高频电子线路课程设计DSB波的调制和解调Word文件下载.docx

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接下来我们需要验证这个设计的可行性，即输入合适的调制信号和载波信号进行仿真，看我们的设计是否符合要求。

二、总体设计方案

1、DSB波的调制和解调总的来说分为三大部分：

（1）模拟乘法器1用于调制部分，即在传送信息的一方（发送端）所要传送

的信息（它的频率一般是较低的附加在载波上；

（2）模拟乘法器2用于解调部分，即将调幅信号中的原信号取出来；

（3）低通滤波器滤除从检波器解调出来的无用频率分量，取出所需要的原

调制信号。

将三个模块连在一起，就完成了整个DSB波的发送和接收。

2、系统设计总框图如下：

3、工作原理：

调制是将信号“附加”在高频振荡上，利用调制信号来控制高频振荡的某一参数随信号而变化。

调制分为连续波调制和脉冲调制，连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率和相位，因而有调幅、调频和调相三种方法。

将原信号从接收到的调制信号中抽取出来称为解调。

此电路运用的是简单调幅波的调制与解调，调制指的是用需要传送的信息（低频调制信号）去控制高频载波的振幅，使其随调制信号线性变化。

检波有包络检波和同步检波，本设计采用同步检波方式。

双边带条幅波中不含载波分量，用相乘器进行检波时，需要在接收端产生一个载波。

在检波的过程产生了许多新频率，经过低通滤波器滤除无用的频率分量，取出所需要的原调制信号。

三、单元设计

1、调制电路

（1）工作原理

将信号“附加”在高频振荡上，利用调制信号来控制高频振荡的某一参数随信号

而变化

（2）工作框图

：

（3）计算公式：

令调制信号：

Ωv=ΩVcostΩ

载波信号：

v1=Vm1cosω0t

经过乘法器之后，得已调波信号：

2v=KV

m1ΩVcosω0tcostΩ=21KVm1ΩV（（[]ttΩ-+Ω+ωω00coscos

（4）理论上调幅波的形成和频谱图

当调制信号为正弦波时，看下图调幅波的形成，由图可以看出，调幅波是载波振幅按照调制信号的大小成线性变换的高频振荡。

加入具体值计算：

载波频率

f

=1MHz，调制频率

=10kHz

于是理论上得到调幅波的上边频为：

1Mhz-10khz=990khz下边频：

1Mhz+10khz=1.01Mhz

（5）调制电路原理图如下所示

工作性能：

该电路运用国产集成电路双差分对模拟乘法器XFC1596。

其中QQ2

1

与

QQ4

3

组成双差分放大电路。

QQ65组成单差分放大电路用以激励Q1至Q4，

Q

Q8

7

及其偏置电路组成差分放大器

Q6

5

的恒流源。

R7对差分放大器Q

产生串联电流负反馈，以扩展输入电压u0的线性动态范围。

R4用来调节偏置电流I5及镜像电流I0值。

由XFC1596HE旁边的电容和电阻构成了双边带的调制电路。

接在①端的是调制信号Ωv；

接在②端和③端的1KΩ电阻用作负反馈电阻，以扩大

Ωv的线性

动态范围；

接在⑤端的6.8KΩ电阻用来控制电流源的电流值I0；

接在⑥端和⑨端的3.9KΩ电阻为两管的集电极负载电阻；

从+12V电源到⑦端和⑧端的电阻为T1～T4

提供基极偏置电压；

⑦端输入载波电压V1；

Rp为载波调零电位器，其作用是：

将

Ωv移去，只加载波电压V

，调节Rp，使输出载波电压V0=0。

双差

分对的工作特性取决于载波输入电压振幅Vm

1的大小。

当V

m

1>

26mV时，电路工

作于开关状态；

1<

26mV时，电路工作于线性状态。

当同时加入V1和

Ωv后，

输出回路电压V0即为载波被抑制的双边带调幅波。

若想得到标准的调幅波输出，则只要在

Ωv=0时，调节R

p

，使输出载波电

压V0为适当数值，则在加入Ω

v后，即可获得标准的调幅输出。

同时电路还加了一个射级跟随器，这样就可以抑制高次谐波，减小后级对前级的影响。

2、解调电路

运用同步检波器对被抑制的双边带信号进行调节，，这是必须外加一个频率和相位都与被抑制的载波相同的电压。

（2）工作框图如图所示：

（3）计算公式

输入已调信号2v为载波分量被抑制的双边带信号，vo为与被抑制载波相同的载波信号令2v=V

1cosω1tcostΩ

V

v

=cos（ϕω

+t1

ϕ

表示相位差

假定乘法器传输系数为1解调信号3v=V

1V

（cosω1tcostΩcos

（

ϕω

=2

cosϕcostΩ+4

cos

（[]ϕ

ω

+Ω+t1

2

+4

Vm

+Ω-t1

经低通滤波器滤除ω21附近的频率分量后就得到频率为Ω的低频信号，有

基带信号vΩ=2

cosϕcostΩ

（3）理论上检波的形成和频谱图

Ω

2x1Mhz-10khz=1.99Mhz下边频：

2x1Mhz+10khz=2.01Mhz

（4）解调中的检波电路原理图如下

此图是与调制电路中的模拟乘法器一模一样，只是输入的信号不同。

在电路的调制中已详细介绍，。

所以这里不再详述其工作原理

（5）解调电路中的低通滤波器：

RC低通滤波器：

所谓的低通滤波器就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路滤除。

经滤波器之后，

其基带信：

3、完整电路图

其工作原理在前面已有详述，在此不再重复。

Ωt

VVtcoscos2

1（0m1m⋅=

ϕv

10

具体值计算（ka=1）

四、仿真结果

经过设计原理图，我们进行仿真，得出如下仿真结果。

假设仿真参数如下所示：

载波频率f0

=1MHz，载波幅值50mV调制频率

=10kHz，调制幅值10mV

仿真波形及频谱如下：

1、取载波频率

c

=1MHz载波幅值50mV

此为载波V1波形，在要求上应该为频率为3MHz，幅值为500mV的正弦波，试验中我们发现这样出来的波形不怎么好看，由于定义上的高频没有那么精确的分界，于是就选用差不多的1MHz的正弦信号，这样的波形就相对而言就比较好看些。

图9载波波形

分析：

载波是一个高频波，波形与输入值很接近

11

图10载波频谱

分析；

仿真值大约为1.78MHZ，与理论值1.99MHZ很接近

2、取调制频率

=10kHz，调制幅值

10mV

图11调制信号波形

调制信号频率较低，其输出波形符合要求

12

图12调制信号频谱

由图可看出其频率大约为10khz，与理论值相符。

3、经模拟乘法器1出来之后

图13已调制信号波形

由仿真图可看出，形成调幅波以后，它的载波频率维持不变，与未调之前一样，其包络波形与调制信号大体相同。

此为已调波波形，可知为调制信号：

Ωv=ΩVcostΩ,

13

V1=V

1cosω0t,

经过乘法器之后，得已调波信号V2=V1KΩ

Vcosω0tcostΩ

=0.5K

1ΩV（（[]ttΩ-+Ω+ωω00

coscos

该信号在误差范围内与我们理论上的波形相似。

图14已调制信号频谱

由仿真图可看出，形成调幅波以后，它的载波频率维持不变，与未调之前一样。

调制之后出现的频率与ω0-Ω与ω0+Ω的两个频率，其值与我们的理论值大体相同。

4、经模拟乘法器2出来之后

图15解调信号波形

14

理论的波形是已调波的一半，由仿真图可看出，它与理论波形有一定的差异，。

这是因为在检波的过程波产生了一定的损耗。

另一方面我们的图形有好多絮状边，这是因为3v=V

（cosw0tcostΩcos

（0∂+tw

cos∂costΩ+4

cos[

02（∂+tw]

cos[

2（0∂-w]

在这过程中，可能会产生其他的谐波，故有那么多的边。

图16解调信号频谱

解调之后出现的频率与2ω0-Ω与2ω0+Ω的两个频率，其值与我们的理论值大体相同。

这是因为经检波器之后，解调信号

3v=V

+41

5、经过低通滤波器之后

图17基带信号波形

由取出的基带信号波形课知，其波形产生了一定的差异，但大体与调制波形相同。

图18基带信号频谱

仿真基带信号频率大约为9.32khz，与我们的理论值大体相同

从仿真结果看，与计算结果有一定的差异。

接收的基带信号与调制信号波形并不

是完全相同，即信号在传送过程产生了一点变化。

估计是因为在传送过程中，信号受到外界的影响幅值产生了损耗而产生误差。

解调后波形的失真是由于载波并不能完全达到同步，即本地载波与输入信号载波和相位不同时，产生了输出减小。

四、元件清单

五、总结设计方案评价

这次设计成功的完成了DSB波的调制和解调，设计思想清晰明了，通俗易懂。

1、此设计方案的优点是：

（1）运用双差分对模拟乘法器，由差分电

路组成的镜像电流源抑制了其中存在的温度漂移；

（2）可以双端输入信号，操作方便：

（3）同步检波器直接反应调制信号变化规律，让我们清楚的看清它变化的过

程。

2、但从仿真结果我们也发现了其中的不足之处：

（1），本地载波与输入信号载波的相位和频率不能同时相同，产生了误差；

从检波器中检出的调制信号发生了变化，比原调制信号的幅度减小

（3）在调制和解调过程中产生的中心频率稳定性不是很好。

3、方案改善：

可改用锁相环路对调幅波镜像解调，实际上是利用锁相回路供给一个稳定度高的载波电压，与调幅波在在非线性器件中进行乘积检波，输出即可获得原调制信号。

这种方法克服了用同步检波是本地载波不能与已调波稳定同步的缺陷，可以得到中心频率稳定度高的检波信号，从而得到较为精确的原调制波形。

六、问题及其解答

八、心得体会

通过这次课程设计，我对课本知识又有了深入的了解，明白了我们平时接触最多的信息是如何发送和接收的。

在充分了解了它的工作原理后，我们自己动手实践，增强了实践能力，将所学的模电和高频知识结合在一块，并运用到实际中

在这次的课程设计中，我明显的体会到，对于基础知识的掌握与发挥的重要性及动手能力的必要性。

知识的积累与运用，并不是表面上这么简单，学习中积累现实中运用，两者相结合，达到最佳效果。

团队配合也是至关重要的，大家知识的相互交流，使解决问题的效率明显提高。

这次设计让我体会到了以下几点道理：

第一、是心态问题。

要做好一件事，心态是很重要的。

有好的心态，就会投入十二分的心力去努力，做事效果也是事半功倍。

第二、就是遇事多动脑，并且注意学习其他人的长处，吸收老师和教导者的经验。

第三、动手能力的培养。

这次实习，使我们动手能力得到很大的提高。

在生活中遇到一些小事情时自己动手解决，这样可以增强我们的自信心，对我们将来去适应陌生事物是有很大帮助的。

面对任何事情都不要缺少自信心，我们不怕失败，我们可以输得起任何东西，青春年华、精力、力量，惟独自信不可失。

实习是短暂的，但留给我的感受是深刻

的。

自己现在该做的，就是当认识到自己的不足时，那就该如何去改造自己，如何完善自己。

我们要做的那就是在这有限的时间内，完成自己应该完成的事，经历自己应该经历的事情。

九，参考文献

高瑜翔2008高频电子线路北京：

科学出版社

张肃文2004高频电子线路北京：

高等教育出版社

樊昌信，曹丽娜20006通信原理北京：

国防工业出版社

董玉冰2008Multisim9在电工电子技术中的应用北京：

清华大学出版社