振幅调制与解调设计报告

振幅调制与解调设计报告

⾼频电⼦线路课程设计实验报告

《振幅调制与解调电路设计》

信息学院 09电⼦B班吴志平 0915212020

⼀、设计⽬的：1、通过实验掌握调幅与检波的⼯作原理。

2、掌握⽤集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制波双边带调幅的⽅法和过程，并研究已调波与⼆输⼊信号的关系。

3、进⼀步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调⽅法。

4、掌握⽤集成电路实现同步检波的的⽅法。

5、掌握调幅系数测量与计算的⽅法。

⼆、设计内容：1．调测模拟乘法器MC1496正常⼯作时的静态值。

2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。

3．实现抑⽌载波的双边带调幅波。

4．完成普通调幅波的解调

5．观察抑制载波的双边带调幅波的解调

三、设计原理：

幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正⽐。通常称⾼频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产⽣调幅信号的装置。

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调⽅法有⼆极管包络检波器和同步检波器，在此，我们主要研究同步检波器。

同步检波器：利⽤⼀个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除⾼频分量⽽获得调制信号。

本设计采⽤集成模拟器1496来构成调幅器和解调器。

图4－1为1496芯⽚内部电路图，它是⼀个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采⽤了两组差动对由V1—V4组成，以反极性⽅式相连接；⽽且两组差分对的恒流源⼜组成⼀对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，

以此实现了四象限⼯作。D、V7、V8为差动放⼤器 V5与 V6的恒流源。进⾏调幅时，载波信号加在 V1—V4的输⼊端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放⼤器V5、V6的输⼊端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接 1KΩ电位器，以扩⼤调制信号动态范围，⼰调制信号取⾃双差动放⼤器的两集电极（即引出脚（6）、（12）之间）输出。

四、设计电路：

⽤MC1496集成电路构成的调幅器原理图：

⽤MC1496集成电路构成的解调器原理图：

五：电路PCB原理图

调幅器解调器

六、实验步骤：

实现全载波调幅a、调节Rp1使Vab=0.1V，载波信号仍为Vc（t）=25sin2∏×100000t（mv）

将低频信号Vs（t）=25sin2∏×1000t（mv）加⾄解调器IN2

实现抑制载波调幅b 、调节Rp1使调制端平衡，并在载波信号输⼊端IN1加V

c （t ）=25sin 2∏×100000t （mv ），调制信号端IN2不加信

号

抑⽌载波的调幅波形c 、 载波输⼊端不变，调制信号输⼊端IN2加Vs （t ）=25sin 2∏×1000t （mv ）信号

d 、解调全载波信号

将从调幅实验中获得的调幅波，加⾄解调器V AM 的输⼊端，并在解调器的载波输⼊端加上与调幅信号相同的载波信号Vc （t）=25sin 2∏×100000t （mv ）

同步检波输出波形Vs （t ）=25sin 2∏×1000t （mv ） Vc （t ）=25sin 2∏×100000t （mv ）全载波的调幅波形

七、设计⼼得体会：

在拿到设计题⽬后，查阅了图书馆，书店，和⽹站，查阅了⼤量的振幅调制与解调设计的资料，并且整理了它们。通过这次的课程设计让我了解了信号的调制和解调过程。也特意去了解了下接收机的原理，在今后的⼯作中，它将带给我⽆穷⼤设计思路和指导。

因为要完成整个设计，⾸先要对整体设计流程有⼀个深⼊的理解，学会⼀些设计电路需要⽤到的软件。在这⾥，我就学会了使⽤PROTEL 进⾏原理图的录⼊，和将原理图导⼊，完成PCB 图设计。在设计初期，还需要反复使⽤MULTISIM 软件对电路进⾏仿真分析，不断完善电路的设计和元件的使⽤，以达到最好的仿真输出效果。最后才能放⼼将PCB 图印制电路板，腐蚀，焊元件，最后完成到实验室去调试。如果调试结果与仿真分析结果不同或差距⽐较⼤，需要对电路进⾏查错，看是否有短路或者虚焊。然后反复测试，最终以满⾜设计要求⽅可交班验收。

在此，我深刻的体验了设计制版过程的艰⾟，也获得了⼤量的经验。在今后的课设或者⼀些电⼦设计中⼀定不会被种种困难压倒。实践是检验能⼒和成功的标准，相信结果对我们来说⼀定是快乐和有意义的。

第六章 频谱变换电路

⾮线性：调频、限幅

频线性：调幅、混频、倍 6.1概述

频谱变换电路：频谱搬移，使之适合于传输.

具备将输⼊信号频谱进⾏频谱变换，以获取具有所需频谱的输出信号这种功能的电路就叫做频谱变换电路。

6.2乘法器

变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放⼤电路为基础，并采⽤变换跨导的原理⽽形成的。变跨导式模拟乘法器（恒流源式差分放⼤器）

双⼊双出()()EQ

T

EQ T b b be i be

c

o I U

I U r r u r R u βββ+≈++=?-

='111

()

21I U T

β+= ∴I u U R

u i T C o ??-≈12

若I u i ∞2成正⽐，则21i i o u u u ?∞e

i e BE i e R u R u u I I 2

32≈

-=

= ∴21212i i e

i i T C o U U R R u

u U R u ??=??-

= 跨导22

2121i e

I T T T EQ m u R U U U I U I g ∞?===

∴称为变跨导乘法器.

6.3调幅波

⼀、幅度调制（AM ）()t u Ω－低频 ()t u c －⾼频

定义：⽤()t u Ω去控制()t u c 的幅度，使幅度()t u Ω∞，称为调制

称()t u Ω为调制信号，()t u c 为载波信号. 1、 调幅特性.令()t U t u m Ω=ΩΩcos ()t w U t u c cm c cos = 则()()t w t M U t u c a cm AM cos cos 1?Ω+=

其中cmm

a U U k M Ω?

=称为调制指数.（k 由电路决定的⼀个常数） ()t w t M U t w U t u c a cm c cm AM cos cos cos ?Ω??+?=

()()[]t w t w M U t w U c c a cm c cm Ω-+Ω+??+?=cos cos 2

1

cos

∴调幅波有3个频率分量c w 、Ω+c w 、Ω-c w .

称Ω+c w 为上边频，Ω-c w 为下边频m AM B Ω=2

载波不携带()t u Ω的信息，⽽且占⽤较⼤的发射功率，可以只发射边带。 (1)双边带.()()()()[]t w t w U t w t U t w t u t u c c m c m c DSB Ω-+Ω+=

Ω?=?=ΩΩΩcos cos 2

1cos cos cos

⽆载波频率.

特点：①频谱搬移特性

②相位突变（根据上式）

()0=Ωt u 处

③m DSB B Ω=2

（2）单边带：⽤滤波器将上边带或下边带滤除. ⼆、AM 的电路

令 ()t w U t u c cm c cos =()t U E t u m Ω+=ΩΩcos

则 ()()t w U t U E t u c cm m AM cos cos ??Ω+=Ω()t

w t m U t w t U E U U E c a s c cm m

cm cos cos 1cos cos 1Ω?+=

Ω?+??=Ω

1、 低电平调幅.

如上，通过调节直流E 的⼤⼩来调节a m . 2、 ⾼电平调幅.

①集电极调幅.（通过改变集电极馈电电压）.L 、C 谐振回路调谐在载频

()t U V t u V V m cc cc cc

Ω+=+='ΩΩcos ()t m V a cc Ω+=cos 1

注:见书p109图4.10 ：放⼤器要⼯作在过压区.

∴()t m V V u V I a cc cc AM cc

c Ω+='∞'∞cos 1,即 ②基极调幅（原理类似）

三、解调电路.

（检波） 利⽤乘法器＋低通滤波器 1、⼆极管（包络检波）

充电时间C R D

放电时间C R ()C R D >>2、乘法器

()t u y 近似为频率为c w 的⽅波.

∴()()t nw a a t u c n n o y cos 21

∑∞

=+=

∴()()t u t u k u y x o ??=()()??

+??Ω+?=∑t nw a a t w t m u k c n o c a s cos 2cos cos 1 取n=1,

()??

Ω+?=t w t w t m u k u c c a s o cos 4cos cos 1π 6.4抑制载波的AM 的调制与解调电路. SC

DSB

⼀、调制电路()t w U t u c cm c cos = ()t U t u m Ω=ΩΩcos

()()()t u t u k t u c Ω??=

()()[]t w t w U U k t

U t w U k c c m cm m c cm Ω-+Ω+??=Ω??=ΩΩcos cos 2

1

cos cos 图203P三、解调电路()[]()[]t w t u U k t w t w t u k t w u u c cm c c c i o 2cos 12

1

cos cos cos +??=

=?=ΩΩ 说明：导频.若⽆导频，则接收端需产⽣载波. 6.5混频电路

I s w w 中频载波→

()t w U t u L Lm L cos =

设L w >s w ，()()[]t w U t w t u m U t u L Lm s a sm p cos cos 1?+=Ω ()[]()()[]t w w t w w t u m U U s L s L a Lm sm ++-+?=

Ωcos cos 121

6.6倍频器

()()()t w U t w U t w U t u t u s sm

s sm s sm s o 2cos 121cos cos 2

2+=??==

注：谐振功放也可实现倍频104P6.7调⾓波

PM

FM ⾮线性 调相调频

⼀、瞬时相位和瞬时⾓频率.()()()()??+''=

+''=t o

t

o m t d t w t t d t w A t a 0

0cos ()()dt

t d t w ?= 若()()

()o wt t w t w ??+=='，则常量 ⼆、调相波和调频波

1、调相：相位变化量与调制信号成正⽐.

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