通信电子线路教学内容.docx

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通信电子线路教学内容

通信电子线路

通信电子线路

课程设计报告

课程设计

题目：

AM和DSB振幅调调制器的设计

班级：

电信14-1班

姓名：

王华杰

学号：

1206110119

指导教师：

高艳东

成绩：

电子与信息工程学院

信息与通信工程系

1.AM和DSB振幅调制器的设计

设计要求：

用模拟乘法器MC1496/1596设计一个振幅调制器，使其能实现AM和DSB信号调制。

2.概述

2.1系统功能说明

本系统是模拟相乘器MC1496实现的调幅电路。

其功能是用输入的高频载波对输入的另一路低频调制信号进行线性调幅，通过调节滑动变阻器调节电路平衡，可以实现有载波的幅度调制和抑制载波的幅度调制。

即输出AM信号和DSB信号。

2.2原理框图

载波信号

乘法器AM信号和DSB信号

调制信号MC1496

3.硬件设计

3.1电路原理图

3.1.1MC1496内部电路原理图 

图1MC1496电路原理图

3.1.2基于MC1496的调幅电路

图2MCl496调幅电路

3.1.3振幅调制的波形及频谱图：

图3振幅调制波形及频谱图

3.2电路说明

MCl496芯片是一种具有多种用途的集成模拟乘法器，输出电压为输入信号和载波信号的乘积，可以应用于抑制载波、调幅（振幅调制）、同步检测、调频检测和相位检测等。

采用MCl496集成芯片设计振幅调制电路，比用分立元件设计振幅调制电路要简单得多。

MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。

其内部电路图如图1所示。

其中Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器，Q5、Q6组成的单差分放大器用以激励Q1到Q4。

Q7、Q8及其偏置电路组成差分放大器Q5、Q6的恒流源。

引脚8与10接输入电压Ux,1与4接另一输入电压Uy, 输出电压U0从引脚6与12输出。

引脚2与3外接电阻RE, 对差分放大器Q5、Q6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压UY 的线性动态范围。

引脚14为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时），引脚5外接电阻R5。

来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。

图2所示基于MCl496调幅实验电路是由芯片MCl496和电阻、电容等元件组成的双边带调幅电路，调制信号通过C1输入，加在芯片引脚的l、4之间；载波信号通过C2和由R6、R7、C3组成的载波信号调零电路输入，加在芯片引脚的8、10之间；芯片2、3引脚外接RE电阻，以扩大调制信号动态范围；R7用来调节芯片8、10引脚之间的平衡；调制信号通过C5输出。

3.3参数计算

假设载波信号电压为：

调制电压为:

由于实验电路中采用了由R6、R7和C3组成的载波信号调零电路，因此加在MCl496芯片引脚I、42_间的调制信号电压为：

即在调制信号上叠加上了一个直流分量VAB。

根据模拟乘法器的原理，调幅波的数学表达式：

式中K为比例常数。

当VAB=0时，

为一个抑制载波的双边带调幅波。

当VAB≠0时，

其中m称为调制度

。

调制度m的计算

调制度m是一个描述普通调幅波特征的重要指标。

它反映了载波振幅受调制信号控制的程度。

在直流分量VAB不变的条件下，调制信号振幅越大，调制度越大，或者说调幅越深，则高频载波振荡所携带的低频功率愈大。

普通调幅波的波形如图4所示：

图4普通调幅波

从上可以看出，普通调幅波的振幅Um（t）反映了调制信号的变化规律，也称为调幅波的包络，其数学表达式为：

调幅波振幅的最大值Ummax和最小值Ummin分别为：

所以

此式即为测量调制度的实验方法。

如当下图情况时，计算得调制度m=50%。

R1R2与电位器RP组成平衡调节电路，改变RP可以是乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制，其操作过程如下：

（1）抑制载波振幅调制

UX端输入载波信号UC（t）,其频率fc=10.7MHZ。

峰峰值Ucp-p=40mv。

Uy端输入调制信号UW（T）,其频率为1KHZ，先使峰峰值为0，调节Rp，是输出电压为0，在逐渐增加峰峰值，则输出信号的幅度逐渐增大，最后出现下图（a）所示的抑制载波的调幅信号。

由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。

脚1和4分别接电阻R3和R4可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。

（2）有载波振幅调制

Ux端输入载波信号UC（t）,fc=10.7MHZ,UCPP=40mV调节平衡电位器Rp使输出信号中有载波输出。

再从UY端输入调制信号，其频率为1KHZ，当Ucpp由零逐渐增大是，则输出信号的幅度发生变化，最后出现如下图（b）所示的有载波调幅信号的波形，调幅系数为m。

4.软件仿真图

4.1标准调幅波（AM）

首先在调制信号端输入Vpp=150mV，f=3kHz的正弦调制信号，调节

，通过示波器观察使其输出信号幅度最小，这时载波输入端的直流分量可近似为0。

然后在输入端加80kHz的载波信号，调节R9，使万用表的电压V=0.1v，改变

端所加调制信号的幅度

=50mv，打开仿真开关示波器输出波形如图8所示。

此时系数

<1，调幅波包络能够反映调制信号波形。

改变调制信号幅度

，其余参数保持不变，此时有可能包络形状与调制信号形状不再形同，

>1，调幅波产生了失真，此种情况成为过调制。

双边带调幅（DSB）

调节R9,使电压表示数为0，在载波信号输入端所加载波信号不变，在调制信号输入端加Vpp=150mV，f=1.5kHz的正弦调制信号，运行仿真开关，如图9所示,由图可看出双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化，但其包络不再反映调制信号波形的变化，而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相，即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了180的突变。

这种只发射边带不发射载波的抑制载波双边带调幅波克服了普通调幅波功率利用率低的缺点。

DSB波，载波在过零点时会出现反相。

下图可见反相情况：

改变R9参数偏离50%，调整至80%，此时调幅波波形会发生失真。

调幅电路仿真图

5.结论

仿真分析

对于标准调幅，应使其调幅系数小于或等于1，此时调幅波包络能够反映调制信号波形。

当条幅系数大于1时，调幅波会出现失真，因此在标准调幅时应保证条幅系数小于或等于1.

对于双边带调幅，双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化，但其包络不再反映调制信号波形的变化，而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相，即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了180的突变。

当给载波信号输入端叠加了一个直流分量，这样就出现了正负幅值不相等的输入信号，所以调幅波也出现了上下不对称的DSB波形。

4.2心得体会

在本次课程设计，通过在Multisim中仿真AM和DSB振幅调制，我对Mulsitim这个软件的功能和使用有了基本了解；对“高频电子线路”中振幅调制部分的知识有了进一步的认识，加深了对这方面理论知识的理解。

本次课程设计还让我认识到其实我对很多专业知识不够掌握，对电路原理、调制原理理解不够深，导致我在课程设计中遇到了很多麻烦，今后学习中应扎实掌握原理部分；不实践，很多细小的东西是注意不到的，诸多环节往往影响整个系统的正常运转，在实际连电路或是调波形时应注意细节，在今后的专业知识学习中我应该更注重实际动手操作，锻炼自己的能力，注重能力的培养才能更好地学习更深层次的专业知识。

5.1设计的功能

5.2不足

5.3工作展望

6.参考文献