北京交通大學(xué)電信學(xué)院通信電子線路課程研討概要

1、振幅調(diào)制與檢波仿真實驗報告級：跡名：號：指導(dǎo)教師：路勇實驗日期:2012.11.28Am AVcm = 2a調(diào)幅電路< (r)實驗名稱:振幅調(diào)制與檢波電路仿真實驗?zāi)繕?biāo)L理解AMDSB和SSB言號調(diào)制與解調(diào)的原理2.通過使用EW戒multisim的仿真，更好的理解振幅調(diào)制與檢波電路的實現(xiàn)方法二：實驗原理及內(nèi)容1. AM信號的調(diào)制解調(diào)原理AM信號是載波信號振幅在Vm。上下按輸入調(diào)制信號規(guī)律變化的一種調(diào)幅信號，表達(dá)式如下：Vo(t)=vmo+kaUQ(t)koSWct由表達(dá)式可知，調(diào)幅電路的組成模型可由一個相加器和一個相乘器組成，如圖A"為相乘器的乘積常數(shù)，A為相加器的加權(quán)系數(shù)，且A

2、=k,力一2. DSB信號的調(diào)制解調(diào)原理DSB是在普通調(diào)幅的基礎(chǔ)上抑制掉不攜帶有用信息的載波，保留攜帶有用信息的兩個邊帶。雙邊帶調(diào)制信號的包絡(luò)已不再反映UO(t)的變化，但它仍保持頻譜搬移的特性，因而仍是振幅調(diào)制波的一種。雙邊帶調(diào)制表示為：山二履匕雙邊帶調(diào)制信號組成模型：DSB調(diào)制器模型圖：»八DSD(r)其中,設(shè)正弦載波為c(t)=AcostZo)式中，A為載波幅度；c為載波角頻率；映為初始相位(假定©為0)。雙邊帶解調(diào)通常采用相干解調(diào)的方式，它使用一個同步解調(diào)器，即由相乘器和低通濾波器組成。在解調(diào)過程中，輸入信號和噪聲可以分別單獨解調(diào)。相干解調(diào)的原理框圖如圖所示：

3、87;怙(/)3. SSB信號的調(diào)制解調(diào)原理SSB是在雙邊帶調(diào)幅的基礎(chǔ)上，去掉一個邊帶，只傳輸一個邊帶的調(diào)制方式。單頻時的SSB言號仍是等幅波，但它與原載波電壓是不同的。SSB言號的振幅和調(diào)制信號的幅度成正比，它的頻率隨著調(diào)制信號頻率的不同而不同，因此它含有消息特征。單邊帶信號的包絡(luò)與調(diào)制信號的包絡(luò)形狀相同，在單頻調(diào)制時，它們的包絡(luò)都是一個常數(shù)。實驗設(shè)計與實驗方法1 .普通AM調(diào)幅信號波形及產(chǎn)生、調(diào)制與解調(diào)AM信號表達(dá)式：Vo(t)=vmo+ka嗆(t)boSWct設(shè)調(diào)制信號為:U辿)二Ec+UocosOt載波電壓:%產(chǎn)cose普通振幅調(diào)制信號：Us(t)=K(Ec+UCMCOSCt)cLc：

4、=KUCM(Ec+U他cosilt)cosWet=KUCMEc(1+MaCOsCt)COSWct_Us(1+MacosOt)COSWct其中，'J%稱為調(diào)幅系數(shù)(或調(diào)制指數(shù))，其中OvMawl。Ma均值為03當(dāng)Ma1時，在處附近，%(t)變?yōu)樨?fù)值，它的包絡(luò)已不能反映調(diào)制信號的變化而造成失真，通常將這種失真成為過調(diào)幅失真，此種現(xiàn)象是要盡量避免的。AM調(diào)幅信號的波形電路如圖所示：V2<4>2 V§kVpk kHzVI2 Vp0.2 V/V 0 VC3士-C2-HFV3«= 4 VClRI±20nFl°kQR320kQXSC2、/v電乘法器

5、組成的普通調(diào)幅(AM)電路普通調(diào)幅(AM信號的解調(diào)解調(diào)(Demodulation)是調(diào)制的逆過程。振幅調(diào)制信號的解調(diào)電路稱為振幅檢波電路，簡稱檢波電路(Detector),它的作用是從振幅調(diào)制信號中不失真地檢出調(diào)制信號來。對于普通調(diào)幅信號來說，它的載波分量未被抑制掉，可以直接利用非線性器件實現(xiàn)相乘作用，得到所需的解調(diào)電壓，而不必另加同步信號，通常將這種振幅檢波器稱為包絡(luò)檢波器。目前應(yīng)用最廣的是二極管包絡(luò)檢波器。2 .DSB信號信號波形及產(chǎn)生、調(diào)制與解調(diào)設(shè)載波電壓為：Uc(t)=UcMCOSWct調(diào)制信號為：Ufj(t)=UdcosOt經(jīng)過模擬乘法器Al后輸出電壓為抑制載波雙邊帶調(diào)制信號，其數(shù)學(xué)

6、表達(dá)式為：u(t)=KxUc(t)xudt)KxUcmcosWctxUecosCtKUcmU他cos(Wc+0)t+cos(Wc-0)ty2_l_V8-=-5 VV25 Vpk 1kHz0J1 oKey = AXSC1ExtvnqXR4-10k QR3A/W 10k Q1(pnV/V 0 VV65 U2V7 LM741TI15 V R5WV10k Q5 Vpk z 110kHz0。YA2di-i1'15 V1O0mV/V0 V)5 Vpk10kHzXSC2J R11kQC1:22nFV4川斗15 VU1LM741CNV515 VR2VvV 15kg解調(diào)過程：雙邊帶調(diào)幅波的電壓u(t)可

7、表示為:u(t)=KUcmcosWetU他cosOt二ITXUC(t)XCOsWct本機載波電壓為：Uc(t)=UcMcosWet解調(diào)波的表達(dá)式：Up(t)=KXUc(t)Xu(t)KUcmcosWet咒UfwcosOtKUcmU®cos(Wc+0)t+cos(Wc-0)t/23.SSB信號信號波形及產(chǎn)生、調(diào)制與解調(diào)單邊帶調(diào)制(SSB信號是由DSB信號經(jīng)邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調(diào)制過程中，直接將一個邊帶抵消而成的。單頻調(diào)制時,UnsB（t）kucSSB言號的表達(dá)式為：取上邊帶:UssB(t)=Ucos(©c+0)t取下邊帶：uSSB(t)=Ucosgc-0)tU=UcXU

8、c抑制載波的單邊帶調(diào)幅(SSB信號仿真電路圖設(shè)計:四、實驗分析1.AM信號M調(diào)幅指數(shù)過=0.5,高頻載波信號的振幅隨著調(diào)制信號的振幅規(guī)律變化，即已調(diào)信號的振幅在邑上下按輸入調(diào)制信號規(guī)律變化。輸出波形和輸入調(diào)制信號波形為：0 sei 1 I osco p«"rrT1 SBT2-T1Time0. 000 S0H000Channe)_A4. 000IV4, 000 V0. WOiVChamel_G0. 000 V0. 000V0. 000 VSaveExL triggerTimebaseCYL? ； 500 us/DivChannel ASea血V/Div_ channel B

9、Trigger_ Scale: 2 炯E如因匡)區(qū)JjX pos. fPiv): 0!pos.fDiv):-0.4¥po5.(Piv)r-L.2Level:gvIAC.TI0：aE17ODOI|-TypeSi聞川NorJAuto普通調(diào)幅（AM電路的輸入波形（上）和調(diào)制信號波形（下）若將圖中調(diào)制信號電壓的幅值改為4V,則調(diào)指數(shù)時電路輸出的曲線的包絡(luò)恰好為調(diào)幅曲線，其仿真結(jié)果如圖所示:Oscil loscQp e-XSC 1illTL1±HT2不ITimebaseTimeZ-55.944ms255.944ms0.000sScalesSWus/DivXpos.piv):0麗阿兩麗

10、Chamd_A2.622V2.622V0.000VChaf¥idAScale;Sv/Div¥p«.pv):T).6Channel_B947.859mV947.359mV0.OQOVCharnelBScale;2V/Divypos.(Div*"0.6口匝回回口Reverse11Ext,triggerTriggerEdgeLevels0luType.5ing,0T,調(diào)幅電路恰好調(diào)幅（M=l）時的調(diào)制信號（上）及其輸出波形（下）若將圖中調(diào)制信號電壓的幅值改為12V.貝v調(diào)制指數(shù)Ma>l這時電路輸出的曲為過量調(diào)幅曲線，仿真結(jié)果圖所示:Oscilloscop

11、e-XSC 1*rT2-T1TimebaseCSdBT1*1創(chuàng)TimeChannelAChannelB0,000s4,000V0,000,VReverse0,000S4.000V0,000V0,000s0.000V0,000VSaveChannelA5I111*500us/DivScale;5V/DivScale;2VpivEdge：A11n1evtJoSr(plV)：°VfwsjCpiv):-0,4Ypo5.(piv);-t2Level：V|77r|Add|BAa/F1il-1odcii-iTypeSjng.iNor.JAutoNone)1Trigger調(diào)制電路過調(diào)失真(Ma>

12、;l)時的輸出波形已調(diào)波的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不一樣，產(chǎn)生了嚴(yán)重的包絡(luò)失真,這種情況稱為過調(diào)失真，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。普通調(diào)幅(AM信號的解調(diào)二極管包絡(luò)檢波器。解調(diào)調(diào)幅波時，二級管總是在輸入信號的每個周期的峰值附近到導(dǎo)通，因此輸出電壓與輸入信號包絡(luò)相同。二極管電流的平均分量小流過電阻R形成檢波輸出，而高頻分量被電容C濾掉。Osc i1lo5cope-XSC2I ES ITiERiT2fflST2-T1Time463.927463.9270.000smsmsChannel-L191V-1,L9LVo.ooovCh5md163.664mV163,664m,V0.OOOVReverseSaveEx

13、t.triggerTinftebaggchannelAScale：Chafin二§TriggerScale:1ms/Div2V/DivySeated2WDivEdge;國國THJ'IXpos.(piv)f0回畫巫屈pos.(piv)r1III兩¥芮LevehQLKKMr，©TypeRing.I【MCI卜血險檢波器輸出波形（下）與輸入調(diào)幅肛上）的關(guān)系（不失真）2.DSB信號抑制載波雙邊帶調(diào)幅仿真輸出波形:1rrrngaT2BfflT2-T1Time1.75051,730S.000sChannd_A3.220V3.220V0.000VTimebaseScale

14、;1ms/znivXp(K.piv):0麗兩1:兩畫ChannelAScale:2V/DivYpos.fpiv):0凹叵回Charinel_EL067VhO67V0.OOOiVChannelBScale:27麗ypos.Cpiv):0J囤叵I回口RflvefiSaveTriggerExt.triggerEdge:國國IIEBE?tILevd:11Typeang,|力ILNQneDSB言號的解調(diào)波形:0scillo£C0pe-X5C2Ltl/KZZZzTiESTimeQ.'OODfChanneJA0.000VRflvef12BfflT2-T10,000S.000s0,000V0

15、.000VchannelB1.960mV1.960mV0.OOOIV回匚Ext.TimebaseScale;1ms/DivChannelAScale:1VDivChannelBScale:2V/DivttriggerTnerEdge:國rSBBUXpos.fpiv):0YC»s.piv):L.2ypos.Cpiv):-1.4Level:01An1Y/TAddl|B/AA/BMLdlKiELeTIhciO：uTypeLsing.J_、,iPjJNonerrV當(dāng)恢復(fù)載波與發(fā)射載波同頻同相時，輸出將無失真的將調(diào)制信號恢復(fù)處出來；當(dāng)恢復(fù)載波與發(fā)射載頻有一定的頻差,將會引起振幅失真和頻率失真，若只有一定的相差，但頻率相同，則會引起一個振幅衰減因子，使振幅減小。3.SSB信號用乘法器組成的抑制載波單邊帶