AM振幅调制解调器的设计

三．主要参考资料
1:李银华 电子线路设计指导 北京航天航空大学出版社 2005.6 2:谢自美 电子线路设计实验测试 华中科技大学出版社 2003.10 3:张肃文 高频电子线路 高等教育出版社 2004.11
2011 年 12 月 5 日
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目 录
一、课程题目的分析· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·4 二、课程题目的框图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 三、课程设计的目的· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 四、模拟相乘器介绍· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·6 五、课程设计的原理· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·8 六、MC1496 结构图及简介· · · · · · · · · · · · · · · · · ·9 七、 、 multisim 9 概述 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 八、课程设计的步骤或计算· · · · · · · · · · · · · ·14 九、课程设计的结果· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·18 十、总结及体会· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·19
I0 I5 VCC 0.7V VR 500
当器件为双电源工作时，引脚 14 接负电源-Vee，5 脚通过一电阻 VR 接地，所以改变 VR 可以调节 I0 的大小，即
I0 I5 Vee 0.7V VR 500
根据 MC1496 的性能参数，器件的静态电流应小于 4mA ，一般取
12V≥ν6 (ν12)－ν8 (ν10)>2V 12V≥ν8 (ν10)－ν1 (ν4)>2.7V 12V≥ν1 (ν4)－ν5>2.7V (2)静态偏置电流的确定 静态偏置电流主要由恒流源 I0 的值来确定。当器件为单电源工作时，引脚 14 接地，5 脚通过一电阻 VR 接正电源+VCC 由于 I0 是 I5 的镜像电流，所 以改变 VR 可以调节 I0 的大小，即
果，你可以有多种选择：时域，频域，XY 图，对数坐标，比特误码率， 眼图和功率谱。 仪表仪器的原理及制造仿真：可以任意制造出属于
自己的虚拟仪器、仪表，并在计算机仿真环境和实际环境中进行使用。 PCB 的设计及制作：产品级版图的设计及制作。
美国 NI 公司提出的理念：
“把实验室装进 PC 机中”"软件就是仪器".
载波信号
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四、模拟乘法器 集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件， 它广泛 用于乘法，除法，乘方和开方等模拟运算，同时广泛用于信息 传输系统中作为调幅，解调，混频和自动增益控制电路，是一 种通用性很强的非线性电子器件， 目前已有许多单片的集成电 路。 此外， 模拟乘法器还是一些现代专用模拟集成系统中的重 要单元。
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五、课程设计的原理 1）MC1496 模拟乘法器
1.MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。 其内部电路和引脚如 下图(a)(b)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。
2 ． ――― 仿 真 电 路 环 境 4． ――FPGA、PLD，CPLD 等仿 6． ―― 通信系统分
5． ――FPGA、PLD，CPLD 等仿真
析与设计的模块
7． ―― PCB 设计模块：直观、层板 32 层、快速 8． －（自动布线模块）
自动布线、强制向量和密度直方图 仿真的内容： 1． 器件建模及仿真； 2． 电路的构建及仿真； 3． 系统的组成及仿真； 4． 仪表仪器原理及制造仿真。 电路的构建及仿真：
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若输入信号为 Vx,Vy ，则输出信号 Vo 为：
Vo KVxVy 。
式中，K 为乘法器的增益系数或标尺因子，单位为 V 。
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若信号 Vx,Vy 均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器 称为单象限乘法器；若信号 Vx,Vy 中一个能适应正，负两种极性电 压，而另一个只能是单极性电压，为二象限乘法器；若两个输入 信号能适应四种极性组合，则称为四象限乘法器。 集成模拟乘 法器的常见产品有 BG314，F1595，F1596，MC1495，MC1496， LM1595，LM1596 等。
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一、课程题目的分析
调幅调制和解调在理论上包括了信号处理，模拟电子，高频 电子和通信原理等知识，涉及比较广泛。在实际上包括了各种不 同信息传输的最基本原理，是大多数设备发射与接收的基本部 分，所以我们做的这个课题是有很大的意义的。
本设计报告总体分为两大问题：信号的解调和调制。在调 制部分省略了载波信号的放大、功放部分，要调制的信号也同样 省略了放大部分，所以在调制中保留了调制器中的主要部分—乘 法器，在解调部分也只是保留了检波器部分，即二极管检波器。 在确定电路后， 利用了 EDA 软件 Multisim 进行仿真来验证结果。
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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 方式， 所以 5 脚的偏置电阻 R5 接地， 可计算器件的静态偏置电流 I5 或 I0 ，
即 脚 2 与 3 间接入负反馈电阻 RE，以扩展调制信号 Uw 的线性动态范围， 25K. 增大线性范围增大， 但乘法器的增益随之减少。 RP 设置为一半状态，
载波信号 AM 波 调制信号 模拟乘法器 三极管放大电路
A
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2.MC1496 的内部结构图
六、MC1496 的内部结构图
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设载波信号的表达式为
，调制信号的表达式为 ，则调幅信号的表达式为：
2）静态工作点的设定 (1)静态偏置电压的设置 静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的 集-基极间的电压应大于或等于 2V，小于或等于最大允许工作电压。根据 MC1496 的特性参数，对于图 10-1 所示的内部电路，应用时，静态偏置电 压（输入电压为 0 时）应满足下列关系，即 ν8=ν10, ν1=ν4, ν6=ν12
I 0 I 5 1mA 。在本实验电路中 VR 用 6.8K 的电阻 R15 代替。
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3）MC1496简介： MC1496是平衡调制，可用来进行自动增益控制、倍频、混频、幅 度调制、调幅检波及相位检波。MC1496乘法器只适用于频率较低 的场合，一般工作频率在1M HZ 以下。MC1496的引脚图：
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（1）可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器； 的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上; 件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析。 Multisim 9组成： 1 ． ――― 构 建 仿 真 电 路 3． multi mcu ------ 单片机仿真 真
（2）所有 (3)所有硬
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二、课程题目的框图
Biblioteka Baidu
已调波 低通滤波器 调制信号 乘法器 半波整流器
三、课程设计的目的
通过本课题的设计， 提高学生实际动手能力， 巩固所学理论知 识，进一步深入了解集成模拟乘法器的工作原理，掌握调幅器的 设计原理用来实现全载波调幅，实现调幅波形的变换，学会分析 实验现象。掌握这些后对调幅波信号进行解调，采用设计的二极 管包络检波器、 低道滤波器电路来实现。 了解二极管包络检波器、 滤波器的主要指标， 对检波频率及波形进行分析。 在此次设计中， 综合运用了所学知识，构成了新的知识框架，提高了对知识的理 解与实际运用能力，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌 握合理选用的原则，提高了知识运用的综合能力。
U0max=400mv 所以 ma=（U0max- U0min）/（U0max + U0min）=0.538
在理论情况下 ma=Vc/Vs=22/23=0.956Kd，kd 的理想值是 1.
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九、课程设计的结果
通过实验电路仿真所得到的结果满足预期所设定的结果，最后结果如 下图所示：
振幅调制输出信号：峰峰值>=5V,无明显失真
安徽新华学院
高频电路课程设计
题 目： AM 调制与解调的设计
学
院： 电 子 通 信 工 程 学 院
专业班级： 0 学 号：
学生姓名： 指导教师： 完成期限： 2011 年 12 月 16 日
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一．主要内容
用集成模拟乘法器 MC1496 设计调幅器
二．基本要求
1：电源电压 12v 集成模拟乘法器 MC1496 载波频率 fc=100KHZ 调制信号频率 fΩ=1KHZ 2：完成课程设计说明书，说明书应含有课程设计任务书，设计原理 说明，设计原理图，要求字迹工整，叙述清楚，图纸齐备。 3：设计时间为二周。
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十、总结以及体会
1.调幅电路又称幅度调制电路， 是指能使高频载波信号的幅 度随调制信号（通常是音频）的规律而变化的调制电路。幅度调 制电路有多种电路型式，现介绍一种简易的振幅调制电路，该电 路的载波由高频信号发生器产生，经放大后和调制信号经乘法器 后，输出抑制载波的双边带调幅波，输出的双边带调辐波与放大 后的载波再经过相加器后，即可产生普通调幅波。 采用 AM 调幅波的通用检波方式—包络检波。选用合适的整流 器，合理调节低通滤波器各元件系数，清晰再现调制信号。 2.普通调幅虽然不能提高功率的利用率， 抑制载波信号输出， 但是可以避免输出信号的失真。 3.通过改变普通调幅和检波电路中相关器件的参数值，可以 有效的改变输出结果，已达到要求，如在本次设计中，要求调制 幅度在 0.6，则通过计算推导可得要求 Umax=4Umin，通过观察 波形可知已达到预期的要求。 4.AM 调幅波广泛应用于各大广播等形式的信息传输通道， 因其原理简洁，构造简便，广泛应用于生活。 比如在我们所接触的调幅收音机，它是属于接收装置，其中 检波部分基本原理是相同的。
INS+：输入信号正端 ADJG：增益调节端 INS-：信号输入负端 BI：偏置端 OUT+：正电流输出端 NC：空端 OUT-：负电流输出端 INC-：载波信号输入负端 INC+：载波信号输入正端
七、 multisim 9概述 Multisim 被美国 NI 公司收购以后，其性能得到了极大的提升。最大 的改变就是：Multisim 9 与 LABVIEW 8 的完美结合： 新特点：
单元电路、功能电路、单片机硬件电路的构建及相应软件调试的仿 真。 系统的组成及仿真：Commsim 是一个理想的通信系统的教学软
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件。它很适用于如‘信号与系统’、‘通信’、‘网络’等课程，难度适合从一般 介绍到高级。使学生学的更快并且掌握的更多。 Commsim 含有 200
多个通用通信和数学模块， 包含工业中的大部分编码器， 调制器， 滤波器， 信号源，信道等，Commsim 中的模块和通常通信技术中的很一致，这可 以确保你的学生学会当今所有最重要的通信技术。 要观察仿真的结
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理想条件及参数的计算
uo (t ) U o (t ) cos C t (U C S aU cos t ) cos C t U C (1 ma cos t ) cos C t( C )
调幅指数
ma
的计算在已调波的波形图中可以读出
U0min=120mv ，
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积成正比。 它有两个输入端 口，即 X 和 Y 输入端口。
乘法器两个输入信号的极性不同，其输出信号的极性也 不同。如果用 XY 坐标平面表示，则乘法器有四个可能的工作 区，即四个工作象限 ,如图
八、课程设计的步骤或计算
1.载波信号和调制信号的仿真 载波 Uc(t)频率为 100KHZ，振幅为 10mv。
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调制信号 U（t）频率为 1KHZ,振幅为 100mv。
MC1496 构成的振幅调制器的调试和仿真
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MC1496 构成的振幅调试器
MC1496 构成的振幅调制器的仿真图
C3 为高频旁路电容， 其中载波信号 UC 经高频耦合电容 C2 从 Ux 端输入， 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