测控综合训练调制解调报告.docVIP

测控综合训练调制解调报告 一、调制与解调器的设计目的 调制和解调首先应用于通信（包括广播、电视等）中，在通信中有许多路信号需要传输，为了使它们能得以互相区别，需要赋以不同的特征。在通信中经调制的信号传输到接收端，需要对已调信号解调、恢复调制信号，已获得所传输的声音、图像或其他信息。在测量中不一定需要恢复原信号，而只需要将它所反映的量值提取出来即可。 在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声（含外界干扰）。传感器的输出信号一般又很微弱，需要将测量信号从含有的噪声的信号中分离出来。为了便于区别信号与噪声，一般给测量信号赋予一定特征，这就是需要调制的目的。在将测量信号调制再经放大，并与噪声分离等处理后，从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这便是解调的目的。 二、调制与解调器的设计内容 1．振幅调制 （1）设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一振幅调制器，使其能实现AM信号调制； （2）主要指标：载波频率：100kHz、正弦波； 调制信号：1KHz、正弦波。 2．同步检波 （1）设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一AM信号同步检波器； （2）主要指标：输入AM信号：载波频率100kHz、正弦波； 调制信号：1KHz、正弦波； 输出信号：正弦信号且无明显失真。 三、调制与解调器的原理 1．调制电路原理 （1）幅度调制 幅度调制就是载波的振幅受到调制信号的控制周期性变化。变化的周期与调制信号周期相同，即振幅变化与调制信号振幅成正比，通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器为产生调幅信号的装置。 设载波信号的表达式为(1)，调制信号的表达式为(2)，则调幅信号的表达式为： （3） 调制信号波形如图1所示： 图1 普通调幅波形图 显然AM波正负半周对称时：MaUcm＝Umax－Ucm ＝Ucm－Umin 调幅度为：Ma=( Umax－Ucm )Ucm =( Ucm－Umin )Ucm（5）。 Ma＝0 Ma＝1100％Ma值处于0～1 Ma1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调幅现象。所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。图2所示为产生失真时的波形。 图2 Ma1时的过调制波形 （2）振幅调制电路的组成模型 从调幅波的表达式（3）可知，在数学上调幅电路的组成模型，可以由一个相乘器和一个相加器组成。如图3所示： 图3 低电平调幅原理图 2．解调电路原理 振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接反映调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变换规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调（当然也可以用于AM）。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很简单的，利用抑制载波的双边带信号Vs（t）,和输入的同步信号（即载波信号）Vc（t），经过乘法器相乘，可得输出信号，实现了双边带信号解调。 同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号（6），另一输入端输入同步信号（即载波信号），经乘法器相乘，则可得输出信号U0（t）为 （7） 条件：为大信号。 四、调制与解调器的电路设计 本次测控系统综合训练采用由MC1496模拟乘法器构成的调制与解调电路。 1．MC1496芯片介绍 MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路和引脚如下图4所示。其中VT1,VT2与VT3,VT4组成双差分放大器，VT5,VT6组成的单差分放大器用以激励VT1～VT4。VT7、VT8及其偏置电路组成差分放大器、的恒流源。引脚8与10接输入电压UX，1与4接另一输入电压Uy，输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5外接电阻R5。用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。 图4 MC1496的内部电路图及引脚电路 2．振幅调制器电路 乘法器采用模拟乘法器MC1496及外接偏置电路、旁路电路组成。其内部结构如图5所示，载波信号UC经高频耦合电容C2从Ux端输入，C3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号U0经低频耦合电容C1从Uy端输入，C4为低频旁路电容，使4脚接地。调幅信号从12脚单端输出。器件采用双电供电方