调幅和检波电路的设计仿真.docVIP

浦江学院 电子线路课程设计报告 （ 2010— 2011 学年 第 二 学期） 班 级： 学 号： 姓 名： d 指导教师： 朱晓梅 2011年 6 月 课程设计题目： 调幅和检波电路的设计与仿真分析 内容和要求： 任务一 普通调幅电路的设计与仿真分析 用模拟乘法器实现单频调幅。 用模拟乘法器实现多频调幅（要求调制信号含有三个频率）。 注：载波、调制信号的幅值及频率自定。 任务二 检波电路的设计与仿真分析 利用任务一实现的单频调幅电路输出作为输入，用模拟乘法器和低通滤波电路实现同步检波。 思考和练习： 单频调幅电路中改变直流电源的值，观测其对输出调幅波的影响。 同步检波电路中改变低通电路的参数，观测其对输出波形的影响。 报告要求： 1．给出设计过程及电路工作原理。 2．仿真电路原理图、仿真说明（参数设置）、仿真结果（波形）及频谱分析。 3. 图表清晰、全面。 设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果） 实现原理 使用变跨导模拟乘法器由两个具有压控电流源的差分电路组成，称为双差分对模拟乘法器，也 称为双平衡模拟乘法器。属于这一类的单片集成模拟乘法器有MC1496、MC1595等。MC1496内部电路如上图所示。 （1）调幅波的基本性质 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)去控制高频载波的振幅，使其随调制信号的规律而变化。 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，调制信号为。则普通调幅波的振幅为： 式中，是一个与调幅电路有关的比例常数。称为包络函数，它反映了的变化规律。因此，调幅波的数学表达式为 单频调制 若调制信号为单频信号，即，则普通调幅波的数学表达式为： (6-3) 式中，为载波分量，不包含有用信息，调制信号的信息只包含在上下边频内。为调幅系数或调幅度，其值也可由调幅波包络的最值求出 (6-4) 普通调幅波的波形如图6-1所示。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： 普通调幅时，一般取。如果，将会产生过调幅失真，其波形如图6-2所示。由图可知，已调波包络形状与调制信号不一样，不能反映调制信号的变化规律。 图6-1普通调幅波的波形图 图6-2 过调制调幅波形 单频调幅电路图、仿真及频谱分析 多频调制 若调制信号为多频信号，即 则普通调幅波的数学表示式为： 式中，为对第个调制信号的调幅系数；为载波分量，有用信息包含在边带分量内。 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4.5kHZ，调制后，各个语音频率产生成对等幅上、下边频，迭加后形成上、下边频带。 从频率角度看，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。 多频调幅电路图、仿真及频谱分析 （2）检波器 同步检波器又称为相干检波器，常由模拟乘法器和低通滤波器LPF组成。因此这种电路有时也称为模拟相乘检波器，其原理图如图所示。 同步检波器原理图 设为单频正弦信号调制的调幅波，而同步电压。 ①为普通调幅波 则乘法器的输出电压为 可见，中含有0、、、频率分量，经过LPF滤去、分量，再阻隔直流后，就得到 式中，。可见，已恢复出了原调制信号。检波器的传输系数 ②为双边带调幅信号 若，分析得到，与的表达式与普通调幅波相同： ③为单边带调幅信号 设为上边带调幅信号，即 则检波器的输出为 式中，。检波器的电压传输系数为 综上所述，同步检波器可用于各种调幅信号的检波。用模拟乘法器F1596组成的同步检波器如图所示。 F1596组成的同步检波器 实验小结 通过本次电子课程设计实验，我掌握了用模拟乘法器构成单频调幅、多频调幅以及检波电路的设计方法，了解了单频调幅、多频调幅以及检波电路的功能。普通调幅是用需传送的信息(调制信号)去控制高频载波的振幅，使其随调制信号的规律而变化。同步检波器又称为相干检波器，常由模拟乘法器和低通滤波器LPF组成。因此这种电路有时也称为模拟相乘检波器。同步检波器可用于各种调幅信号的检波。 同时，我学会了如何运用软件制芯片，熟练掌握了仿真软件的运用方法。通过老师的指导，实现了理论与实际的结合。 X Y LPF