调幅解调电路的设计.(DOC)

调

幅

解

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电

路

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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。

双边带调幅波中不含载波分量，用相乘器进行检波时，需要在接收端产生一个载波。图（3）所示为双边带调幅波的相乘检波电路方框图。

设输入为单频调制的双边带信号

us(t)= U s cosΩtcosωc t (Ω〈〈ωc)

并假设本机载波信号与原载波信号同频不同相，即有相差φ，则

uL(t)=ULcos(ωc t+φ)

相乘器的输出信号

u’o(t)=KmUsU L cosΩt cosωc tcos(ωc t+φ)

=0.5KmUsU L cosΩt[cosφ+ cos(2ωc t+φ)]

有用分量为u’1(t)=0.5KmUsU L cosφcosΩt

无用分量为

u’ ’1(t)=0.5KmUsU L cosΩt cos(2ωc t+φ)

=0.5KmUsU L cos[（2ωc-Ω）t+φ]+ 0.5KmUsU L cos[（2ωc+Ω）t+φ] 由上式可知，相乘器输出的无用分量的频率为2ωc±Ω，故滤波器对有用频率分量的传输系数应尽可能大，对无用频率分量2ωc±Ω的传输系数应尽可能小。设滤波器对有用品频率分量Ω的传输系数为Kf,则整个检波器输出的有用信号为uo(t) =KFu’1(t)=0.5KfKmUsU L cosφcosΩt

uo(t)与us(t)的幅度之比，即为检波器传输系数Kd。且由以上公式可得

Kd＝0.5KfKmU L cosφ

由上式可以看出，为了增大检波器的传输系数，对恢复的载波，也称本机振荡电压的要求是：

①幅度U L应尽可能大，但不应超过相乘器的最大容许输入电压。

②本机振荡电压不但应与原载波电压同频，而且应同相。因为φ＝0时，

cosφ＝1，达最大值，相应地Kd也达到最大的可能值。故此种相乘检波又

称同步检波或相干检波。低通滤波器的上截至频率应低于2倍高频载波频率，而高于最高调制频率。 2．电路设计与仿真

1）芯片MC1596介绍

MC1596是单片集成模拟乘法器，以实现输出电压为两个输入电压的线性积。它以双差分电路为基础, 在Y 输入通道加入了反馈电阻, 故Y 通道输入电压动态范围较大, X 通道输入电压动态范围很小。如下图是MC1596内部电路图。

R9500

R10500

R11500

Q1

BJT_NP N_4T_VIRTUAL

Q22N6772

Q32N6772Q4

2N6772

Q5

2N6772

Q62N6772

Q7

2N6772

Q8

2N6772

D6

RGP 10A

11

8

4

3

2

6

9

8

74

13

2

5

10

10

7

VDD

6

12

5

9

1

Uy+Uy-

Ux+

Ux-

MC1596内部结构图

MC1596工作频率高, 常用作调制、 解调和混频, 通常X 通道作为载波或本振的输入端, 而调制信号或已调波信号从Y 通道输入。当X 通道输入是小信号(小