幅度调制器高频课程设计.docx
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幅度调制器高频课程设计
摘要
本设计是根据要求进行的振幅调制电路的设计，用Multisim软件进行仿真，仿真成功后用AltiumDesigner软件设计实验电路，并绘制PCB电路板，根据电路图对设计进行制作，最后进行调制测试。
通过对电路的设计，加深了对相关原理的理解，并对相关软件有了较深刻的理解与使用能力，为后续相关课程与相关软件的学习和应用打下了坚实的基础。
是根据高频电子线路所学的知识，掌握电路设计，熟悉电路制作，运用所学理论和方法进化的一次综合性设计训练。
培养了独立分析问题和解决问题的能力，还提高了自己的动手能力和综合水平。
本设计采用的是MC1496芯片，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，在振幅调制电路中起到了至关重要的作用。
通过MC1496芯片与其他相关电子元件的组合，画出电路原理图，完成PCB电路的绘制，完成课程设计，是一种对自我综合能力的测试盒提高。
关键字：
Multisim；调制；MC1496乘法器
ABSTRACT
Thisdesignisanamplitudemodulationcircuitbasingontherequirements.，usingMultisimsoftwareforsimulate,designingexperimentalcircuitusingADsoftwarewhensimulationsuccessfulanddrawingPCBboardbythetime.Accordingthecircuitdiagramtoproduct,modulationwouldtobedonefinally.Throughthedesignofcircuit,deepeningthecomprehensionofprincipleandtheabilityofapplication,makeabetterfoundationforthelectureandsoftwarerelatedsubsequent.Thisdesignisacomprehensivedesigntrainingaccordingtotheknowledgeofhigh-frequencyelectroniccircuit,graspofcircuitdesigningandfamiliarwithcircuitproduction.Exercisingthecapableofanalyzingandsolvingmattersoneselfandimprovingourabilityofmakingbyhand.
Achipisusinginthedesign,wherehasabasiccircuitofthefour-quadrantanalogmultiplier,playingacrucialroleintheamplitudemodulationcircuit.Throughcombinechipwithotherelectroniccomponents,drawthecircuitdiagram,thencompletethedrawingofthecircuit.Doingwellwiththecurriculumdesign,couldmakeagreaterprogressincomprehensivecapabilityofoneself.
Keywords：
Multisim；Amplitudemodulation；MC1496
第一章绪论
1.1课程设计内容与要求
已知条件：
电源电压
，
，集成模拟乘法器芯片MC1496。
主要技术指标：
工作频率
，输出功率
，效率
。
课程设计要求：
要求有课程设计说明书，并制作出实际电路。
实验仪器设备：
高频信号发生器1台
数字存储示波器1台
无感起子1把
数字万用表1台
12V直流稳压电源1台
-12V直流稳压电源1台
1.2课程设计基本原理
1.2.1基本原理：
幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号。
本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。
1KHZ的低频信号为调制信号。
振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
1.2.2集成模拟乘法器MC1496
（1）内部结构以及图形
图1-1MC1496内部电路图
（2）静态工作点设置
静态工作点调测：
使调制信号
=0,载波
=0，调节电位器使各引脚偏置电压接近下列参考值：
V8V10V1V4V6V12V2V3V5
5.62V5.62V0V0V10.38V10.38V-0.76V-0.76V–7.16V
1.2.3幅度调制
振幅调制就是使载波信号的振幅随信号的变化规律而变化的技术。
通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。
幅度调制也是是正弦波或脉冲序列的幅度随调制信号线形变化的过程。
调幅信号的表达式为：
（1）
其中
是由电路决定的比例常数，
表示调幅波。
第二章振幅调制原理
2.1振幅调制产生原理
所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。
振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。
为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
设正弦载波为
（2）
式中，
为载波幅度，
，
为载波角频率，为
载波频率。
调制信号（基带信号）为
（3）
因为调幅波的振幅与调制信号称正比，所以可得调幅波的振幅表示式为
（4）
式中，
是由调制电路决定的比例常数。
由于实现振幅调制后载波频率保持不变，因此可得调幅波表示式为
（5）
2.2AM和DSB调幅电路
2.2.1标准调幅波（AM）产生原理
图2-1标准调幅波产生原理框图
设载波信号的表达式为
，调制信号的表达式为
，则调幅信号的表达式为
（6）
式中，
——调幅系数，
——上边带信号
——下边带信号
图2-2标准调幅波示意图
由图2-2可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。
为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。
2.2.2双边带调幅（DSB）产生原理
在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由便在传送。
如果在AM调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波的双边带调幅波
双边带调幅波的表达式为
（7）
图2-3双边带调幅波框图
图2-4双边带调幅波示意图
第三章电路仿真与测试
3.1Multisim仿真电路
MC1496内部电路如图3-1所示：
图3-1MC1496内部结构图
电路工作原理图如图3-2所示：
图3-2乘法器调制器电路
3.2仿真波形
首先用示波器观察高频载波与调制信号的输入波形：
图3-3高频载波信号
图3-4调制信号
然后在
输入端输入
，f=10MHz的正弦载波信号，调节
，通过示波器观察使其输出信号幅度最大。
然后在输入端加1.5kHz的调制信号，打开仿真开关示波器输出波形如图3-5所示。
图3-5标准调幅波波形
图3-5为调幅度ma<1的普通调幅波，可看出调幅波幅度的变化量随调制信号波形的变化呈线性变化。
当增大调制信号的幅度，其余参数不变，示波器得到的波形如图3-6所示，可看出调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，这就是过调制现象，所以我们要求普通调幅的调制系数必须不能大于1。
图3-6全载波过调制波形
3.2抑制载波双边带信号的实现
断开调制信号，调节RP，使输出载波幅度接近0，再将调制信号接入，其余参数不变，示波器得到的波形如图3-7所示。
图3-7抑制载波双边带调幅波形
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。
第四章电路安装与调试
4.1电路板制作
仿照Multisim电路图在AltiumDesigner软件中画好原理图，并根据元器件大小做好封装，布线。
制作完成的电路板如图4-1所示
图4-1振幅调制电路板
4.2电路调试
4.2.1双边带调幅波
在载波输入端输入频率10MHz，Vpp=500mv左右的载波信号，观察示波器，调节RP，使载波幅度接近0。
此时接入调制信号，得到如图4-2所示波形
图4-2双边带调幅波
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。
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。
4.2.2普通调幅波
调节RP，是输出端输出载波信号，将f=1.5KHz，Vpp=200mv的调制信号接入，得到如图4-3所示波形
图4-3普通调幅波
此时调制深度
<1，调幅波幅度的变化量随调制信号波形的变化呈线性变化。
其余参数不变，增大调制信号，得到
=1的普通调幅波
图4-4
=1的普通调幅波
图4-5
>1的普通调幅波
结束语
通过这次课程设计，不仅对课本的知识有了更深入的了解，也培养了电路设计基本思路和方法，提高了综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力，更加强了团队之间的合作精神。
培养对专业知识的兴趣，这次基本上达到了课程设计的目的。
在调幅电路设计中，先计算电路参数，利用Multisite进行仿真，在计算机调节各项参数直至设计出符合要求的电路，结合书本上原有的电路图上的数值进行对比，计算出符合设计要求的数据。
直到得出设计所要求结果。
由设计最后电路的测量分析可知，Multisite中仿真分析结果与理论计算结果十分接近。
在电路制作方面，使用了ActiumDesigner进行电路板的设计，利用ActiumDesigner强大的拓扑运算能力，从元器件的布局到电路走线一气呵成，大大缩短了电路板制作周期，而且在调试过程中对比PCB图可以很快发现电路的错误并进行纠正，提高了设计的效率。
同时让我深刻体会到理论和实际是不同的两个环节，就比如，设计出来的电路在理论上是可行的，但是实际做出来的板子可能也会没有波形出现，这就需要调试，调试又要从理论上找准修改的元器件的值，所以在这次理论与实践相结合的设计中强化了对理论知识的理解。
参考文献
[1]胡宴如.高频电子线路.[M].北京：
高等教育出版社，2009
[2]谢自美.电子线路设计、实验、测试.[M]武汉：
华中科技大学出版社，2006
[3]李秀人.电子技术实训指导.[M]北京:
国防工业出版社,2006
附录
附录A：
元件清单
元件
数量
元件
数量
MC1496
1片
滑动变阻器10K
1个
电阻470Ω
4个
滑动变阻器50K
1个
电阻51Ω
3个
中周12M
1个
电阻1kΩ
2个
极性电容10uf
2个
滑动变阻器1K
1个
瓷片电容0.1uf
5个
附录B：
调试仪器
名称
数量
示波器
1
直流稳压
12V电源
1
函数信号发生器
2
无感起子
1
万用表
1
附录C：
AltiumDesigner原理图
附录D：
AltiumDesignerPCB图
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