1、*实践教学*兰州理工大学计算机与通信学院2010 年秋季学期通信电子线路 课程设计题 目： AM 调制与相干解调 专业班级： 通信 2 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 1目录一 摘要.2二 调制.22.1.AM 调制方法一.22.1.1 工作电路.32.1.2 工作原理.32.1.3. 仿真52.2 AM 调制方法二.62.2.1 工作电路62.2.2 工作原理.72.2.3 仿真.7四解调84.1 乘积型同步检波.84.1.1 工作电路.84.1.2 工作原理.84.1.3 仿真.94.2.叠加型同步检波.104.2.1 工作电路104.2.2 叠加型同步检波原理.10五 完整
2、电路图11六 总结12七 参考文献132一 摘要：AM 的调制与解调电路应用广泛，在理论上包括了信号处理，模拟电子，高频电子和通信原理等知识。设计报告总体分为两大部分：AM 信号的解调和调制。在调制部分介绍了两种产生 AM 的方法，即用输出的双边带调辐波与载波经过相加或用调制信号与载波相乘后产生。在解调部分用相干解调即同步检波方法，介绍了乘积型相干解调和叠加型相干解调两种方法。在确定电路后，利用了 Multisim 进行仿真来验证结果。关键词： AM 调制 AM 解调 同步检波 Multisim 仿真二. 调制2.1AM 调制方法一（图 1）AM 调幅波波形32.1.1 工作电路V1200mV
3、 1kHz 0Deg V2200mV 1kHz 0Deg D1DIODE_VIRTUALD2DIODE_VIRTUALD3DIODE_VIRTUALD4DIODE_VIRTUALR11k R21k V35 V 15kHz 0Deg XSC1A BGT U1OPAMP_3T_VIRTUALR3300 R4300 XSC2A BGTR5300 V55 V 15kHz 0Deg 00380654021 7（图 2）工作电路 2.1.2 工作原理双边带调幅：将调幅波中的载频分量抑制掉，仅将上、下边带向外发送。又称为抑制载波的双边带调幅 。（图 3）双边带调幅的理想波形图4该电路是用产生的 DSB 双边
4、带信号与载波信号相加之后产生 AM 调幅波。其中 D1 和 D2，D3 和 D4 两 组二极管上的调制信号是以互为反相的形式加入的，D3 和 D4 是反接于电路中的。当载波振幅远大于调制信号振幅时，即 ，二极管实际工作在开关状态，其通断受载波的瞬时cmU电压正负极性控制。输入信号为调制信号 = cos t 和载波信号 =ucmUcucos t。当载波信号 为正半周时，二极管 D1 和 D2 导通，反之截至。cmccu当载波信号为负半周时，二极管 D3 和 D4 导通，反之截至。输出 = g04cos( )t+cos( + )t，载波为 15V 功率为 15KHz。lRLmUCC此种调制器的重要
5、优点就是有效的抑制了载波，为了保证输出信号的质量，必须十分注意原件性能和安装方面的平衡与对称问题。DSB 没有载波，因此将此产生的 DSB 信号与载波通过运算放大器组成的加法电路即可产生 AM 调幅波。加法电路中利用运算放大器“虚断”性质，列出 KCL 方程 + + =0 整理得 = （ + ）其中 为1SuR！ 2300u13RSu23S0u输出信号， 和 为输入信号， 和 为 300 。S 125（图 4）普通调幅波的理想波形图2.1.3 仿真（图 5）产生的 DSB 信号6（图 6）产生的 AM 信号2.2 调制方法二2.2.1 工作电路V2500mV 1.5kHz 0Deg A21 V
6、/V 0 V YXV510 V 15kHz 0Deg XSC1A BGT01514V312 V 605（图 7）工作电路72.2.2 工作原理这是用乘法器产生 AM 信号。其中应注意 AM 信号的包络变化的最大值不允许超过载波振幅值，否则会出现过调现象。调制信号 (t)= cosuMUt= cos2 Ft 高频信号 （t）= cos t= cos2 t 根据调幅MUCuCMUCMCf的定义，AM 信号的表达式为 （t）= + (t)Amcakcos t= 1+ cos tcos t 式中， 是由调幅电路决定的系数； =cmacam/ 称为调幅系数或调幅度，表示载波振幅受调制信号控制的强弱程ak
7、U度。要求 1，一般广播信号调幅度 的平均值约为 0.3 左右。应用a a500mv 1.5kHz 为产生调制信号与 10v 15kH z 的载波通过相乘器即可产生AM 调制波。2.2.3 仿真（图 8）其中 A 为调制信号 B 为 AM 调幅信号8四、解调本设计用相干解调。同步检波又称相干检波，主要用来解调 AM 信号，双边带 DSB 和单边带 SSB 调制信号。同步检波器可用以对一般调幅信号、平衡调幅信号、单边带调幅信号等进行检波的检波器。相干解调有两种实现电路：一种是由乘法器和低通滤波器组成；另一种将输入信号与同步信号叠加再经二极管包络检波器，解调出低频信号。4.1 乘积型同步检波4.1
8、.1 工作电路XSC3A BGTA11 V/V 0 V YXV1800mV 15kHz 0Deg 1 R1100 2R23k 3C11uF 400（图 9）乘积型同步检波电路4.1.2 工作原理乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘，用低通滤波器将低频信号提取出来。在这种检波器中，要求恢复载波与发端的载波同频同相。如果其频率或相位有一定的偏差将会使恢复出来的调制信号产生失真。 输入信号为 (t)，同步信号为 (t)，输入信号与同步信号相乘再通过低通suru滤波器。要求加入的载波信号与被解调信号同频同相，且幅度足够大即大于被9解调信号的幅度。同步检波原理可以理解为还原成一般调幅信号之后
9、进行检波。 + = costcos t+ cos t= (1+mcos t)cos t= 经低通BMusUssUsAMu滤波器输出为 (t)= cos t 解调出低频调制信号 (t)。用 RC 比例021smr 积分滤波器，其传递函数为 F(s)= = ， 。)(sUdc)(12s1RC24.1.3 仿真（图 10）检波出信号104.2.叠加型同步检波4.2.1 工作电路U3OPAMP_3T_VIRTUALR91k R101k R111k V65 V 15kHz 0Deg R122.5k U41.2uF XSC5A BGT1401200D5DIODE_VIRTUAL13169（图 11）叠加型
10、同步检波电路4.2.2 工作原理叠加型同步检波是将 DSB 或 SSB 信号插入恢复载波，使之成为或近似为 AM 信号，利用包络检波器将调制信号恢复出来。对于 DSB 信号而言，只要加入的恢复载波电压在数值上满足一定的关系，就可得到一个不失真的 AM 波。包络检波可以用二极管包络检波器。其中 组成二极管CRl11峰值包络检波器。检波二极管在输入信号正半周导通，其导通阻抗为 ，DR这时输入信号经过二极管给电容 C 充电，充电时间常数为 ，由于CD很小，DR充电很快到达 的峰值；峰值过后，二极管两端电压为反向偏置而截至，suC 上的电压经 放电，放电时间常数 较大，放电较慢，直到下一个正lRCRl
11、峰值快到来时，二极管才导通。五 .完整电路图用 DSB 信号与载波相加产生 AM 波，解调用 AM 波与载波相乘再经过低通滤波器。V1200mV 1kHz 0Deg V2200mV 1kHz 0Deg D1DIODE_VIRTUALD2DIODE_VIRTUALD3DIODE_VIRTUALD4DIODE_VIRTUALR11k R21k V35 V 15kHz 0Deg XSC1A BGT U1OPAMP_3T_VIRTUALR3300 R4300 XSC2A BGTR5300 V55 V 15kHz 0Deg 00380654021XSC3A BGTA11 V/V 0 V YXV45 V
12、15kHz 0Deg R610 R7100 C10.5uF 001511109712（图 12）用调制信号与载波信号相乘产生 AM 调幅波，检波用乘积型同步检波。XSC3A BGTA11 V/V 0 V YXV2500mV 1.5kHz 0Deg A21 V/V 0 V YXV5200mV 15kHz 0Deg XSC1A BGT015V1200mV 15kHz 0Deg 1 R1100 2R23k 3C11uF 4014 5V312 V 600（图 13）六总结1. 设计电路说明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的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路型式，
13、例如用输出抑制载波的双边带调幅波与载波相加即可形成 AM 波，也可以用调制信号与载波相乘产生 AM 波。在此设计中采用了相干解调即同步检波法。同步检波分为乘积型同步检波和叠加型同步检波。其中乘积型同步检波用 AM 信号与载波相乘再通过低通滤波器。叠加型同步检波用 DSB 信号或 SSB 信号与载波相加再通过包络检波电路。2. 使用价值13AM 调幅与解调波广泛应用于各大广播等形式的信息传输通道，因其原理简洁，构造简便，广泛应用于生活。比如在我们所接触的调幅收音机，它是属于接收装置，其中检波部分基本原理是相同的。3. 心得体会通过这次设计让我真正理解了生活中日常见到的电子的装置的基本工作原理，认
14、识到理论与实践之间的差距，联系实际的应用去理解知识比现成理论来的直接与清晰明了。在设计中难免会遇到很多学习中不会注意到的问题，比如说在调制中在取某些值后输出是失真的波形，在设计开始并没有想过会存在那样多的问题，当着手时才发现要完成一个信号的调制与解调，在元器件、电路和取值都要有一部分的要求，使我认识到严谨认真的态度。同样应珍视老师在设计过程中耐心细致的讲解所起到的关键性指导作用。七. 参考文献陈新华 通信电子线路应用机械工业出版社侯丽敏 通信电子线路 清华大学出版社樊昌信 曹丽娜 通信原理国防工业出版社华永平 电子线路课程设计 东南大学出版社骆新全 黄玲玲 电路设计与仿真 北京航空航天大学出版社
