北京交通大学通信电子线路.docx
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北京交通大学通信电子线路
通信电子线路
实验报告
仿真实验报告
—调幅及检波
指导教师:
路勇
学生姓名
班级
学号
日期:
2015/11/16
成绩:
一、实验内容
学习和研究不同类型的振幅调制与解调,用EWB或MULTISIM仿真软件实现并观察波形,比较不同方式调制的特点。
二、实验目的
1、掌握普通AM、DSB、SSB调制和解调的原理、方法和特点。
2、熟练使用EWB/MULTISIM电路仿真软件,训练软件仿真的能力。
3、通过实验结果比较三种振幅调制的相同点和不通点。
三、实验原理
1、调幅电路
1)普通AM波调制电路
普通振幅调制波的表达式可写为:
即为一直流电压加低频调制信号,再与高频载波信号相乘。
图1普通AM波原理电路
图1中高频载波加到乘法器一个输入端,直流和调制信号加到另一输入端,输出端接入低通滤波器,以便滤除由非线性而产生的高次谐波分量。
2)DSB调制电路
若普通振幅调制电路输入端只有调制信号而没有直流电压,则输出就是抑制载波的双边带调制波。
图2DSB原理电路
3)SSB调制电路
SSB有两种调制方法,一种是滤波法,需要用到带通滤波器,取双边带信号的一个边带,但由于仿真软件中滤波器的生成较为复杂,在本次实验中不选择这种方法,而是选择移相法实现。
如下图所示,调制信号与载波信号经过平衡调幅器的相乘作用后,得到双边带信号u1,同时它们又经过90度相移网络再加到另一平衡调幅器,可的双边带信号u2,最后经过求和网络,得到单边带信号。
K为求和网络传输系数。
图3SSB移相法原理电路
这种方法也容易用软件仿真出来,利用电容即可。
不需用MULTISIM生成滤波器电路。
2、检波电路
1)峰值包络检波
适用于普通AM信号的解调,属于大信号检波,一般输入信号大于0.5V。
如下图,当输入信号大于负载两端电压时,二极管导通,电容充电,否则二极管截止,电容放电。
由于放电时间常数远大于信号的周期,放电速度慢,电压下降不多便又充电。
完成了峰值包络检波。
图4包络检波原理电路
2)乘积(相干)检波
接受端必须提供一个本地振荡信号,这个信号与发送端的载波同频同相,本地振荡信号与输入调幅波信号相乘可以产生调制信号分量和其他谐波组合分量,经低通滤波后就可以得到还原的调制信号。
图5相干检波原理电路
四、设计电路
1、普通AM波的调制与解调
采用包络检波的方法,电路图及参数如下:
图6普通AM的调制与解调电路
根据设定的信号峰峰值,选择检波电路的R1、R2和C的值,为了避免频率失真,应选择:
检波完成之后,仍包含一定高频分量,可在电路后连接低通滤波器。
MULTISIM可自动生成滤波器,但为了将检波波形与原信号进行对比,本次试验我们没有使用。
图7MULTISIM生成滤波器
2、DSB的调制与解调
图8DSB调制解调电路
3、SSB的调制与解调
图8SSB调制解调电路
五、结果分析
1、普通AM波(使用包络检波)
1)全调制以及失真分析
调幅指数mα=1
黄色线包络为调制信号,红色为调制后的AM波,蓝色为非相干解调后的波形。
图9全调制输入输出波形
上图检波参数为C2=20nF,R1=10kΩ,R2=20kΩ,可见检波波形基本上还原了调制信号中的信息。
但是存在惰性失真,即二极管截止期间C通过RL的放电速度过慢,上图所示白色方框中时刻跟不上输入调幅波包络的下降速度。
当减小C2,或者调小R1,即可解决惰性失真。
下图C2=20nF,R1=5kΩ。
可见惰性失真被改善。
(为便于观察省略已调波)
图10改善惰性失真
当R2减小到5kΩ时,出现底部切割失真。
图11底部切割失真
2)调幅指数mα=0.5
图12调制指数=0.5
3)过调,调幅指数mα=2
图13过调调制指数=2
2、DSB波(相干检波)
黄色线为调制信号,红色为调制后的DSB波,蓝色为相干解调后的波形。
图14DSB输入输出波形
3、SSB波(相干检波)
黄色线为调制信号,红色为调制后的SSB波,蓝色为相干解调后的波形。
图15SSB输入输出波形
4、三种调制方法的对比
AM信号:
波形的包络与调制信号成正比。
DSB信号:
信号的包络不再与输入调制信号成正比,故不能进行包络检波,有相位突变。
SSB信号:
SSB为等幅波。
六、实验总结
这次仿真实验使我对AM、DSB、SSB三种调幅波有了深刻的理解和认识。
通过报告的撰写,一步一步的分析调制和解调的原理、过程、电路设计、参数选择。
在报告中展现自己的工作量也是十分不容易的,需要调整各个参数,来达到一个最佳的阅读效果。
同时为了展现各种失真,也需要对参数的范围有一个深刻的认识。
并且,这一次使用仿真软件,又发现了许多新的功能,比如改变示波器的颜色,自动生成滤波器等。
也正是在一次次的试验中,我可以摸索着,学到更多。
七、参考文献
【1】《模拟集成电路系统》北方交通大学冯民昌
【2】《通信原理》郭宇春
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