通信電子線路

1、課程設(shè)計(jì)通信電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： AM和DSB振幅調(diào) 調(diào)制器的設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 電信14-1班 姓 名： 王華杰 學(xué) 號(hào)： 1206110119 指導(dǎo)教師： 高艷東 成 績： 電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系1. AM和DSB振幅調(diào)制器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：用模擬乘法器MC1496/1596設(shè)計(jì)一個(gè)振幅調(diào)制器，使其能實(shí)現(xiàn)AM 和DSB信號(hào)調(diào)制。2. 概述2.1系統(tǒng)功能說明本系統(tǒng)是模擬相乘器MC1496實(shí)現(xiàn)的調(diào)幅電路。其功能是用輸入的高頻載波對(duì)輸入的另一路低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行線性調(diào)幅，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電路平衡，可以實(shí)現(xiàn)有載波的幅度調(diào)制和抑制載波的幅度調(diào)制。即輸出AM信號(hào)和DSB信號(hào)。2.2原

2、理框圖載波信號(hào) 乘法器 AM信號(hào)和DSB信號(hào)調(diào)制信號(hào) MC14963.硬件設(shè)計(jì)3.1電路原理圖3.1.1MC1496內(nèi)部電路原理圖 圖1 MC1496電路原理圖3.1.2基于MC1496的調(diào)幅電路圖2 MCl496調(diào)幅電路3.1.3振幅調(diào)制的波形及頻譜圖：圖3 振幅調(diào)制波形及頻譜圖3.2電路說明MCl496芯片是一種具有多種用途的集成模擬乘法器，輸出電壓為輸入信號(hào)和載波信號(hào)的乘積，可以應(yīng)用于抑制載波、調(diào)幅(振幅調(diào)制)、同步檢測、調(diào)頻檢測和相位檢測等。采用MCl496集成芯片設(shè)計(jì)振幅調(diào)制電路，比用分立元件設(shè)計(jì)振幅調(diào)制電路要簡單得多。MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。其內(nèi)部電路圖如圖

3、1所示。其中Q1、Q2與Q3、Q4組成雙差分放大器，Q5、Q6組成的單差分放大器用以激勵(lì)Q1到Q4。Q7、Q8及其偏置電路組成差分放大器Q5、Q6的恒流源。引腳8與10接輸入電壓Ux,1與4接另一輸入電壓Uy, 輸出電壓U0從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻RE, 對(duì)差分放大器Q5、Q6產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，以擴(kuò)展輸入電壓UY 的線性動(dòng)態(tài)范圍。引腳14為負(fù)電源（雙電源供電時(shí)）或接地端（單電源供電時(shí)），引腳5外接電阻R5。來調(diào)節(jié)偏置電流I5及鏡像電流I0的值。圖2所示基于MCl496調(diào)幅實(shí)驗(yàn)電路是由芯片MCl496和電阻、電容等元件組成的雙邊帶調(diào)幅電路，調(diào)制信號(hào)通

4、過C1輸入，加在芯片引腳的l、4之間；載波信號(hào)通過C2和由R6、R7、C3組成的載波信號(hào)調(diào)零電路輸入，加在芯片引腳的8、10之間；芯片2、3引腳外接RE電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍；R7用來調(diào)節(jié)芯片8、10引腳之間的平衡；調(diào)制信號(hào)通過C5輸出。3.3參數(shù)計(jì)算假設(shè)載波信號(hào)電壓為：調(diào)制電壓為: 由于實(shí)驗(yàn)電路中采用了由R6、R7和C3組成的載波信號(hào)調(diào)零電路，因此加在MCl496芯片引腳I、42_間的調(diào)制信號(hào)電壓為：即在調(diào)制信號(hào)上疊加上了一個(gè)直流分量VAB。 根據(jù)模擬乘法器的原理，調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式：式中K為比例常數(shù)。當(dāng)VAB=0時(shí)，為一個(gè)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。當(dāng)VAB0時(shí)，其中m稱為調(diào)制

5、度。調(diào)制度m的計(jì)算調(diào)制度m是一個(gè)描述普通調(diào)幅波特征的重要指標(biāo)。它反映了載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的程度。在直流分量VAB不變的條件下，調(diào)制信號(hào)振幅越大，調(diào)制度越大，或者說調(diào)幅越深，則高頻載波振蕩所攜帶的低頻功率愈大。普通調(diào)幅波的波形如圖4所示：圖4 普通調(diào)幅波從上可以看出，普通調(diào)幅波的振幅Um(t)反映了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，也稱為調(diào)幅波的包絡(luò)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,調(diào)幅波振幅的最大值Ummax和最小值Ummin分別為： 所以 此式即為測量調(diào)制度的實(shí)驗(yàn)方法。如當(dāng)下圖情況時(shí)，計(jì)算得調(diào)制度m=50%。R1 R2 與電位器RP 組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變RP 可以是乘法器實(shí)現(xiàn)抑制載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制，

6、其操作過程如下：（1）抑制載波振幅調(diào)制UX端輸入載波信號(hào)UC(t),其頻率fc=10.7MHZ。峰峰值Ucp-p=40mv。Uy 端輸入調(diào)制信號(hào)UW(T),其頻率為1KHZ，先使峰峰值為0，調(diào)節(jié)Rp，是輸出電壓為0，在逐漸增加峰峰值，則輸出信號(hào)的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)下圖（a）所示的抑制載波的調(diào)幅信號(hào)。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱，致使輸出出現(xiàn)漏信號(hào)。腳1和4分別接電阻R3和R4 可以較好地抑制載波漏信號(hào)和改善溫度性能。（2）有載波振幅調(diào)制Ux端輸入載波信號(hào)UC(t),fc=10.7MHZ , UCPP=40mV調(diào)節(jié)平衡電位器Rp 使輸出信號(hào)中有載波輸出。再從UY端輸入調(diào)制信號(hào)，其頻率為1K

7、HZ，當(dāng)Ucpp由零逐漸增大是，則輸出信號(hào)的幅度發(fā)生變化，最后出現(xiàn)如下圖（b）所示的有載波調(diào)幅信號(hào)的波形，調(diào)幅系數(shù)為m。4.軟件仿真圖4.1標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波（AM）首先在調(diào)制信號(hào)端輸入Vpp=150mV，f=3kHz的正弦調(diào)制信號(hào) ，調(diào)節(jié)，通過示波器觀察使其輸出信號(hào)幅度最小，這時(shí)載波輸入端的直流分量可近似為 0。然后在輸入端加80kHz 的載波信號(hào) ，調(diào)節(jié)R9，使萬用表的電壓V=0.1v，改變端所加調(diào)制信號(hào)的幅度=50mv，打開仿真開關(guān)示波器輸出波形如圖8所示。此時(shí)系數(shù)<1，調(diào)幅波包絡(luò)能夠反映調(diào)制信號(hào)波形。改變調(diào)制信號(hào)幅度，其余參數(shù)保持不變，此時(shí)有可能包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)形狀不再形同，>1

8、，調(diào)幅波產(chǎn)生了失真，此種情況成為過調(diào)制。雙邊帶調(diào)幅（DSB）調(diào)節(jié)R9,使電壓表示數(shù)為0，在載波信號(hào)輸入端所加載波信號(hào)不變，在調(diào)制信號(hào)輸入端加 Vpp=150mV，f=1.5kHz的正弦調(diào)制信號(hào)，運(yùn)行仿真開關(guān)，如圖9所示, 由圖可看出雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的幅度仍然隨調(diào)制信號(hào)而變化，但其包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)波形的變化，而且在調(diào)制信號(hào)正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半周的載波相位反相，即在調(diào)制信號(hào)波形過零點(diǎn)處的高頻相位發(fā)生了180的突變。這種只發(fā)射邊帶不發(fā)射載波的抑制載波雙邊帶調(diào)幅波克服了普通調(diào)幅波功率利用率低的缺點(diǎn)。DSB波，載波在過零點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)反相。下圖可見反相情況：改變R9參數(shù)偏離50%，調(diào)整至80

9、%，此時(shí)調(diào)幅波波形會(huì)發(fā)生失真。調(diào)幅電路仿真圖5.結(jié)論仿真分析對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅，應(yīng)使其調(diào)幅系數(shù)小于或等于1，此時(shí)調(diào)幅波包絡(luò)能夠反映調(diào)制信號(hào)波形。當(dāng)條幅系數(shù)大于1時(shí)，調(diào)幅波會(huì)出現(xiàn)失真，因此在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅時(shí)應(yīng)保證條幅系數(shù)小于或等于1.對(duì)于雙邊帶調(diào)幅，雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的幅度仍然隨調(diào)制信號(hào)而變化，但其包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)波形的變化，而且在調(diào)制信號(hào)正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半周的載波相位反相，即在調(diào)制信號(hào)波形過零點(diǎn)處的高頻相位發(fā)生了180的突變。當(dāng)給載波信號(hào)輸入端疊加了一個(gè)直流分量，這樣就出現(xiàn)了正負(fù)幅值不相等的輸入信號(hào)，所以調(diào)幅波也出現(xiàn)了上下不對(duì)稱的 DSB 波形。4.2心得體會(huì)在本次課程設(shè)計(jì)，通過在Multisim中仿真AM和DSB振幅調(diào)制，我對(duì)Mulsitim這個(gè)軟件的功能和使用有了基本了解；對(duì)“高頻電子線路”中振幅調(diào)制部分的知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)這方面理論知識(shí)的理解。 本次課程設(shè)計(jì)還讓我認(rèn)識(shí)到其實(shí)我對(duì)很多專業(yè)知識(shí)不夠掌握，對(duì)電路原理、調(diào)制原理理解不夠深，導(dǎo)致我在課程設(shè)計(jì)中遇到了很多麻煩，今后