长安大学 高频电子线路课程设计 LABVIEW版

课程设计任务书

题目《高频电子线路》课程设计

学院(部) 信息工程学院

专业电子信息工程

班级 24030901 学生姓名龙哥

学号 0000

2012.4.16 至2012.4.27 共 2 周

指导教师(签字)

系主任(签字)

第一部分设计要求:

第二部分设计正文:

一、课程设计目的

1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用；

2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法；

3.学会应用LabVIEW软件进行仿真设计；

4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。

二、设计内容及要求

(一) .设计内容：

1.调幅与检波

（1）高频DSBFC信号产生与检波

（2）DSBSC信号产生与检波

2.混频与检波

中频DSBFC信号的产生与检波

3.FM波产生与解调

4.PM波产生与解调

要求：

1.以上1和2，3和4均选做其一。调制信号均为5kHz的正弦波，高频DSBFC 信号载波频率取500kHz-1600kHz（在该范围内可调），中频DSBFC载波频率取465kHz，其他载波频率均取100kHz；

2. 以上1中的DSBFC和DSBSC检波不可用相同的方法；

3. 明确设计任务，合理选择设计方案；

4. 利用LabVIEW进行仿真；

三、设计原理及仿真结果

一）调幅与检波

调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段, 恢复原调制信号。

在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和正弦波调制两种

调制方式。

脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波, 用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个参量, 分别称为脉幅调制(PAM), 脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)。

正弦波调制是以高频正弦波为载波, 用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量, 分别称为调幅(AM)、 调频(FM)和调相(PM)。

调幅AM 包括四种方式：普通调幅AM 、双边带调幅DSB 、单边带调幅SSB 和残留边带调幅VSB,其中双边带调幅DSB 包括全载波双边带调幅DSBFC 和抑制双边带调幅DSBSC 两种。对于相同调制信号产生的已调波信号的时域波形不一样, 频谱不一样, 带宽不完全一样, 调制与解调的实现方式与难度不一样。根据设计要求，本课程设计均采用正弦波调制。

普通调幅信号的解调方法有两种, 即包络检波和同步检波。

包络检波也称峰值检波，利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形变化这一特点, 如能将包络提取出来, 就可以恢复原来的调制信号。这就是包络检波的原理。

同步检波也称相乘检波，同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相位差)的信号, 称为同步信号。

1. DSBFC 产生与检波

1） DSBFC 产生的原理分析

a).DSBFC 调幅波的产生

DSBFC 即全载波双边带调幅，其调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦

波(载波)的振幅, 使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。

设载波信号为u c (t)=U c cos ωc t, 其中载波信号频率f c =500KHZ ；

调制信号为单频信号u m (t)=U m cos ωm t ，其中调制信号频率f m =5KHZ 。

则DSBFC 调制信号为u DSBFC (t)=( U c +k U m cos ωm t ）cos ωc t

= U c (1+m cos ωm t) cos ωc t

其中调幅指数m= k U m / U c , 0＜m ≤1, k 为比例系数。

如图1所示为产生DSBFC 调幅波的方框图：

图1 DSBFC 调幅波的产生

如图1所示，DSBFC 的产生首先由调制信号u m (t)与一直流偏置A 0相加后，再与载波信号u c (t)相乘得到。

如图2所示为载波信号u c (t)、调制信号u m (t)以及DSBFC

调制信号波形。

图2 DSBFC 调制波形

b) DSBFC 的频谱分析

DSBFC 调制信号转化为：

u DSBFC (t)= U c cos ωc t

+1/2 mU c cos(ωc +ωm )t+1/2 mU c cos(ωc -ωm )t

则DSBFC 的频谱分析如图3所示

图3 DSBFC的频谱分析c) DSBFC调制功率与效率分析

载波功率:P

c =U

c

2 /2 R

L

调幅波上下边频功率：

P

lsf = P

usf

=(m U

c

/2)2 /2 R

L

=(m U

c

)2 /8 R

L

=m2 P

c

/4

发射总功率：P

t = P

c

+P

lsf

+P

usf

=（1+m2/2）P

c

2.DSBFC检波的原理分析

1) 非相干检波

包络检波也称峰值检波，利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形变化这一特点, 如能将包络提取出来, 就可以恢复原来的调制信号。这就是包络检波的原理。

如图4所示为包络检波原理框图。

图4 包络检波

用低通滤波器取出i

o 中这一低频分量, 滤除ω

c

-ω

m

及其以上的高频分

量, 同时用隔直流电容滤除直流分量, 就可以恢复与原调制信号u

m

(t)成正比的单频信号了。

图4中的非线性器件可以用二极管, 也可以用晶体三极管。

b) DSBFC峰值检波

在本课程设计中，DSBFC检波采用峰值检波，将产生的DSBFC调幅信号

u

DSBFC

(t)作为输入信号输入到由二极管或晶体三极管组成的峰值检波电路中，提取出调幅波中的峰值，再将其输入到低通滤波器中，从而得到解调的

调制信号u'

m (t)。