基于Multisim的DSB的调制与解调电路的仿真分析报告

课程设计报告

题目：基于Multisim的DSB的调制与

解调电路的仿真分析

学生： ***

学生学号： ******** 系别：电气信息工程学院

专业：通信工程

届别： 2014届

指导教师： *** 电气信息工程学院制

2013年4月

基于Multisim的DSB的调制与解调电路的仿真分析

学生：***

指导教师：***

电气信息工程学院通信工程专业

1 课程设计的任务与要求

1.1 课程设计的任务

本课程设计是实现DSB的调制解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解DSB调制解调的具体过程和它在multisim中的实现方法。通过这个阶段学习，更清晰地认识DSB的调制解调原理，同时加深对multisim 这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受multisim的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。

1.2 课程设计的要求

（1）熟悉multisim的使用方法，掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础在软件中画出电路图。

（2）绘制出DSB信号调制解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB信号调制解调原理的理解。

（3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。

1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论）

（1）DSB调制过程的分析：在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完

全有边带传送。如果在AM 调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号（DSB-SC ），简称双边带信号（DSB ），表示为：t w t u k t u c a cos )()(0Ω= 显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在

0m V 上下按调制信号规律变化。这样，当调制信号)(t u Ω进入负半周时，)(t u o 就变为负值。表明载波电压产生0180相移。因而当)(t u Ω自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现0180的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映)(t u Ω的变化，但它仍保持频谱搬移的特性，因而仍是振幅调制波的一种，并可用相乘器作为双边带调制电路的组成模型，如图所示，图中a cm M k V A =。

图1 双边带调制信号组成模型

调制过程的数学表达式：设载波电压为：t w U t u c cM c cos )(=。调制信号为： t M t m Ω=cos )(00。经过模拟乘法器A1后输出电压为抑制载波双边带调制信号，其数学表达式为：

)()()(0t m t u K t Sm c ⨯⨯=

=t M t w U K c cM Ω⨯⨯cos cos 0

=[]2)cos()cos(0t w t w M KU c c cM Ω-+Ω+

)(0t m

t w V c cm cos t w t m V A t s c cm M m cos )()(0= xy A M

x

y

图3 DSB 调制过程的波形及频谱

（2）DSB 解调过程的分析：调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。

双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图所示：

图2 双边带解调信号组成模型

解调过程的数学表达式：双边带调幅波的电压可表示为：

t w KU t Sm c cM cos )(=

本机载波电压为：

t w U t u c cM c cos )(= S t m )(

t w V c cm cos )()()(0t t u K t m s m c ⨯⨯=

xy A M

x

y

解调波的表达式：

)()()(0t u t Sm K t m ⨯⨯=

=t S t w U K m c cM Ω⨯⨯cos cos

=[]2)cos()cos(t w t w U KS c c M m Ω-+Ω+Ω

2 DSB 的调制与解调系统方案制定

2.1 方案提出（需有系统框图，系统功能参数）

振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为载波）的幅度，是已调波的幅度随调制信号的大小线性变化，而保持载波的角频率不变。在振幅调制中，根据所输出已调波信号频谱分量的不同，分为普通调幅（AM ）、抑制载波的双边带调幅（DSB ）、抑制载波的单边带调幅（SSB ）等。AM 的载波振幅随调制信号大小线性变化。DSB 是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。SSB 是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。它们的主要区别是产生的方法和频谱的结构不同。

这里重点研究抑制载波的双边带调幅（DSB ）。下图为DSB 调制与解调的系统框图。

图4 DSB 调制与解调的系统框图

2.2 方案论证

在现实的环境中，我们所得到的一般信号振幅，频率都比较低，不能满足远

距离，高清度的传输要求，必须将信号采用高频载波调制传输。我们在实际的生活中要将声音，图像，语言，文字等这些采集的低频信号进行远距离的传输是不理性的信号。由于要传输的基于低频围，如果信号直接发射出去，需要的发射和接受天线尺寸太大，辐射效率太低，不易实现。我们知道，天线如果要想有效的辐射，需要天线的尺寸l与信号的波长v可以比拟。即使天线的尺寸为波长的十分之一，即l=v/10，对于频率为10kHz的信号，需要的天线长度为3Km，这样长的天线几乎是无法实现的。若将信号调制到10MHz的载波频率上，需要的天线长度仅为3m，这样的天线尺寸小，实现起来也比较容易。

在模拟调制中，AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。DSB与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%，即将全部功率都用于信息传输，所以选择DSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。

3 DSB的调制与解调系统方案设计

3.1各单元模块功能介绍及电路设计

由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。

所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。