC称为调幅系数(或调制指数)，其中0＜Ma≤1。 Ma均值为0.3.当Ma＞1时，在 t 附近，uc(t)变为负值，它的包络已不能反映调制信号的变化而造成失真， 通常将这种失真成为过调幅失真， 此种现象是要尽量避免的。AM调幅信号的波形电路如图所示：：XSC1XSC2ExtTrig+ExtTrig_+A_+_+_AB__++A1YCV2XA2Vpk0.2V/V0VB1kHzV10°Vpk30kHz0°V34V

A2D1 C2DIODE_VIRTUAL 50μFV/VVC3C1R1R320nF20kΩ20nF10kΩ乘法器组成的普通调幅(AM)电路普通调幅（AM）信号的解调解调（Demodulation）是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，简称检波电路（Detector），它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号来。对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器。DSB信号信号波形及产生、调制与解调设载波电压为：uc(t) UcMcoswct调制信号为：u(t) UMcos t经过模拟乘法器 A1后输出电压为抑制载波双边带调制信号，其数学表达式为：u(t)Kuc(t)u(t)=KUcMcoswctUMcost=KUcMUMcos(wc)tcos(wc)t2XSC1XSC2V6ExtTrigExtTrig++__15VABA+_+_+_+_715U2V43A1R36Y15V2A2XV210kΩY715R1LM741CNU14V7100mV/V0VX35VpkV31kΩ1kHzV16100mV/V0V0°15V5Vpk2R45VpkLM741CNR510kHz10kHz10kΩC14V50°0°10kΩ22nFJ115VV8R25V15kΩKey=A解调过程：双边带调幅波的电压 u(t)可表示为：u(t) KUcMcoswctUMcos t UM u(t) coswct本机载波电压为：uc(t) UcMcoswct解调波的表达式：up(t)Kuc(t)u(t)=KUcMcoswctUMcost=KUcMUMcos(wc)tcos(wc)t23.SSB信号信号波形及产生、调制与解调单边带调制（SSB）信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中，直接将一个边带抵消而成的。单频调制时，uDSB(t) kuucSSB信号的表达式为：取上边带：uSSB(t)Ucos(C取下边带：uSSB(t)Ucos(C

)t)tU U UC抑制载波的单边带调幅（ SSB）信号仿真电路图设计：V615V7153A16YR3U2X2V210kΩ4LM741CN100mV/V0V5VpkV71kHzV10°15V5VpkR510kΩ10kHz0°R48kΩC24U3A3A320nF1Y2XLM324NVCC100mV/V0V5VV8R65Vpk15kΩ10kHz90°

XSC2ExtTrig+_AB+_+_J1 A2YXKey=AV3200mV/V0V5Vpk10kHz0°A4CAB1V/V0V

XSC1ExtTrig+_AB__++V415V715R1315kΩU162LM741CNC14V522nFVR215kΩXSC3ExtTrig+_B_+_四、实验分析1.AM信号MaUM调幅指数EC=0.5，高频载波信号的振幅随着调制信号的振幅规律变化，即已调信号的振幅在Ec上下按输入调制信号规律变化。输出波形和输入调制信号波形为：普通调幅（AM）电路的输入波形（上）和调制信号波形（下）MaUM若将图中调制信号电压的幅值改为4V，则调指数EC=1，这时电路输出的曲线的包络恰好为调幅曲线，其仿真结果如图所示：调幅电路恰好调幅(M=1)时的调制信号（上）及其输出波形（下）MaUM若将图中调制信号电压的幅值改为12V，则调制指数EC=3,Ma>1,这时电路输出的曲为过量调幅曲线，仿真结果图所示：调制电路过调失真(Ma>1)时的输出波形已调波的包络形状与调制信号不一样，产生了严重的包络失真，这种情况称为过调失真，在实际应用中应尽量避免。普通调幅（AM）信号的解调二极管包络检波器。解调调幅波时，二级管总是在输入信号的每个周期的峰值附近到导通，因此输出电压与输入信号包络相同。二极管电流的平均分量 Iav流过电阻R形成检波输出，而高频分量被电容C滤掉。检波器输出波形（下）与输入调幅波（上）的关系（不失真）DSB信号抑制载波双边带调幅仿真输出波形：DSB信号的解调波形：当恢复载波与发射载波同频同相时，输出将无失真的将调制信号恢复处出来；当恢复载波与发射载频有一定的频差，将会引起振幅失真和频率失真，若只有一定的相差，但频率相同，则会引起一个振幅衰减因子，使振幅减小。3.SSB信号抑制载波单边带调幅仿真输出波形：用乘法器组成的抑制载波单边带 (SSB)输入波形及调制波形抑制载波的单边带调幅（ SSB）信号的解调：同步检波器输出信号（上）及其经过低通滤波器的信号（下）五、实验总