兰州理工大学高频电子线路课程设计

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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2010年秋季学期
通信电子线路课程设计题目： AM调制与相干解调
专业班级：通信2班
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目录
一．摘要 (2)
二．调制 (2)
2.1.1 工作电路 (3)
仿真 (5)
2.2 AM调制方法二 (6)
2.2.2 工作原理 (7)
2.2.3 仿真 (7)
四．解调 (8)
4.1乘积型同步检波 (8)
4.2.叠加型同步检波 (10)
五． 完整电路图 (11)
六． 总结 (12)
七． 参考文献……………..............................................................13 一． 摘要：
AM 的调制与解调电路应用广泛，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。

设计报告总体分为两大部分：AM 信号的解调和调制。

在调制部分介绍了两种产生AM 的方法，即用输出的双边带调辐波与载波经过相加或用调制信号与载波相乘后产生。

在解调部分用相干解调即同步检波方法，介绍了乘积型相干解调和叠加型相干解调两种方法。

在确定电路后，利用了Multisim 进行仿真来验证结果。

关键词： AM 调制 AM 解调
同步检波 Multisim 仿真
二. 调制
2.1AM 调制方法一 （图1）AM 调幅波波形
（图2）工作电路
2.1.2 工作原理
双边带调幅：将调幅波中的载频分量抑制掉，仅将上、下边带向外发送。

又称为抑制载波的双边带调幅 。

（图3）双边带调幅的理想波形图
该电路是用产生的DSB 双边带信号与载波信号相加之后产生AM 调幅波。

其中D1和D2，D3和D4两组二极管上的调制信号是以互为反相的形式加入的，D3和D4是反接于电路中的。

当载波振幅远大于调制信号振幅时，即cm U >>m U Ω，二极管实际工作在开关状态，其通断受载波的瞬时电压正负极性控制。

输入信号为调制信号Ωu =cm U cos Ωt 和载波信号c u =cm U cos c ωt 。

当载波信号c u 为正半周时，二极管D1和D2导通，反之截至。

当载波信号为负半周时，二极管D3和D4导通，反之截至。

输出
0u =π4
g l R L m U Ω[cos(C ω—Ω)t+cos(C ω+Ω)t]，载波为15V 功率为15KHz 。

此种调制器的重要优点就是有效的抑制了载波，为了保证输出信号的质
量，必须十分注意原件性能和安装方面的平衡与对称问题。

DSB 没有载波，因此将此产生的DSB 信号与载波通过运算放大器组成的
加法电路即可产生AM 调幅波。

加法电路中利用运算放大器“虚断”性质，列出KCL 方程1S u R ！+22R u S +3
0R u =0整理得0u = —（13R R 1S u +23R R 2S u ）其中0u 为输出信号，1S u 和2S u 为输入信号，1R 和2R 为300Ω。

（图4）普通调幅波的理想波形图
2.1.3 仿真
（图5）产生的DSB 信号
（图6）产生的AM 信号
2.2 调制方法二
（图7）工作电路
这是用乘法器产生AM 信号。

其中应注意AM 信号的包络变化的最大
值不允许超过载波振幅值，否则会出现过调现象。

调制信号Ωu (t)=M ΩU cos Ωt=M U Ωcos2πFt 高频信号C u （t ）=CM U cos C ωt=CM U cos2πC f t 根据调幅的定义，AM 信号的表达式为AM u （t ）=[m U c +a k Ωu (t)]cos c ωt=cm U [1+a m cos Ωt]cos c ωt 式中，a k 是由调幅电路决定的系数；a m =a k m U Ω/cm U 称为调幅系数或调幅度，表示载波振幅受调制信号控制的强弱程度。

要求a m <1，一般广播信号调幅度a m 的平均值约为0.3左右。

应用500mv 1.5kHz 为产生调制信号与10v 15kH z 的载波通过相乘器即可产生AM 调制波。

（图8）其中A 为调制信号B 为AM 调幅信号
四、解调
本设计用相干解调。

同步检波又称相干检波，主要用来解调AM 信号，
双边带DSB 和单边带SSB 调制信号。

同步检波器可用以对一般调幅信号、平衡调幅信号、单边带调幅信号等进行检波的检波器。

相干解调有两种实现
电路：一种是由乘法器和低通滤波器组成；另一种将输入信号与同步信号叠加再经二极管包络检波器，解调出低频信号。

4.1乘积型同步检波
（图9）乘积型同步检波电路
乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘，用低通滤波器
将低频信号提取出来。

在这种检波器中，要求恢复载波与发端的载波同频同
相。

如果其频率或相位有一定的偏差．将会使恢复出来的调制信号产生失真。

输入信号为s u (t)，同步信号为r u (t)，输入信号与同步信号相乘再通过低通滤波器。

要求加入的载波信号与被解调信号同频同相，且幅度足够大即大于被 解调信号的幅度。

同步检波原理可以理解为还原成一般调幅信号之后进行检 波。

BM u +s u =ΩU costcos s ωt+s U cos s ωt=s U (1+mcos Ωt)cos s ωt=AM u 经低通滤 波器输出为0u (t)=21sm U rm
U cos Ωt 解调出低频调制信号Ωu (t)。

用RC 比例积分滤波器，其传递函数为F(s)=)()(s U s U d c =)
(11212τττ+++s s 11R =τ，C R 22=τ。

（图10）检波出信号
4.2.叠加型同步检波
4.2.1 工作电路
（图11）叠加型同步检波电路
叠加型同步检波是将DSB 或SSB 信号插入恢复载波，使之成为或近
似为AM 信号，利用包络检波器将调制信号恢复出来。

对于DSB 信号而言，只要加入的恢复载波电压在数值上满足一定的关系，就可得到一个不失真的AM 波。

包络检波可以用二极管包络检波器。

其中C R l 组成二极管峰值包络检波器。

检波二极管在输入信号正半周导通，其导通阻抗为D R ，这时输入信号经过二极管给电容C 充电，充电时间常数为C R D ，由于D R 很小， 充电很快到达s u 的峰值；峰值过后，二极管两端电压为反向偏置而截至，C 上的电压经l R 放电，放电时间常数C R l 较大，放电较慢，直到下一个正峰值快到来时，二极管才导通。

五.完整电路图
用DSB信号与载波相加产生AM波，解调用AM波与载波相乘再经过低通滤波器。

（图12）
用调制信号与载波信号相乘产生AM调幅波，检波用乘积型同步检波。

（图13）
六．总结
1. 设计电路说明
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的规律而变化的调制电路。

幅度调制电路有多种电路型式，例如用输出抑制载波的双边带调幅波与载波相加即可形成AM波，也可以用调制信号与载波相乘产生AM 波。

在此设计中采用了相干解调即同步检波法。

同步检波分为乘积型同步检波和叠加型同步检波。

其中乘积型同步检波用AM信号与载波相乘再通过低通滤波器。

叠加型同步检波用DSB信号或SSB信号与载波相加再通过包络检波电路。

2. 使用价值
AM调幅与解调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。

3. 心得体会
通过这次设计让我真正理解了生活中日常见到的电子的装置的基本工作
原理，认识到理论与实践之间的差距，联系实际的应用去理解知识比现成理论来的直接与清晰明了。

在设计中难免会遇到很多学习中不会注意到的问题，比如说在调制中在取某些值后输出是失真的波形，在设计开始并没有想过会存在那样多的问题，当着手时才发现要完成一个信号的调制与解调，在元器件、电路和取值都要有一部分的要求，使我认识到严谨认真的态度。

同样应珍视老师在设计过程中耐心细致的讲解所起到的关键性指导作用。

七.参考文献
陈新华《通信电子线路应用》机械工业出版社
侯丽敏《通信电子线路》清华大学出版社
樊昌信曹丽娜《通信原理》国防工业出版社
华永平《电子线路课程设计》东南大学出版社
骆新全黄玲玲《电路设计与仿真》北京航空航天大学出版社。