高频电子线路-am调制与解调电路设计_本科论文

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海南大学课程论文

课程名称：高频电子线路课程设计

题目名称：AM调制与解调电路设计

学院：信息科学技术学院

专业班级：12级通信工程B班

姓名：

学号：20121613310103

指导老师：

目录

一、题目分析 (3)

1.前言 (3)

2.基本理论 (3)

二、电路设计 (4)

1.仿真分析 (4)

2.设计要求 (6)

3.设计内容 (6)

（1）电路设计 (6)

（2）调幅电路 (7)

（3）解调电路 (9)

三、心得体会 (10)

四、问题分析 (12)

五、参考文献 (13)

基于Multisim的调幅电路的仿真

1.前言

信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。

AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。

论文主要是综述现代通信系统中AM 调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关内容。同时培养分析问题、解决问题的综合能力。

2.基本理论

由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。

所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这

个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相。

振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为载波）的幅度，是已调波的幅度随调制信号的大小线性变化，而保持载波的角频率不变。在振幅调制中，根据所输出已调波信号频谱分量的不同，分为普通调幅（AM ）、抑制载波的双边带调幅（DSB ）、抑制载波的单边带调幅（SSB ）等。AM 的载波振幅随调制信号大小线性变化。DSB 是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。SSB 是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。它们的主要区别是产生的方法和频谱的结构不同。

AM 调制与解调电路设计

1.利用仿真软件 Multisim 10对AM 电路仿真分析

（1） AM 信号的数学表达式

AM 信号是载波信号振幅在0m V 上下按输入调制信号规律变化的一

种调幅信号，表达式如下：

[]t w t u k V t v c a m o cos )()(0Ω+= （1）

由表达式（1）可知，在数学上，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图1所示。图中，M A 为相乘器的乘积

图1 普通调幅（AM ）电路的组成模型

常数，A 为相加器的加权系数，且a cm M k AV A k A ==,

设调制信号为：

)(t u Ω=M c U E Ω+cos t Ω

载波电压为：

cM t c U u =)(cos t w c

上两式相乘为普通振幅调制信号：

cM C t s U E K u +=()(cos t Ω）t w U c cM cos

=C cM E KU (+t w t U c M cos )cos ΩΩ

=t w t M E KU c a c cM cos )cos 1(Ω+

=t w t M U c a S cos )cos 1(Ω+ （2）

式中,C

M a E U M Ω=称为调幅系数(或调制指数) ，其中0＜a M ≤1。而当a M ＞1时，在π=Ωt 附近，)(t u c 变为负值，它的包络已不能反映调制信号的变化而造成失真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是要尽量避免的。

)(t u o )(t u Ω

)(t u c )

(t u Ω调幅电路 A )(t u o

)

(t u c xy A M x

y

++ )(t u c

2.设计要求：设计AM 调制和解调电路

调制信号为：()1S 3cos 272103cos164t V tV ππ=?+=????

载波信号：()2S 6 cos 2107210 6 cos1640t V tV ππ=??+=????

3. 设计内容：本题采用普通调幅方式，解调电路采用包络检波方法；

调幅电路采用丙类功放电路，集电极调制；检波电路采用改进后的二极管峰值包络检波器。

（1）AM 调幅电路设计：

①.参数计算：

()6cos1640c u t tV π=载波为，()3cos164t tV πΩ=调制信号为u

则普通调幅信号为am cm U U [1cos164]cos1640a M t t ππ=+

其中调幅指数0.5a M =

最终调幅信号为am U 6[10.5cos164]cos1640t t ππ=+

为了让三极管处在过压状态cc U 的取值不能过大，本题设为6v

其中选频网络参数为

21LC c ω=

c 1640ωπ= L 200H ,C 188F

1BB V μμ===另U

②调幅电路如下图所示：

图2 调幅波形如下：

图3

可知调幅信号与包络线基本匹配。

其频谱为：

图4

（2）检波电路设计：

参数计算：

取

10L R k =Ω

1.电容C 对载频信号近似短路，故应有1c RC ω

,取

()510/10/0.00194c c RC ωω== 2．为避免惰性失真，有max 1/0.00336a a RC M M -Ω= ,取0.0022,1RC R k C F μ==Ω=，则

3．设11212250.2,,330, 1.6566

R R R R R R R k R ====Ω=Ω则。因此， 4．c C 的取值应使低频调制信号能有效地耦合到L R 上，即满足

min

1c L C R Ω ，取 4.7c C F μ= （3）调制解调电路如下图所示：

图5

o am U U 与波形为：

图6

其频谱为：

图7

o L U U 与解调信号的波形为：

图8

下面的波形为解调信号波形，基本正确，没有出现惰性失真和底部切割失真。

三、 心得体会：

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的

思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用仪器、仪表;了解了电路的连线方法;以及如何提高电路的性能等等，掌握了焊接的方法和技术，通过查询资料，也了解了收音机的构造及原理。

我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。

要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

四、问题分析：

问题1.关于元器件型号的选择问题：参考书上给出的元器件在仿真软件上找不到，而软件中的元件库太过庞大，想找到理想中的元器件如同大海捞针，不知如何选择。

答：我们尝试在网上下载有关元件的详细参数，但是由于所下载的资料大多是英文的，给阅读和理解带来很大的困难；此外我们还采用了

最笨的方法解决这个问题，那就是试探法，经过查找和试探，最终勉强解决了这个问题。

问题2.频谱的意义是什么？

答：频谱图可以表示出频率的分布范围，从而有利于选择合适的滤波器，获得有用的频率成分，另外还可由频谱图看出能量的分布。

问题3.包络检波部分的二极管反向会有什么影响？

答：造成输出波形反向，与原输出波形相位相差180度。

参考文献

[1]曾兴雯，刘乃安，陈健.高频电路原理与分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003，6.

[2]郑步生,吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002，2.

[3]华成英，童诗白.模拟电子技术基础(第四版). 高等教育出版社