振幅调制器的设计MC

通信电子课程设计实验报告

课程名称振幅调制器的设计

专业通信工程

班级

学号

姓名

指导教师

2015年7月12日

目录

一、项目概述

1.1引言-------------------------------------------------------3

1.1 项目简介---------------------------------------------------3

1.2 任务及要求-------------------------------------------------4

二、项目实施过程

2.1 MC1496部结构及原理---------------------------------------4

2.2原理设计容------------------------------------------------6

2.2.1普通调幅电路设计---------------------------------------6

2.2.2抑制载波的双边带调幅 ----------------------------------7

2.2.3普通调幅与载波被抑制双边带调幅波的区别-----------------8

2.3元件参数设计-------------------------------------------------8

三、结果分析

3.1调幅电路工作过程--------------------------------------------10

3.2调幅电路实验结果--------------------------------------------12

3.2.1 AM普通调幅调制波形输出-------------------------------12

3.2.2 DSB载波被抑制双边带调幅波形输出----------------------13

3.2.3 信号源的输出------------------------------------------13

四、项目总结-------------------------------------------------------14

五、相关介绍-------------------------------------------------------15

六、参考文献-------------------------------------------------------16

七、附录-----------------------------------------------------------16

一、项目概述

1.1引言

振幅调制，是用调制信号去控制载波的振幅，使其随调制信号线性变化，而保持载波的角频率不变。而在振幅调制中，又根据所取出已调制信号的频谱分量不同，分为普通调幅（标准调幅，AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB）。他们的主要区别是产生的方法和频谱结构。而在高频电子线路中的振幅调制，其实就是视为两个信号相乘或包含相乘的过程。目前在无线电通信、广播电视等方面得到广泛应用。本文利用Multisim13软件仿真平台，对MC1496构成的调幅电路进行软件仿真和实际电路测试，并分析比较测试结果。

通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计、计算等环节。进一步提高分析、解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。

1.2课程设计要求：

1、培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

2、通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

3、掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。

4、了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

5、培养严谨的工作作风和科学态度，使学生逐步建立正确的生产观点，经济观点和全局观点。

1.3任务及要求：

振幅调制器的设计

(1)设计要求：用模拟乘法器芯片如MC1496设计一振幅调制器，使其能实现AM和DSB信号调制。

(2)主要指标：载波频率：15MHz 正弦波

调制信号：1KHz 正弦波

输出信号幅度：≥5V（峰-峰值）无明显失真

二、项目实施过程：

2.1MC1496部结构及原理

MC1496模拟乘法器的管脚图：

其中V 1、V2与V3、V4组成双差分

放大器，以反极性方式相连接，而

且两组差分对的恒流源V5与V6又

组成一对差分电路，因此恒流源的控

制电压可正可负，以此实现了四象限

工作。V7、V8为差分放大器V5与V6

的恒流源。

模拟乘法器的部结构：

MC1496中包含了由带双电流源的标准差动放大器驱动的四个高位放大器，输出集电极交叉耦合，故产生了两输入电压的全波平衡调制乘积现象。其中载波输入(Carrier Input)输入至4个三极管组成的双差分放大器，信号输入(Signal Input)输入至2个三极管组成的单差分放大器用以激励载波。其中Q1、Q2与VQ5、Q6组成两对差分放大器，Q3、Q7组成的单差分放大器，用以激励Q1、Q2、Q5、Q6及其偏置电路；Q4、Q8组成差分放大器的恒流源。引脚8与10接输入电压c u,1与4接另一输入电压1u，输出电压o u从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻E R，对差分放大器Q3、Q7产生电流负反馈，以

扩展输入电压的线性动态围。采用双电源供电时，引脚14接负电源,正电源由6脚和12脚引集电极电阻接入。引脚5外接电阻5R，用来调节偏置电流5I及镜像电流0I的值。

下面是Multisim画出的MC1496芯片外围电路：

2.2原理设计容

2.2.1普通调幅电路设计：

普通调幅波的实现框图：

t

cos

m

)(

c

)

(

ω

↑

↑

?

?→

?

?

?→

?

⊕

?

?→

?

t

s

t

m m

AM调制模型

如果载波信号是单频正弦波,调制器输出已调信号的包络与输入调制信号为线性关系,则称这种调制为常规调幅,或简称调幅( AM: Amplitude Modulation)。在AM调幅中,输出已调信号的包络与输入调制信号成正比,其数学表达式为：

式中:称为调幅指数即调幅度，是调幅波的主要参数之意，它表示载波电压振幅受调

制信号控制后的改变程度，一

般0<<1。

是简谐调制信号，载波信号是

。

该模型中的核心器件是模拟乘法器,它实现了对基带信号的调制，本系统中采用的是MC1496来实现调制器的设计。

2.2.2抑制载波的双边带调幅：

从普通调幅波的关系知道，由于2/3的载波功率不含信息，实际上这部分功率白白浪费了。为了克服这个缺点，提高设备的功率利用率，可以不发送载波，而只发送边带信号，这就是抑制载波的双边带调幅波（DSB AM）, 其数学表达式为

=

由该公式可以知道，双边带调幅信号的振幅仍随调制信号拜变化，但已不是在值基础上变化，而是在零值上下变化。在调制信号

=0的瞬间，高频载波的相位出现180°的突变，呈现M型。与普通调幅波相比，双边带调幅的频谱图中抑制掉了载波分量。

2.2.3普通调幅与载波被抑制双边带调幅波的区别

m a表明载波振幅受调制控制的程度，一般要求0≤m a≤1，以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。m a>1的情况称为过调制, 下图所示为不同m a时的已调波波形。

2.3元件参数设计

MC1496线性区好饱和区的临界点在15-20mV左右，仅当输入信号电压均小于26mV时，器件才有良好的相乘作用，否则输出电压中会出现较大的非线性误差。显然，输入线性动态围的上限值太小，不适应实际需要。为此，可在和的发射极引出端之间根据需要