AM调制课程设计
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am课程设计调制解调一、教学目标本章节的课程目标是让学生掌握调制解调的基本原理和应用。
知识目标包括理解调制解调的定义、原理、分类和应用;技能目标包括能够运用调制解调的知识进行简单的信号处理和分析;情感态度价值观目标包括培养学生对通信技术的兴趣和好奇心,提高学生对科学研究的热情和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括调制解调的基本原理、分类和应用。
首先,介绍调制解调的定义和作用,解释调制解调的基本原理。
然后,讲解调制解调的分类,包括模拟调制和数字调制,以及它们的优缺点。
最后,介绍调制解调在通信技术中的应用,如无线通信、卫星通信等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用多种教学方法。
首先,通过讲授法,清晰地讲解调制解调的基本原理和分类。
其次,通过案例分析法,分析调制解调在实际应用中的具体案例,让学生更好地理解其应用。
最后,通过实验法,让学生亲自动手进行调制解调实验,加深对理论知识的理解和记忆。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将选择和准备适当的教学资源。
教材方面,将使用《通信原理》等相关教材,提供理论知识的基础。
参考书方面,推荐学生阅读《现代通信技术》等书籍,扩展对通信技术的了解。
多媒体资料方面,将使用PPT课件、视频动画等,直观地展示调制解调的原理和应用。
实验设备方面,将准备调制解调器、信号发生器等实验设备,让学生进行实际操作和观察。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式,以全面、客观地评估学生的学习成果。
平时表现方面,将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的情况进行评估。
作业方面,将布置相关的练习题和实验报告,评估学生对知识的掌握和应用能力。
考试方面,将设计选择题、填空题、简答题和计算题等,评估学生对理论知识和实践技能的掌握程度。
六、教学安排本章节的教学安排将根据课程目标和学生的实际情况进行制定。
教学进度将按照教学大纲进行,确保在有限的时间内完成教学任务。
AM调制器旳设计目录一、引言 (1)二、方案论证 (2)(1)设计规定 (2)(2)方案构造 (2)(3)方案选择 (3)(4)选用旳芯片简介 (3)三、振幅调制产生原理 (4)四、模拟乘法器振幅调制原理 (5)五、调幅电路方案分析 (6)(1)原则调幅波(AM)产生原理 (6)(2)一般调幅波原则波形及失真波形 (7)(3)AM调制器原理图 (9)(4)试验电路分析 (9)六、总结 (10)七、附录 (11)一、引言调幅电路又称幅度调制电路, 是指能使高频载波信号旳幅度随调制信号(一般是音频)旳规律而变化旳调制电路。
幅度调制电路有多种电路型式, 现简介一种简易旳振幅调制电路, 该电路旳载波由高频信号发生器产生, 经放大后和调制信号经乘法器后, 输出克制载波旳双边带调幅波, 输出旳双边带调辐波与放大后旳载波再通过相加器后, 即可产生一般调幅波。
本课题其理论意义十分广泛且重要, 波及方面广, 并且对电路基础、模拟电子线路、通信电子线路中旳某些基础知识规定较高, 对以往学过旳知识是一次全面旳复习, 同步也将理论知识应用到实践中。
用待传播出旳基带信号去变化高频载波信号旳振幅, 称为调幅。
在有关旳非线性电子线路中, 一般调幅波电路大多采用高电平调幅形式调幅电路, 而克制载波旳双边带调幅电路采用低电平调幅旳形式, 两种形式旳电路是分裂开来进行分析。
即在许多文献中, 只对调幅系数<1 时旳各项参数进行分析, 而对于一般调幅波当调幅系数>1 时, 认为调制波形产生严重失真。
这是由于采用了高电平调幅电路, 在此类电路中, 为了提高效率, 往往采用工作在乙类或丙类状态旳基极或集电极调幅电路, 此时调制器只是在载波信号和调制信号均为正值时能完毕乘法运算。
而采用四象限模拟相乘器低电平调幅电路, 可以实现为任意值旳调幅, 结论证明, 调幅系数为任意值旳已调信号在发送端是可以实现, 在接受端是可以解调旳。
在通信系统中, 从消息变换过来旳信号是频率很低旳电信号, 其频谱特点是包括(或不包括)直流分量旳低通频谱, 如信号旳频率范围在300到3000Hz, 称为基带信号, 这种基带信号在诸多信道中不能直接传播。
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第一章概述 (1)一课题内容 (1)二设计目的 (1)三设计要求 (1)四开发工具 (1)第二章系统理论设计 (2)一振幅调制产生原理 (2)二调幅电路方案分析 (2)三信号解调思路 (3)第三章 Simulink仿真 (4)一 Simulink仿真模型 (4)二参数设置 (4)三运行结果 (8)四结果分析 (17)结束语 (17)参考文献 (17)摘要调幅,英文是Amplitude Modulation(AM)。
调幅也就是通常说的中波,范围在503—1060KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
本课程设计主要研究了AM调制系统的设计和仿真。
在本次通信系统仿真训练中,我主要通过了模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法,然后根据模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。
其次,弄懂了AM调制的基本原理。
最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统,实现了AM调制和解调,给出了调制信号、载波信号、已调信号及解调信号的波形图和频谱图。
关键词:调制;解调;AM模拟调制第一章概述一课题内容1.设计AM信号实现的Simulink程序,输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图,并改变参数观察信号变化情况,进行实验分析。
2.设计AM信号解调实现的Simulink程序,输出并观察解调信号波形,分析实验现象。
二设计目的1.掌握振幅调制和解调原理。
2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。
3.掌握参数设置方法和性能分析方法。
4.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。
三设计要求利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计,输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形,并输出显示三种信号频谱图。
对产生波形进行分析,并通过参数的改变,观察波形变化,分析实验现象。
模拟幅度调制课程设计模拟幅度调制(AM)是一种数字信号处理中的基本技术,它是指将一个模拟信号(如声音)转换为与之对应的数字信号,以便便于在信号传输系统中的传播和处理。
模拟幅度调制技术被广泛用于无线电和电视技术的多种应用,如无线电广播、电视广播、无线通信、电话和数据通信等。
因此,模拟幅度调制已成为电子信息领域的重要课程之一,旨在培养学生能够利用模拟信号通信系统技术进行实际工程处理的能力。
本课程的主要目标是使学生掌握模拟幅度调制技术和应用,具体内容包括以下几个方面:首先,学习模拟幅度调制的基本原理和原理,以及模拟信号处理的基本算法。
学生需要了解模拟幅度调制信号的调制和解调原理,具体而言,学生需要学习模拟幅度调制的基本原理,如调制和解调方式、模拟信号处理中的加码和解码等。
其次,学习模拟幅度调制信号处理中应用的各种技术,如低通滤波、频域技术、非线性处理、信号增强和信号复杂度算法等。
学生可以在实验操作中进行实践和探讨,并对不同的应用技术进行分析和比较,以增强对模拟幅度调制的实际应用的认识。
此外,本课程还将着重讲解模拟幅度调制中的发展趋势,主要涉及到生物信号处理中的模拟幅度调制、宽带移动通信系统中的模拟幅度调制、扩频系统中的模拟幅度调制、多路复用系统中的模拟幅度调制、复杂系统中的模拟幅度调制等,以及模拟幅度调制在多媒体中应用的发展趋势等。
最后,本课程还将培养学生立足实际,应用先进的模拟幅度调制技术,设计和开发模拟幅度调制系统的能力。
学生将按照教师给定的设计要求,实现模拟幅度调制信号处理系统的设计,具体内容包括系统构架、系统功能、实现方式等。
在此环节,学生将会讨论各种可能出现的问题,例如信道噪声影响、信号分辨率受限等,最终给出有效的解决方案,并实施系统的实际运行。
本课程的教学内容是实践性的,涉及实验明确的目的和要求的设计,并探讨模拟幅度调制信号处理的应用。
教学活动形式主要是课堂讲授、实验室操作实践和实际系统设计等,旨在为学生提供一个熟悉模拟信号处理技术、熟练掌握模拟幅度调制技术以及实施模拟幅度调制系统的实践环境。
am调制解调 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解AM调制的基本概念、原理及数学表达式;2. 掌握AM调制信号的波形特点及其调制过程;3. 了解AM解调的原理,掌握两种主要的AM解调方法;4. 能够运用所学知识分析简单的AM调制解调电路。
技能目标:1. 培养学生运用数学工具分析电磁波调制解调过程的能力;2. 培养学生通过实验、观察、数据分析等方法探究AM调制解调规律的能力;3. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电磁波调制解调技术的好奇心和探究欲;2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神;3. 引导学生认识到AM调制解调技术在通信领域的重要地位和价值;4. 培养学生的创新意识和实践能力。
本课程针对高中年级学生,结合电磁学、数学等相关知识,以实用性为导向,旨在帮助学生掌握AM调制解调的基本原理和实际应用。
课程目标具体、可衡量,便于学生和教师在教学过程中明确预期成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. AM调制基本原理- 电磁波传播基础- 调制的概念与分类- AM调制原理及数学表达式2. AM调制信号波形特点- 调制指数与波形关系- 包络线与相位关系的分析- 调制信号频谱特点3. AM调制过程- 调制器电路原理与设计- 调制过程实验演示与观察- 调制参数对信号质量的影响4. AM解调原理与方法- 解调的概念与分类- 二极管检波原理- 同步检波原理5. AM调制解调应用案例分析- 模拟广播通信- 无线电干扰分析- 现代通信系统中AM技术的改进教学内容依据课程目标,紧密结合教材,确保科学性和系统性。
教学大纲明确,包括五个主要部分,分别对应教材的相应章节。
教学内容安排合理,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生全面掌握AM调制解调的相关知识。
三、教学方法1. 讲授法:- 对于AM调制解调的基本原理、数学表达式等理论知识,采用讲授法进行教学,教师通过清晰的讲解、生动的比喻,使学生易于理解和接受。
AM调制电路的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握AM调制电路的基本原理、组成及应用。
具体包括:1.知识目标:–了解AM调制电路的概念;–掌握AM调制电路的组成及工作原理;–知道AM调制电路在通信技术中的应用。
2.技能目标:–能够分析AM调制电路的性能指标;–能够设计简单的AM调制电路;–能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标:–培养学生对通信技术的兴趣和好奇心;–培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;–使学生认识到AM调制电路在现代通信技术中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括:1.AM调制电路的基本原理;2.AM调制电路的组成及工作原理;3.AM调制电路的性能指标;4.AM调制电路在通信技术中的应用。
5.第一课时:介绍AM调制电路的基本原理;6.第二课时:讲解AM调制电路的组成及工作原理;7.第三课时:分析AM调制电路的性能指标;8.第四课时:探讨AM调制电路在通信技术中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解AM调制电路的基本原理、组成及应用;2.讨论法:分组讨论AM调制电路的性能指标及实际应用场景;3.案例分析法:分析具体的AM调制电路案例,加深学生对知识的理解;4.实验法:安排实验课,让学生亲自动手搭建AM调制电路,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将准备以下教学资源:1.教材:选用《通信原理》等相关教材;2.参考书:提供《AM调制电路设计与应用》等参考书籍;3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,直观展示AM调制电路的原理及应用;4.实验设备:准备简单的AM调制电路实验套件,让学生进行实践操作。
五、教学评估本节课的评估方式将包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等方式,评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置相关的习题和项目任务,评估学生对AM调制电路知识点的掌握情况。
1.课程设计的目的1.掌握模拟系统AM 调制和解调原理。
2.掌握模拟系统AM 调制和解调的设计方法。
3.掌握用MATLAB 分析系统时域、频域特性的方法,进一步锻炼应用MATLAB 进行编程仿真的能力。
4.熟悉基于Simulink 的动态建模和仿真的步骤和过程。
2.课程设计的要求利用Matlab 软件进行振幅调制和解调程序设计,输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形,并输出显示三种信号频谱图。
对产生波形进行分析,并通过参数的改变,观察波形变化,分析实验现象。
3.相关知识 3.1 AM 调制原理幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图2.1所示。
图3.1—1 幅度调制模型在图2-1中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅 .AM 调制器模型如图2-2所示图3.1—2 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输入基带信号()t m 成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足()max 0t m A ≥,否则将出现过调幅现象而带来失真。
AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。
故AM信号是带有载波的双边带信号,它的带宽信号带宽的两倍。
3.2 相干解调由AM信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制信号频谱,从而恢复出原始信号。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
相干解调的关键是是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
4.课程设计分析4.1双边带幅度调制在DSB-AM系统中,已调信号的幅度正比与消息信号。
am解调电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解AM解调电路的基本原理,掌握其工作流程。
2. 学生能掌握AM解调电路中各个元件的作用及其相互关系。
3. 学生能了解AM解调电路在实际通信系统中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并搭建简单的AM解调电路。
2. 学生能够通过实验和仿真软件,分析并优化AM解调电路的性能。
3. 学生能够运用数学工具,对AM解调电路进行定量分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信工程的兴趣,激发学生探索通信技术发展的热情。
2. 培养学生的团队合作意识,使学生能够在小组合作中共同解决问题。
3. 培养学生的创新精神,鼓励学生针对实际问题提出解决方案。
课程性质:本课程为电子通信专业高年级的专业课程,旨在帮助学生掌握AM 解调电路的相关知识,提高学生实际操作和解决问题的能力。
学生特点:学生已具备一定的电子电路基础,具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,通过理论教学与实践操作相结合,使学生能够深入理解AM解调电路的原理,并能将其应用于实际问题中。
教学过程中注重启发式教学,引导学生主动探索,提高学生的综合素养。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. AM解调电路基本原理:- 理解幅度调制(AM)信号的特性;- 学习AM解调电路的工作原理及分类;- 掌握同步解调和非同步解调的原理及其优缺点。
2. AM解调电路的组成与性能分析:- 学习并分析AM解调电路中各个元件的作用,如放大器、滤波器、检波器等;- 研究AM解调电路的性能指标,如信噪比、失真度等;- 探讨如何优化AM解调电路性能,提高通信质量。
3. AM解调电路的实际应用与案例分析:- 了解AM解调电路在广播、电视、卫星通信等领域的应用;- 分析典型AM解调电路的电路图,并进行实际操作;- 学习使用仿真软件(如Multisim、Proteus等)进行AM解调电路的仿真分析。
通信原理am调制解调课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握通信原理中AM调制解调的基本概念、原理和应用。
具体包括:1.知识目标:–了解AM调制解调的基本原理;–掌握AM调制解调的数学模型和过程;–理解AM调制解调在通信系统中的应用。
2.技能目标:–能够运用AM调制解调的原理分析和解决实际问题;–能够使用模拟实验器材进行AM调制解调的实验操作;–能够利用计算机软件进行AM调制解调的模拟和分析。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的科学探索精神,提高学生对通信技术的兴趣;–使学生认识到AM调制解调在现代通信技术中的重要性;–培养学生团队合作、积极进取的学习态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面:1.AM调制解调的基本原理:介绍AM调制解调的定义、特点和数学模型;2.AM调制解调的过程:讲解AM调制解调的步骤和关键技术;3.AM调制解调的应用:介绍AM调制解调在通信系统中的应用实例;4.模拟实验:进行AM调制解调的实验操作,巩固理论知识。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解AM调制解调的基本原理、过程和应用;2.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和实验结果;3.案例分析法:分析AM调制解调在实际通信系统中的应用案例;4.实验法:进行AM调制解调的模拟实验,增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用《通信原理》等相关教材,为学生提供理论知识的学习;2.参考书:提供《数字通信原理》等参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,生动形象地展示AM调制解调的原理和应用;4.实验设备:准备模拟实验器材,如信号发生器、放大器等,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多种方式,全面客观地评价学生的学习成果。
具体包括:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,以考察学生的学习态度和课堂表现;2.作业:布置相关的习题和实验报告,评估学生对知识的掌握和应用能力;3.考试:安排一次课堂小测或期中期末考试,测试学生对AM调制解调知识的掌握程度。
摘要摘要:所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波。
振幅调制,就是由调制信号去控制高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM)。
为了提高传输的效率,还有载波受到抑制的双边带调幅波(DSB)和单边带调幅波(SSB)。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移;在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
本课程设计主要利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个AM调制与相干解调通信系统,分别在理想信道和非理想信道中运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。
经过调制,初步实现了设计目标,并且经过适当的完善后,实验成功。
关键词:MATLAB7.1 ;Simulink仿真平台;AM调制;相干解调目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计要求 (1)3 相关知识 (1)4 课程设计分析 (2)5 仿真 (6)6结果分析 (10)7 参考文献 (12)1.课程设计的目的1.掌握模拟系统AM 调制和解调原理。
2.掌握模拟系统AM 调制和解调的设计方法。
3.掌握用MATLAB 分析系统时域、频域特性的方法,进一步锻炼应用MATLAB 进行编程仿真的能力。
4.熟悉基于Simulink 的动态建模和仿真的步骤和过程。
2.课程设计的要求利用Matlab 软件进行振幅调制和解调程序设计,输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形,并输出显示三种信号频谱图。
对产生波形进行分析,并通过参数的改变,观察波形变化,分析实验现象。
3.相关知识 3.1 AM 调制原理幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图2.1所示。
图3.1—1 幅度调制模型在图2-1中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅 .AM 调制器模型如图2-2所示图3.1—2 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输入基带信号()t m 成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
AM调制器的设计目录一、引言 (1)二、方案论证 (2)(1)设计要求 (2)(2)方案结构 (2)(3)方案选择 (3)(4)选用的芯片介绍 (3)三、振幅调制产生原理 (4)四、模拟乘法器振幅调制原理 (5)五、调幅电路方案分析 (6)(1)标准调幅波(AM)产生原理 (6)(2)普通调幅波标准波形及失真波形 (7)(3)AM调制器原理图 (9)(4)实验电路分析 (9)六、总结 (10)七、附录 (11)一、引言调幅电路又称幅度调制电路,是指能使高频载波信号的幅度随调制信号(通常是音频)的规律而变化的调制电路。
幅度调制电路有多种电路型式,现介绍一种简易的振幅调制电路,该电路的载波由高频信号发生器产生,经放大后和调制信号经乘法器后,输出抑制载波的双边带调幅波,输出的双边带调辐波与放大后的载波再经过相加器后,即可产生普通调幅波。
本课题其理论意义十分广泛且重要,涉及方面广,而且对电路基础、模拟电子线路、通信电子线路中的一些基础知识要求较高,对以往学过的知识是一次全面的复习,同时也将理论知识应用到实践中。
用待传输出的基带信号去改变高频载波信号的振幅,称为调幅。
在有关的非线性电子线路中,普通调幅波电路大多采用高电平调幅形式调幅电路,而抑制载波的双边带调幅电路采用低电平调幅的形式,两种形式的电路是分裂开来进行分析。
即在许多文献中,只对调幅系数<1 时的各项参数进行分析,而对于普通调幅波当调幅系数>1 时,认为调制波形产生严重失真。
这是由于采用了高电平调幅电路,在这类电路中,为了提高效率,往往采用工作在乙类或丙类状态的基极或集电极调幅电路,此时调制器只是在载波信号和调制信号均为正值时能完成乘法运算。
而采用四象限模拟相乘器低电平调幅电路,能够实现为任意值的调幅,结论证明,调幅系数为任意值的已调信号在发送端是可以实现,在接收端是可以解调的。
在通信系统中,从消息变换过来的信号是频率很低的电信号,其频谱特点是包括(或不包括)直流分量的低通频谱,如电话信号的频率范围在 300到3000Hz,称为基带信号,这种基带信号在很多信道中不能直接传播。
为了使基带信号适宜在信道中传输,就需要采用调制解调技术。
调制通常可以分为模拟调制和数字调制两种方式。
在本系统中,基带信号和载波信号都为连续的正弦波,采用集成模拟乘法器MC1496实现AM模拟调制。
本文将通过集成模拟乘法器芯片MC1496的原理、作用和功能出发,阐述整个设计过程。
二、方案论证2.1 设计要求运用相乘器MC1495设计一个AM调制器,实现低频调制信号对载波的调制。
电路采用正负电源供电,要求芯片板上的信号输入端安装接线端子。
调试时,低频调制信号和载波由信号发生器产生。
低频调制信号选用频率为1kHz、峰峰值为0.5v的正弦波,载波信号选用频率为100kHz、峰峰值为0.1v的正弦波。
调制输出为常规双边带波形。
2.2 方案结构常规双边带调制(AM)就是指用调制信号去控制载波的振幅,使载波的幅度按调制信号的变化规律而变化。
常规双边带调制信号的时域表达式为:根据时域表达式可以画出其调制电路的设计框图,如图 2.1所示。
图2.1 设计理论框图为基带信号,为叠加的直流分量。
为载波信号,图中的相乘器一般都是采用集成模拟乘法器来实现,集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1595、MC1496、MC1495、LM1595、LM1596等。
其中MC1496比较常见,性能稳定。
使用MC1496制成的调幅器输出的调幅信号还需通过一个射随电V 1V 2V 4V 3V 5V 6V 7V 8R 1D R 2R 3R c1R c21210435142186+V cc载波输入调制输入载波输入调制输入接R e接R e-V ee图2.2 引脚图路后滤波输出。
2.3 方案选择集成模拟乘法器性能好,外围电路结构简单,可实现振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等过程,目前在无线通信、广播电视等领域应用较多。
常见的产品型号有MC1495/1496、LM1595/1596等。
运算放大器是模拟电路中的特殊放大器,只要适当选取外部元件,就能构成各种运算电路,如放大、加法、减法、微分和积分等,并因此而得名。
自20世纪60年代集成运放问世以来,运放各个系列产品层出不穷,以价格低廉、性能优越得到广泛应用,现已持续不断地渗透到模拟和混合模拟——数字电子学的各个领域。
集成运放应用范围十分广泛。
本AM 调制电路核心器件采用MC1496乘法器,这是由于市场上器件MC1496比MC1596常见,且MC1496性能更优越。
电压跟随电路采用LM124运放电路,低通滤波器采用RC 和运算放大器电路构成。
2.4 选用的芯片 介绍MC1496的介绍:MC 1496集成模拟乘法器,图2.2为MC1496引脚图,图2.3为MC1496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V 1—V 4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又V 5与V 6组成一级差分电路,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 、V 7、V 8为差动放大器V 5、V 6的恒流源。
进行调幅时,载波信号加在V 1与V 4的输入端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放大器V 5、V 6的输入端,即引脚①、④之间;②、③脚外接1K Ω电阻,以扩大调制信号动态范围;已调制信号由双差动放大器的两集电极(即引出脚⑹、⑿之间)输出。
图2.3 内部电三、振幅调制产生原理所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波。
振幅调制,就是由调制信号去控制高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM)。
为了提高传输的效率,还有载波受到抑制的双边带调幅波(DSB)和单边带调幅波(SSB)。
在频域中,已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移;在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
标准振幅调制(Amplitude Modulation, AM)是一种相对便宜的,质量不高的调制形式,主要用于声频和视频的商业广播。
我们讨论单频信号的调制情况。
如果设单频调制信号,载波,那么调幅信号(已调波)可表示为:(2-1)式中,为已调波的瞬时振幅值(也称为调幅波的包络函数)。
由于调幅信号的瞬时振幅与调制信号成线性关系,即有:(2-2)式中,为比例常数,一般由调制电路的参数决定;为调制系数,反映了调幅波振幅的该变量,常用百分数表示。
把(2-2)式带入(2-1),可得单频信号调幅波的表达式为:(2-3)或(2-4)可见,要完成AM调制,其核心部分在于实现调制信号与载波相乘。
四、模拟乘法器振幅调制原理参考图1-1 MC1496芯片引脚图和图2-5 AM调制原理图,分析如下:X通道两输入端8和10脚直流电位均为6V,可作为载波输入通道;Y 通道两输入端1和4脚之间有外接调零电路;输出端6和12脚外可接调谐于载频的带通滤波器;2和3脚之间外接Y通道负反馈电阻。
为了减小流经电位器的电流,便于调零准确,可加大两个750Ω电阻的阻值,比如各增大10Ω。
MC1496线性区好饱和区的临界点在15-20mV左右,仅当输入信号电压均小于26mV时,器件才有良好的相乘作用,否则输出电压中会出现较大的非线性误差。
显然,输入线性动态范围的上限值太小,不适应实际需要。
为此,可在发射极引出端2脚和3脚之间根据需要接入1kΩ反馈电阻,从而扩大调制信号的输入线性动态范围,该反馈电阻同时也影响调制器增益。
增大反馈电阻,会使器件增益下降,但能改善调制信号输入的动态范围。
MC1496可采用单电源,也可采用双电源供电,其直流偏置由外接元器件来实现。
五、调幅电路方案分析1、标准调幅波(AM)产生原理调制信号是只来来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,亦可以是数字的。
为首调制的高频振荡信号可称为载波,它可以是正弦波,亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波由高频信号源直接产生即可,然后经过高频功率放大器进行放大,作为调幅波的载波,调制信号由低频信号源直接产生,二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波,工作原理如图。
设载波信号的表达式为,调制信号的表达式为,则调幅信号的表达式为(2-5)式中,——调幅系数,= ,——载波信号——上边带信号——下边带信号乘法器加法器标准调幅波基带调制信号高频载波普通调幅波的频谱图如图所示:普通调幅波的频谱图2、普通调幅波标准波形及失真波形 普通调幅波示意图如图所示:标准调幅波示意图由图可见,调幅波中载波分量占有很大比重,因此信息传输效率较低,称这种调制为有载波调制。
显然,AM 波正负半周对称时:调幅度为:=0时,未调幅状态;上边带 下边带 幅度ω=1时,满调幅状态(100%);正常值在0~1之间;>1时,普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同,会产生失真,称为过调幅现象。
所以,普通调幅要求必须不大于1。
由波形可以估算出,其调幅度大约为50%。
图所示为产生失真时的波形:Ma>1时的过调制波形3、AM调制器原理图图2-5 AM调制器原理图4、实验电路分析1、4引脚调制信号的输入端,外接有调零电路; 8、10引脚作为载波信号的输入端;输出端6、12引脚外接调谐于载波的带通滤波器;2、3引脚外接负反馈电阻。
可通过调节50kΩ电位器使1脚电位比4脚高, 调制信号与直流电压迭加后输入Y通道,调节电位器可改变的大小,即改变调制指数。
六、总结在这一周的时间里我在做“AM调制器的设计”。
在这一过程中,真切感觉到自己知识能力的匮乏,好多东西都只是知道一些皮毛,真正搞懂会应用的东西很少。
或许一个人的进步需要一个缓慢的过程,在过程中需要不断地借鉴,学习,汲取别人的东西。
同别人的成果中攫取知识和营养,然后把它变成自己的东西。
收获之一是不做系统或者东西,许多细小的环节是注意不到的。
而这诸多环节往往影响你整个系统的正常运转。
这可真应验了那句话“细节决定一切”。
通过对此作品整个过程的设计、绘制、制作、调试等方面来看,由MC1496模拟乘法器构成的AM调制器具有稳定性好、功率小、制作简单等优点。
由于本课程设计主要在于验证,所选用的模拟乘法器为较为廉价的MC1496G,电路性能基本符合要求。
所设计的调幅器实际输出幅度较小,且幅度变化较大,无法直接进行发射。
若要进行无线发射,则需要在后级接入AGC(自动增益控制),功率放大等电路。
在设计的过程中,出现了一下几种问题:首先,焊接电路的时候出现了虚焊,漏焊等问题,导致了电路的不连通,从而显示不出波形;其次,在连接电路的具体操作过程中没有做好充分的工作来提高电路的抗干扰能力,从而导致信号失真;第三,在硬件检测中,忽略了如示波器检测,信号发生器检测等重要仪器的检测,想当然的以为仪器都是准确的。