文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 幅度调制、混频和检波课程设计

幅度调制、混频和检波课程设计

幅度调制、混频和检波课程设计
幅度调制、混频和检波课程设计

AM,DSB,SSB调制和解调电路的设计。

东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22

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。与AM信号相比,因为不存在载波分量,DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分,所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率,所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB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容。同时加强了团队合作意识,培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人:曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作,利用两天时间完成对设计题目的认识与了解,用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 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[1]。 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

FM调制解调电路的设计

FM 调制/解调电路的设计 摘要:本设计根据锁相环原理,通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计,将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号,最终实现信号的调制解调。原理分析,我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ,最大频率偏移m f ?≥5KHz ,解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设计指标。 关键词:锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率,搬移到频率较高的频段,以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路,它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位,取出与这两个信号的相位差成正比的电压,并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率,以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器,来取出解调信号。 技术指标: 1.载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ; 2.FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ,最大频率偏移?fm ≥5KHz ; 3.解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率,即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调(也称频率检波或鉴频)。 本实验是用CD4046数字集成锁相环(PLL )来实现调频/解调(鉴频)的。 1.FM 调频电路原理图(如图1所示) 将调制信号加到压控振荡器(VCO )的控制端,使压控振荡器得输出频率(在自振频率(中心频率)o f 上下)随调制信号的变化而变化,于是生成了调频波。

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现

基于FPGA的QPSK调制解调电路设计与实现数字调制信号又称为键控信号,调制过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制,最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK).根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制).多进制数字调制与二进制相比,其频谱利用率更高.其中QPSK(即4PSK)是MPSK(多进制相移键控)中应用最广泛的一种调制方式。 1 QPSK简介 QPSK信号有00、01、10、11四种状态。所以,对输入的二进制序列,首先必须分组,每两位码元一组。然后根据组合情况,用载波的四种相位表征它们。QPSK信号实际上是两路正交双边带信号, 可由图1所示方法产生。 QPSK信号是两个正交的2PSK信号的合成,所以可仿照2PSK信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A和B两个分量,然后还原成串行二进制数字信号,即可完成QPSK信号的解调,解调过程如图2所示。

图1 QPSK信号调制原理图 图2 QPSK信号解调原理图 2 QPSK调制电路的FPGA实现及仿真 2.1基于FPGA的QPSK调制电路方框图 基带信号通过串/并转换器得到2位并行信号,,四选一开关根据该数据,选择载波对应的相位进行输出,即得到调制信号,调制框图如图3所示。 图3 QPSK调制电路框图 系统顶层框图如下

图中输入信号clk为调制模块时钟,start为调制模块的使能信号,x为基带信号,y是qpsk调制信号的输出端,carrier【3..0】为4种不同相位的载波,其相位非别为0、90、180、270度,锁相环模块用来进行相位调节,用来模拟通信系统中发送时钟与接收时钟的不同步start1为解调模块的使能信号。y2为解调信号的输出端。 2.2调制电路VHDL程序 程序说明

Protel课程设计模拟乘法器调幅电路

目录 1 模拟乘法器电路的原理及设计 (1) 1.1 课程设计性质 (1) 1.2 课程设计目的 (1) 1.3 课程设计内容及要求 (1) 1.4 课程设计基本原理 (1) 1.4.1 基本原理: (1) 1.4.2 集成模拟乘法器MC1496 (2) 1.4.3 幅度调制 (5) 1.4.4 设计原理图说明 (5) 2 Protel绘制原理图 (6) 2.1 模拟乘法器调幅电路原理图的绘制 (6) 2.2 Protel具体绘制步骤 (6) 2.3 模拟乘法器调幅电路元件布局 (10) 2.4 电路原理图 (10) 3 模拟乘法器调幅电路PCB制作 (11) 3.1 PCB简要说明 (12) 3.2 封装 (12) 3.3 布局与自动布线 (13) 3.4 自动布线结果: (15) 3.5 设置敷铜 (16) 4 总结体会 (18) 参考文献 (19)

1 模拟乘法器电路的原理及设计 1.1 课程设计性质 综合设计性试验,本课程设计涉及的主要学科分支为通信电子线路。 1.2 课程设计目的 1. 掌握用集成模拟乘法器实现全载波 调幅、抑止载波双边带调幅的方法。研究已调 波与调制信号以及载波信号的关系。 2. 通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅波形。 3. 了解并掌握模拟乘法器(MC 1496)的工作原理,掌握调整与测量其特性参数的方 法 4. 熟悉并巩固Protel 软件画原理图,以及Multisum 仿真软件进行仿真,独立完整地 设计一定功能的电子电路,以及仿真和调试等的综合能力。 1.3 课程设计内容及要求 1. 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch (自选)。可以涉及模拟、数字、高频、单片机等等电路。 2. 绘制电路原理图相应的双面印刷版图*.pcb 。 本课设内容与要求:主要利用MC 1496设计幅度调制器,在已知电源电压为 +12V 和-12V 下,工作频率MHz f 100≈,设计幅度调制器,要求输出功率:mW P O 50≥,效率%50>η 1.4 课程设计基本原理 1.4.1 基本原理: 幅度调制就是载波的振幅(包络)随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由实验箱的高频信号源产生的10MHz 高频信号,利用DDS 信号发生器输出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。

AM调制与解调电路设计

AM 调制与解调电路设计 一.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=??+=???? 二.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 21 LC c ω= c 1640ωπ= L 200H,C 188F 1BB V μμ===另U (2).调幅电路如下图所示:

调幅波形如下: 可知调幅信号与包络线基本匹配 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1 c RC ω ,取 ()510/10/0.00194c c RC ωω== 2.为避免惰性失真,有m a x /0.00336 a RC 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 1 c L C R Ω ,取 4.7c C F μ= 3.调制解调电路如下图所示: o am U U 与波形为: o L U U 与解调信号的波形为:

基极调幅电路设计

基极调幅电路设计 一.设计原理 基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现调幅。晶体管是一种非线性器件,只要让其工作在非线性(甲乙类,乙类或丙类)状态下,即可用它构成调幅电路。一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上,利用晶体管的发射结进行频率变换,并通过选频放大,从而达到调幅的目的。 它的基本电路如下图1-1,由图可知,低频调制信号电压U Ωcos Ωt 与直流偏压V BB 相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随调制信号波形而变化。由于在欠压状态下,集电极电流的基波分量I cm1随基极电压成正比。因此,集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。调幅过程是非线性变换的过程,将产生多种频率分量,所以调幅电路应LC 带滤波器,用来滤除不需要的频率分量。为了获得有效的调幅,基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。 图1-1 基极振幅调制器的原理电路 二.实验电路: 根据图1-1的原理电路图,设定输入高频载波的幅度bm U 为10V ,频率为15MHZ 。输入调制信号的幅度U 为2V ,频率为600KHZ 。因为LC 满足谐振条件,所以可设电容和电感分别为L=11.26nF ,C=10nH 。经过调试,两个直流电源分别为 BB U =0.1V 和CC U =35V 。则电路图如下图所示:

Q1 2N5656 V1 35 V V2 0.1 V C3 11.26nF L110nH V3 10 Vrms 15MHz 0° V42 Vrms 600kHz 0° 4 5 1 2 8 图2-1 基极振幅调制器原理电路图 三.实验步骤: 1. 基极调幅的特性曲线 极振幅调制器电路由NI Multisim 软件模拟仿真实现,基极振幅调制特性分析如下图所示:

高频实验五 模拟乘法器幅度调制实验报告

实验五 模拟乘法器幅度调制实验 实验六 调幅波同步解调实验 实验五 模拟乘法器幅度调制实验 一.实验目的 1. 通过实验了解集成模拟乘法器MC1496的典型应用电路工作原理,通过调整外部电路的元件参数,得到AM 波和DSB-SC 波。 2. 通过实验,验证普通调幅波(AM )和抑制载波双边带调幅波(AM SC DSB -/)的相关理论,并研究调制信号、载波信号与已调波之间的关系。 3.掌握在示波器上观察调幅波和测量调幅指数的方法。 二、实验使用仪器 1.集成模拟乘法调幅实验板 2.100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4.低频双通道信号源 5.高频信号源 三、实验基本原理与电路 1.调幅信号的分析 (一) 普通调幅波(AM )(表达式、波形、频谱、功率) (1).普通调幅波(AM )的数学表达式、波形 设调制信号为单一频率的余弦波: t U u m Ω=ΩΩcos , 载波信号为 :t U u c cm c ωcos = 普通调幅波(AM )的表达式为: AM u =t t U c AM ωcos )()cos 1(t m U a cm Ω+=t c ωcos 式中,a m 称为调幅系数或调幅指数。 由于调幅系数a m 与调制电压的振幅成正比,即m U Ω越大,a m 越大,调幅波包络的变化速度越大。 一般a m 小于或等于1。如果a m >1,调幅波产生失真,这种情况称为过调幅。

未调制状态调制状态 m a Ucm ω0 Ω 图5-1 调幅波的波形 (2). 普通调幅波(AM )的频谱 普通调幅波(AM )的表达式展开得: t U m t U m t U u c cm a c cm a c cm AM )cos(2 1 )cos(21cos Ω-+Ω++ =ωωω (5-2) 它由三个高频分量组成。将这三个频率分量用图画出,便可得到图5-2所示的频谱图,在这个图上调幅波的每一个正弦分量用一个线段表示,线段的长度代表其幅度,线段在横轴上的位置代表其频率。 图1-2 普通调幅波的频谱图 调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。在单频调制时,其调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍,即F B 2= (二) 抑制载波双边带调幅(AM SC DSB -/) 由以上讨论可以看出AM SC DSB -/调制信号有如下的特点: (a )AM SC DSB -/信号的幅值仍随调制信号而变化,但与普通调幅波不同, AM SC DSB -/的包络不再反映调制信号的形状,仍保持调幅波频谱搬移的特征。 (b )在调制信号的正负半周,载波的相位反相,即高频振荡的相位在0)(=t f 瞬间有0180的突变。 (3)AM SC DSB -/调制,信号仍集中在载频0ω附近,所占频带为 max 2F B D SB = 由于AM SC DSB -/调制抑制了载波,输出功率是有用信号,它比普通调幅经济。但在频带利用率上没有什么改进。

FM调制解调电路的设计说明

DOC 格式. FM 调制/解调电路的设计 摘要:本设计根据锁相环原理,通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计,将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号,最终实现信号的调制 解调。原理分析,我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ,最大频率偏移m f ?≥5KHz , 解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设 计指标。 关键词:锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率,搬移到频率较高的频段,以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路,它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位,取出与这两个信号的相位差成正比的电压,并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率,以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器,来取出解调信号。 技术指标: 1.载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ; 2.FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ,最大频率偏移?fm ≥5KHz ; 3.解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率,即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调(也称频率检波或鉴频)。 本实验是用CD4046数字集成锁相环(PLL )来实现调频/解调(鉴频)的。 1.FM 调频电路原理图(如图1所示) 将调制信号加到压控振荡器(VCO )的控制端,使压控振荡器得输出频率(在自振频率(中心频率)o f 上下)随调制信号的变化而变化,于是生成了调频波。

实验8 集成乘法器幅度调制电路

实验8 集成乘法器幅度调制电路 —、实验准备 1.做本实验时应具备的知识点: ●幅度调制 ●用模拟乘法器实现幅度调制 ●MC1496四象限模拟相乘器 2.做本实验时所用到的仪器: ●集成乘法器幅度调制电路模块 ●高频信号源 ●双踪示波器 ●万用表 二、实验目的 1.通过实验了解振幅调制的工作原理。 2.掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法,并研究已调波与调制信号,载波之间的关系。 3.掌握用示波器测量调幅系数的方法。 三、实验内容 1.模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。 2.用示波器观察正常调幅波(AM)波形,并测量其调幅系数。 3.用示波器观察平衡调幅波(抑制载波的双边带波形DSB)波形。 4.用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。 四、基本原理 所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡(载波)的幅度,使其成为带有低频

信息的调幅波。目前由于集成电路的发展,集成模拟相乘器得到广泛的应用,为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。 1.MC1496简介 MC1496是一种四象限模拟相乘器,其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图8-1所示。由图可见,电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对(T 1~T 4),且这两组差分对的恒流源管(T 5、T 6)又组成了一个差分对,因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是: ⑻、⑽脚间接一路输入(称为上输入v 1),⑴、⑷脚间接另一路输入(称为下输入 v 2),⑹、⑿脚分别经由集电极电阻R c 接到正电源+12V 上,并从⑹、⑿脚间取输出v o 。 ⑵、⑶脚间接负反馈电阻R t 。⑸脚到地之间接电阻R B ,它决定了恒流源电流I 7、I 8的数值,典型值为6.8k Ω。⒁脚接负电源-8V 。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v 1、v 2的极性皆可取正或负,因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明: 122th 2c o t T R v v v R v ??= ? ???, 因而,仅当上输入满足v 1≤V T (26mV)时,方有: 12 c o t T R v v v R v = ?, 才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。

基于Multisim调制解调仿真电路设计

基于Multisim调制解调仿真电路设计 春芽电子科技春芽ing 摘要 通信电路系统中实现调制解调方法很多,而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来鉴频实现调制解调因为工作稳定、失真度小、信噪比高等优点被广泛应用。本课题分别设计2ASK、2PSK、2FSK的调制解调电路,功能是数字基带信号经过调制输出模拟信号,然后运用锁相环进行解调出数字信号,所以调制解调电路都运用Multisim软件进行仿真分析。对2ASK、2FSK、2PSK解调电路时低通滤波器输出的波形失真比较大,经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。整个硬件电路设计中,尽量做到电路简单实用,基本达到功能要求。 关键词:调制解调,Multisim仿真,锁相环 Abstract Communication circuit system to achieve a lot of modulation and demodulation, and the phase-locked loop frequency demodulation is the use of modern technology to achieve phase locked loop demodulation because the work is stable, low distortion, high signal noise ratio is widely used. This topic design of 2ASK, 2PSK, 2FSK modulation and demodulation circuit function is digital base band signal after the modulation output analog signal, then use the PLL to demodulate the digital signal, so modulation and demodulation circuit use Multisim software simulation analysis. The waveform distortion of the low pass filter output of 2ASK, 2FSK and 2PSK demodulation circuits is relatively large, and the digital baseband pulse can be regenerated by the sampling decision circuit. Throughout the hardware circuit design, as far as possible to achieve a simple and practical circuit, the basic requirements to achieve functional. Keywords: Modulation and Demodulation, Multisim Simulation, Phase Locked Loop

调幅解调电路的设计.(DOC)

调 幅 解 调 电 路 的 设 计 ——高频电子线路期末设计 小组成员:彭银虎 200740620134 宋伟男 200740620138 王海燕 200740620144 杨静 200740620156

一、调幅解调电路的设计 任务: 1).明确系统的设计任务要求,合理选择设计方案及参数计算; 2).利用Protel99SE进行仿真设计;; 3).画出电路图、波形图、频率特性图。 1.基本原理 (1)振幅调制 调幅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。 若设载波为u c(t)=Ucmcosωc t, 调制信号为单频信号,即uΩ(t)=UΩmcosΩt, 则普通调幅信号为: u AM(t)= (U cm+kUΩm cos Ωt)cosωc t=U cm(1+M a cosΩt)cosωc t 其中M a=kaUΩm/Ucm为调幅指数(调幅度),ka为比例系数。普通调幅波的波形和频谱图如图(1)所示。 因为载波不包含信息,为了减小不必要的功率浪费,可以只发射上下边频,而不发射载波,称为抑制载波的双边带调幅信号,用DSB表示。 设载波为u c(t)=U cm cosωc t, 单频调制信号为uΩ(t)=Uωm cosΩt(Ω〈〈ωc), 则双边带调幅信号为:

u DSB(t)=kuΩ(t)u c(t)=kUΩm U cm cosΩtcosωc t = 错误!未找到引用源。[cos (ωc+Ω)t+cos (ωc-Ω)t] 其中k为比例系数。 可见双边带调幅信号中仅包含两个边频, 无载频分量, 其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。图(2)显示了单频调制双边带调幅信号的有关波形与频谱图。 需要注意的是, 双边带调幅信号不仅其包络已不再反映调制信号波形的变化, 而且在调制信号波形过零点处的高频相位有180°的突变。可以看出, 在调制信号正半周, cosΩt为正值, 双边带调幅信号u DSB(t)与载波信号u c(t)同相;在调制信号负半周, cosΩt为负值, u DSB(t)与u c(t)反相。所以, 在正负半周交界处, u DSB(t)有180°相位突变。另外,双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的,为2Fmax。 因为双边带信号不包含载波,所以发送的全部功率都载有信息,功率有效利用率高。因此在本设计中,调幅模块我们采用的是抑制载波的双边带调幅信号。 (2)调幅信号的解调 调幅信号的解调是振幅调制的相反过程,是从已调高频信号中恢复调制信号,通常将这种调制称为检波。完成这种解调的电路称为振幅检波器。检波电路有包络检波和同步检波。本设计采用同步检波方式。

振幅调制器(利用乘法器)

振幅调制器(利用乘法器) 一、研究目的 1.弄清用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程,并研究已调波与二个输入信号的关系。 2.掌握测量调幅系数的方法。 3.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。 二、基本原理 1.普通调幅波 振幅调制是用需传送的信息(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。若载波信号电压为,调制信号为。 则普通调幅波的振幅为: 普通调幅波的数学表示式为: 若 单频调幅波的振幅为: 称为包络函数。 则单频调幅波的数学表示式为:

其中为调幅指数(调幅度),为比例系数。普通调幅波的波形如图5-22所示。 图1普通调幅波的波形 可以看出,已调幅波的包络形状与调制信号一样。从调幅波的波形上看出包络的最大值和最小值分别为: 故可得 图2 过调制调幅波形 普通调幅时;如果,则已调波包络形状与调制信号不一样,这种情况称为过调制,过调制的波形如图5-23所示。

载波分量并不包含信息,调制信号的信息只包含在上下边频内。实际上,调制信号是包含多个频率的复杂信号,如调幅广播所传送的语音信号频率约为50Hz至4.5kH Z,调制后,各个语音频率产生各自的上边频和下边频,迭加后形成上边频带和下边频带,且上、下边频幅度相等且成对出现。 调幅过程实质上是一种频谱搬移过程。经过调制后,调制信号的频谱由低频被搬移到载频附近,成为上、下边频带。 2.抑制载波的双边带调幅 因为载波不包含信息,为了减小不必要的功率浪费,可以只发射上、下边频,而不发射载波,称为(抑制载波的双边带调幅信号)用DSB表示。这种信号的其数学表示式为 双边带调幅信号的振幅为,而普通调幅波高频信号的振幅为,显 然双边带的振幅有正有负,而普通调幅波在时振幅不可能出现负值。单频调制的双边带调幅波各信号波形如图5-24所示。 图3双边带调幅信号的波形 双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的, 但它的包络已不能完全准确地反映低频调制信号的变化规律。双边带信号在调制信号的负半周,已调波高频与原载波反相,调制信号的正半周,已调波高频与原载频同相;双边带信号的高频相位在调制电压过零点处跳变180度。另外, 双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的,为2Fmax。 因为双边带信号不包含载波,所以发送的全部功率都载有信息,功率有效利用率高。 3.单边带调幅 双边带调幅波两个边带都包含调制信号的信息,所以可以进一步把其中的一个边带抑制掉,而只发射一个边

振幅调制解调及混频习题

第六章振幅调制、解调及混频 思考题与练习题 6-1已知载波电压为u C=U C sinωC t,调制信号如图p6-1,f C>>1/TΩ。分别画出m=0.5及m=1两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。 图p6-l 6-2某发射机输出级在负载R L=100Ω上的输出信号为uo(t)=4(1+0.5cosΩt)cosωC t(V)。求总的输出功率Pav、载波功率P C和边频功率P边频。 6-3试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图;(1)AM波;(2)DSB信号;(3)SSB信号。 6-4在图p6-2所示的各电路中,调制信号uΩ=UΩcosΩt,载波电压u C=U C cosωC t,且ωc>>Ω,Uc>>UΩ,二极管 VD1、VD2的伏安特性相同,均为从原点出发,斜率为 g D的直线。(1)试问哪些电路能实现双边带调制?(2)在能够实现双边带调制的电路中,试分析其输出电流的频率分量。 图p6-2

6-5试分析图p6-3所示调制器。图中,Cb对载波短路,对音频开路;u C=U C cosωC t,uΩ=UΩcosΩt。(1)设U C及UΩ均较小,二极管特性近似为i=a0+a1u+a2u2,求输出电压uo(t)中含有哪些频率分量(忽略负载反作用)?(2)如U C>>UΩ,二极管工作于开关状态,试求uo(t)的表示式。(要求:首先,分析忽略负载反作用时的情况,并将结果与(1)比较;然后,分析考虑负载反作用时的输出电压。) 图p6-3 6-6调制电路如图p6-4。载波电压控制二极管的通断。试分析其工作原理并画出输出电压波形;说明R的作用(设TΩ=13T C,T C、TΩ分别为载波及调制信号的周期)。 图p6-4 6-7在图p6-5所示桥式调制电路中,各二极管的特性一致,均为自原点出发、斜率为gD的直线,并工作在受u2控制的开关状态。若设RL>>RD(RD=1/gD),试分析电路分别工作在振幅调制和混频时u1、u2各应为什么信号,并写出uo的表示式。

振幅调制电路实验报告

南昌大学实验报告 学生姓名:王晟尧学号:6102215054专业班级:通信152班 实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩: 乘法器振幅调制电路 一、实验目的 了解并研究各个模拟乘法器调幅电路特性和波形变化的特点以及频谱分析。 二、实验原理 调制、解调和混频电路是通信设备中重要的组成成分。用代传输的低频信号控制高频载波参数的电路,称为调制电路。振幅调制有基本的普通调幅(AM)和在此基础上演变出来的抑制载波的双边带调幅(DSB)、单边带调幅(SSB)。 三、实验步骤 (1)普通调幅(AM) V2为载波信号 V1为调制信号

傅里叶频谱分析:

由以上数据可以得知: ①仿真检测的调制信号频率与输出调幅波的包络信号频率基本相同;载波信号的振幅按照调制信号的变化规律变化而形成的调幅波,携带着调制信号的信息,调幅波的包络线与相应的调制信号相同; ②调制过程实际上是一种频率搬移的过程,即经过调幅后,调制信号的频谱被对称地搬移到载频的两侧。同时,在调幅波中,载频不含任何有用信息,需传输的信息只包含与边频分量中,边频的振幅反映了调制信号幅度的大小,边频的频率反映调制信号频率的高低。 (2)双边带调幅(DSB)

傅里叶频谱分析: 可知:①为了节省发射功率,可采用抑制载波信号的双边带调幅电路; ②双边带调幅波波形仍随调制信号变化,但其包络线已不再反映原调制信号的形状,当调制信号进入负半周时,载波信号产生180度相位突变; ③双边带调幅波同样是实现频谱搬移,但频谱图上没有出现载波分量,只有两个边带分量。 (3)单边带调幅(SSB)

傅里叶频谱分析: 由以上数据可以知:①单边带调制方式将已调波的频谱宽度基本压缩了一

通信原理实验振幅键控(ASK)调制与解调实验

《通信原理》实验报告 实验七:振幅键控(ASK)调制与解调实验 实验九:移相键控(PSK/DPSK)调制与解调实验 系别:信息科学与技术系 专业班级:电信0902 学生姓名: 同组学生: 成绩: 指导教师:惠龙飞 (实验时间:2011年12月1日——2011年12月1日) 华中科技大学武昌分校

实验七 振幅键控(ASK )调制与解调实验 一、实验目的 1、 掌握用键控法产生ASK 信号的方法。 2、 掌握ASK 非相干解调的原理。 一、实验器材 1、 信号源模块 一块 2、 ③号模块 一块 3、 ④号模块 一块 4、 ⑦号模块 一块 5、 20M 双踪示波器 一台 6、 连接线 若干 二、基本原理 调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量,当用二进制信号分别调制这三种参量时,就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控(2FSK )、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号,而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。 1、 2ASK 调制原理。 在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断,即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”,这样就可以得到2ASK 信号,这种二进制振幅键控方式称为通—断键控(OOK )。2ASK 信号典型的时域波形如图9-1所示,其时域数学表达式为: 2()cos ASK n c S t a A t ω=? (9-1) 式中,A 为未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元:

实验三---集成乘法器幅度调制实验

实验三---集成乘法器幅度调制实验

高频实验报告实验名称:集成乘法器幅度调制实验 南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的

a) 通过实验了解集成乘法器幅度调制的工作原理,验证普通调幅波(AM ) 和抑制载波双边带调幅波(AM SC DSB -/)的相关理论。 b) 掌握用集成模拟乘法器MC1496实现AM 和DSB-SC 的方法,并研究调制信 号、载波信号与已调波之间的关系。 c) 掌握在示波器上测量与调整调幅波特性的方法。 二、实验基本原理与电路 1.调幅信号的原理 (一) 普通调幅波(AM )(表达式、波形、频谱、功率) (1).普通调幅波(AM )的表达式、波形 设调制信号为单一频率的余弦波: t U u m Ω=ΩΩcos ,载波信号为 : t U u c cm c ωcos = 普通调幅波(AM )的表达式为AM u =t t U c AM ωcos )()cos 1(t m U a cm Ω+=t c ωcos 式中, a m 称为调幅系数或调幅度。 由于调幅系数a m 与调制电压的振幅成正比,即 m U Ω越大, a m 越大,调幅波 幅度变化越大, 一般 a m 小于或等于1。如果 a m >1,调幅波产生失真,这种情况称为过调幅。 未调制状态调制状态 m a Ucm ω0 Ω 图3-1 调幅波的波形 (2). 普通调幅波(AM )的频谱 普通调幅波(AM )的表达式展开得: t U m t U m t U u c cm a c cm a c cm AM )cos(2 1 )cos(21cos Ω-+Ω++ =ωωω 它由三个高频分量组成。将这三个频率分量用图画出,便可得到图

ASK调制与解调电路设计

《电力系统自动化》课程设计任务书

目录 一.背景描述…………………………二.设计内容…………………………三.工作原理…………………………四.电路设计及参数设置……………五.仿真及波形分析…………………六.设计总结…………………………七.参考文献…………………………

一.背景描述: 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。由于电能生产的特点,能源中心和负荷中心一般相距甚远,电力系统分布在很广的地域,其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里,远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况,已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据,必须借助于一种技术手段,这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况(包括开关状态、设备的运行参数等)转换成便于传输的信号形式,加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰,经过调制后,由专门的信息通道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制,还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来,供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站,驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控,所以,远动技术是四遥的结合。 二.设计内容: 1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计ASK调制解调电路。 4. 熟悉ORCAD软件的应用,学习元件库使用、原理图的建立以及 应用原理图进行仿真的基本方法。 三. 工作原理: 1. 数字调幅技术的原理和实现方法 (1)数字调制的概念 用二进制(多进制)数字信号作为调制信号,去控制载波某些参量的变化,这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调制,反之,称为数字解调。 (2)数字调制的分类 在二进制时分为:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。

乘法器调幅电路

******************* 实践教学 ******************* 2010年秋季学期 高频电子线路课程设计 题目:常规调幅电路的设计 专业班级:通信工程 姓名: 学号: 指导教师: 成绩: 摘要 随着电子技术的发展,集成模拟乘法器应用也越来越广泛,它不仅应用于模拟量的运算,还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。

在本次课程设计实验中,通过对高频电子线路的振幅调制与解调,模拟乘法器的学习设计出由双差分对乘法器为主构成的乘法器常规调幅电路,通过对电路的设计,参数的确定,设计出了适合本课题的方案,按照设计的电路图在Multisim10中画出具体的仿真电路图并进行了调试,观察实验结果并与课题要求的性能指标做了对比,最后对实验结果经行了分析总结,本实验采用Multisim10软件,由自己单机安装并仿真 关键字:双差分对乘法器调制Multisim10 目录 第1章乘法器常规调幅设计方案及意义 1.1 乘法器常规调幅的设计意义

1.2 乘法器常规调幅设计的总体方案 1.3 总体设计方案框图及分析 第2章乘法器常规调幅电路设计 2.1乘法器常规调幅电路设计思路及各部分结构原理 2.2 乘法器常规调幅电路参数选择计算 2.3 乘法器常规调幅电路设计 2.4 设计电路仿真实现 2.5设计电路仿真结果分析 2.6仿真电路设计失真分析 第3章设计总结 参考文献 第1章乘法器常规调幅设计方案及意义 1.1 乘法器常规调幅的设计意义 随着电子技术的发展,集成模拟乘法器应用也越来越广泛,它不仅应用于模拟

量的运算,还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和解调电路,,其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。作调幅时,高频信号加到输入端,低频信号加到Y 输入端;作解调时,同步信号加到X 输入端,已调信号加到Y 输入端。调试时,首先检查器件各管脚直流电位应符合要求,其次调节调零电路,使电路达到平衡。集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件,它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算,同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路,是一种通用性很强的非线性电子器件,目前已有多种形式、多品种的单片集成电路,同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。 1.2 乘法器常规调幅设计的总体方案 调制就是指携带有用信息的调制信号去控制高频载波信号解调是调制的逆过程,将有用的低频信号从高频载波中还原出来。调幅过程是非线性变换的过程 普通调幅(全载波调制) 普通调幅是用需传送的信息(调制信号))(t u Ω去控制高频载波)(t u c 的振幅,使其随调制信号)(t u Ω的规律而变化。 调幅时,载波的频率和相位不变,而振幅将随调制信号线性变化。若载波信号为t U t u c cm c ωcos )(=,调制信号为)(t u Ω。则普通调幅波的振幅为: )()(t u k U t U a cm cm Ω+= (1) 式中,a k 是一个与调幅电路有关的比例常数。)(t U cm 称为包络函数,它反映了)(t u Ω的变化规律。因此,调幅波的数学表达式为 t t u k U t t U t u c a cm c cm AM ωωcos )]([cos )()(Ω+==

FSK调制解调原理及设计

一.2FSK 调制原理: 1、2FSK 信号的产生: 2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如,1码用频率f1来传输,0码用频率f2来传输,而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 式中,假设码元的初始相位分别为1θ和2θ;112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率;幅度为A 为一常数,表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种: (1)模拟法,即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1(a )所示。 (2)键控法,用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路,以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1(b )所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同,只有一点差异,即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的,而键控法产生的2FSK 信号,则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知,一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和,即 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。 其中,n a 为n a 的反码,即若1=n a ,则0=n a ;若0=n a ,则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性: 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和,所以,这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果,比较方便,即 2FSK 信号带宽为 s s F S K R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中,s s f R =是基带信号的带宽。 二.2FSK 解调原理: 仿真是基于非相干解调进行的,即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下 M 信号非相干检测解调框图 当k=m 时检测器采样值为: 当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0,只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了,于是其余相关器的输出仅有噪声组成。 其中噪声样本{}和{}都是零均值,具有相等的方差 对于平方律检测器而言,即先计算平方包络

相关文档