振幅调制电路的设计与制作
振幅调制电路的设计与制作
西南xx大学
课程设计报告
课程名称：高频电路课程设计
设计名称：振幅调制电路的设计与制作
姓名：
学号:
班级：
指导教师：
起止日期：
西南xx大学信息工程学院制
课程设计任务书
学生班级：学生姓名：学号：
设计名称：振幅调制电路的设计与制作
起止日期：指导教师：
设计要求：
载波信号为1MHz，低频调制信号为1kHz，两个信号均为正弦波信号。这两个输入信号可以采用实验室的信号源产生，也可以自行设计产生，采用乘法器1496设计调幅电路。产生DSB信号，输出信号幅度>200mV。
课程设计学生日志
时间设计内容
12.12.27 查看教材以及上网查阅资料，确定方案
12.12.28 确定方案之后，在multisim上做仿真测试
12.12.29 到实验室领取课程设计所需要的元器件
12.12.30检查元器件，测量电阻电容的大小，并解决没有直接能获得的元器件
13.01.02 开始焊接电路
13.01.03 检查电路的问题，进行修改13.01.04 到实验室调试电路板，交作业13.01.06 答辩
振幅调制电路的设计与制作
一、设计目的和意义
1．加深理解幅度调制与检波的原理。
2．掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。
3．掌握集成模拟乘法器的使用方法。
4．能够根据原理图连接对应的调制信号输出与解调位置的信号输入。
二、设计原理
由集成模拟乘法器MC1496构成的振幅调制电路，可以实现普通调幅、抑制载波的双边带调幅以及单边带调幅。本次实验采用MC1496模拟乘法器是对两个模拟信号(电压或电流)实现相乘功能的有源非线性器件。主要功能是实现两个互不相关信号相乘．即输出信号与两输入信号相乘输出，总电路图如图1所示。
图1 电路原理图
振幅调制是由调制信号去控制载波的振幅，使之按调制信号的规律变化。我所做的课题要求是产生DSB波即双边带调幅信号，就是抑制载波的双边带调幅。抑制载波，
保留上、下边带形成的，它可以用载波和调制信号直接相乘得到。由抑制载波双边带调幅信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。载波相位在调制信号的0交点处要突变180°如下图2 DSB 调幅信号所示，在调制信号的负半周，已调波载波与原载波相位相反。因此严格地说，DSB 信号并非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号
。
调制信号
载波信号 设载波信号的表达式为：()
t U u c cm c ωcos =，调制信号的表达式为t
V t u
cm Ω=Ω
cos )(
以上两个信号输入之后则调制信号的表达式为：
t t m V u c cm ωcos )cos 1(0Ω+=
公式1
=t mV t t mV t V
c cm c cm c cm )cos(21)cos(21cos Ω-+Ω++ωωω
图2抑制载波双边带调幅信号
MC1496是双平衡四象限模拟乘法器，其内部结构电路如图3所示。其中Q 1、Q 2与Q 3、Q 4组成双差分放大器，集电极负载电阻R 5、R 6。Q 5、Q 6组成的单差分放大器用于激励Q 1~Q 4。Q 7、Q 8及偏置电路构成恒流源电路。A 通道由8、10脚接交流电压0.25Ｖ，可作为载波输入通道，B 通道1、4脚有外接调零电路；输出端6脚外接调谐于载频的带通滤波器；2、3引脚之间外接负反馈电阻。若实现普通调幅，可通过调节14电位器的滑动变阻器使1脚电位比4脚电位高，调制信号与直流电压叠加后输入B 通道，调节电位器可实现抑制载波的振幅调制或又载波的振幅调制。若实现DSB 调制，通过调节14电位器的滑动变阻器使１脚电位比４脚等电位，即B 通道输入信号仅为交流调制信号。
MC1496线性区和饱和区的临界点在15～20ｍＡ左右，仅当输入信号均小于26ｍ
ｖ时，器材才有理想的相乘作用，否侧输出电压中会出现较大的非线性误差。故，输入线性动态范围的上限值太小，不适应实际需要。为此，可在发射极引出端口２脚和３脚之间根据需要接入反馈电阻，从而调整（扩大）调制信号的输入线性动态范围，该反馈电阻同时也影响调制器增益。增大反馈电阻，会使器件增益下降，但能改善调制信号输入的动态范围。
141312111098
7
654321SIG+GADJ GADJ SIG-BIAS OUT +NC
V-NC
OUT -NC
CAR -NC CAR +
2
11
图3 MC1496内部电路结构
三、 详细设计步骤
1、了解设计原理
拿到题目之后首先在高频电子线路教材第五章中，回顾振幅调制的原理以及其输出双边带调幅信号的波形和频谱。了解其原理之后，在我们做过的高频实验报告册的第五个实验幅度调制与解调电路，了解集成电路MC1496的电路原理图。
2、Multisim上进行设计仿真
然后借鉴实验所用的实验原理图开始设计振幅调制电路。图4为初步设计做出来的原理电路图，在Multisim中测试其输入的载波信号和调制信号波形。结果如图5
图4 电路原理图
图5 上图为调制波输入
下图为载波输入
3、修改与实际动手
在实验室领取元器件之后，根据我所领取到的元器件的规格、大小以及种类对原理图进行一定的修改，并重新仿真，观察结果。以确定最终焊接电路时候的原理图。在实验室开始实际焊接电路。并完成实际测试。
四、设计结果及分析
当输入上图5所示的两个输入波形之后，检测到的输出波形为下图6所示
图6 输出的DSB波形
可以直观的观察到输出的波形，可以看到讲调幅波中的载波分量被抑制掉，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。单频调制的DSB波只有ωc+Ω和ωc-Ω两个频率分量，被称为上边带和下边带，他的频谱相当于从AM波的频谱中去掉了载波分量。计算公式如实验原理中的公式1。
五、体会
经过了这次的高频电子线路课程设计之后，让我对我所学习的这门课以及我们电子信息工程这个专业有了更深一步的认识，实际把我们课堂上，实验中所学所用到的电路，自己来动手设计并把它做成实物，在这段时间里，不管是在看原理，在Multisim 上进行仿真实验，以及动手焊接都激发了我极大的兴趣，让我在动手做的过程中体会到了乐趣，以及自己做出来之后的成就感。
不过，在设计以及制作的过程中，我也发现自己在理论知识上存在缺陷和不足，需要更深入的学习理论知识。在课程设计中，让我体会到了理论知识的必要性和重要性。当然经过这次实验之后，我对振幅调制电路的知识有了新的认识。
在动手能力方面，我也觉得自己得到了不少的锻炼，最开始焊接的电路调试老是有问题，但是仿真的电路却没问题，我最开始找不到解决办法，不过之后在老师的指导下，我学会了自己用万用表检测电路的方法，开始自己检测各个引脚与地以及引脚之间的电阻关系。终于找到了问题的所在，成功解决了问题并调试出了DSB波形。
六、参考文献
[1] 邹传云高频电子线路清华大学出版社2012年7月第1版
[2] 《高频电子线路实验》指导书西南科技大学信息工程学院