振幅调制与解调电路
振幅键控(ASK)调制与解调实验报告
锁相环法位同步提取信号输入
模块7:BS
模块4:FSK-BS
提取的位同步信号
2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”,观察模块4上信号输出点“FSK-DOUT”处的波形,并调节模块4上的电位器W5(顺时针拧到最大),直到在该点观测到稳定的PN码。
3、用示波器双踪分别观察模块3上的“FSK-NRZ”和模块四上的“OUT2”出的波形,将“OUT2”出FSK解调信号与信号源产生的PN码进行比较。
FSK调制模块:
TH7:FSK-NRZ经过反相后信号观测点。
FSK-OUT:FSK调制信号输出点。
FSK解调模块:
TH7: FSK调制信号经整形1后的波形观测点。
TH8:FSK调制信号经单稳(U10A)的信号观测点。
TH9:FSK调制信号经单稳(U10B)的信号观测点
TH10:FSK调制信号经两路单稳后相加信号观测点。
3、观察ASK解调输出“OUT1”处波形,并与信号源产生的PN码进行比较。调制前的信号与解调后的信号形状一致,相位有一定偏移。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码,改变送人的基带信号,重复上述实验;也可以改变载波频率来实验。
实验感想:通过此次实验,使我更加地了解用键控法产生ASK信号的方法,更深地懂得了ASK非相干解调的原理。观察到ASK调制和解调地波形。也使我更加熟练地操作示波器。
目的端口
连线说明
模块3:ASK-OUT
模块4:ASKIN
ASK解调输入
模块4:ASK-DOUT
模块7:DIN
锁相环法位同步提取信号
模块7:BS
模块4:ASK—BS
提取的位同步信号
2、将模块上的拨码开关S2拨为“ASK-NRZ”频率的16倍,如:“ASK-NRZ”选8K时,s2选128k,即拨“1000”。观察模块4上信号输出点“ASK-DOUT”处的波形,把电位器W3顺时针拧到最大,并调节电位器W1(改变判决门限),直到在“ASK-DOUT”出观察到稳定的PN码。
振幅调制和解调电路
02
振幅调制原理
振幅调制定义
01
振幅调制是指将低频信号调制到 高频载波上,改变载波的幅度大 小的过程。
02
振幅调制是一种线性调制方式, 其原理是将输入信号的幅度变化 ,通过改变高频载波的幅度来实 现信号的传输。
01
03
同时,随着物联网、云计算、大数据等新兴技术的发 展,振幅调制和解调电路的应用领域也将不断拓展,
为人们的生活和工作带来更多的便利和价值。
04
未来发展方向包括采用新型的调制方式、提高调制效 率、降低解调误差率、增强抗干扰能力等。
THANKS
感谢观看
振幅调制优点与缺点
振幅调制的优点包括实现简单、抗干扰能力强、信道利用率 高等。
振幅调制的缺点包括对非线性失真敏感、对信道特性变化敏 感等。
03
振幅调制电路
模拟振幅调制电路
01
模拟振幅调制电路主要 由调制信号、载波信号 和调制器组成。
02
03
04
调制信号通常是音频信 号或低频信号,载波信 号是高频信号。
移动通信
在移动通信系统中,振幅调制用于传 输语音和数据信号。解调电路在接收 端将调制的信号还原为原始信号,以 便用户接收。
有线通信系统中的应用
有线电视
在有线电视系统中,振幅调制用于传 输多路电视信号。解调电路用于将各 个电视频道还原为原始信号,以便用 户选择观看。
DSL宽带接入
在DSL宽带接入中,振幅调制用于传 输高速数据信号。解调电路在接收端 将调制信号还原为原始数据信号,提 供互联网接入服务。
振幅调制与解调设计报告
振幅调制与解调设计报告⾼频电⼦线路课程设计实验报告《振幅调制与解调电路设计》信息学院 09电⼦B班吴志平 0915212020⼀、设计⽬的:1、通过实验掌握调幅与检波的⼯作原理。
2、掌握⽤集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制波双边带调幅的⽅法和过程,并研究已调波与⼆输⼊信号的关系。
3、进⼀步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调⽅法。
4、掌握⽤集成电路实现同步检波的的⽅法。
5、掌握调幅系数测量与计算的⽅法。
⼆、设计内容:1.调测模拟乘法器MC1496正常⼯作时的静态值。
2.实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。
3.实现抑⽌载波的双边带调幅波。
4.完成普通调幅波的解调5.观察抑制载波的双边带调幅波的解调三、设计原理:幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正⽐。
通常称⾼频信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器即为产⽣调幅信号的装置。
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。
调幅波解调⽅法有⼆极管包络检波器和同步检波器,在此,我们主要研究同步检波器。
同步检波器:利⽤⼀个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除⾼频分量⽽获得调制信号。
本设计采⽤集成模拟器1496来构成调幅器和解调器。
图4-1为1496芯⽚内部电路图,它是⼀个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采⽤了两组差动对由V1—V4组成,以反极性⽅式相连接;⽽且两组差分对的恒流源⼜组成⼀对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限⼯作。
D、V7、V8为差动放⼤器 V5与 V6的恒流源。
进⾏调幅时,载波信号加在 V1—V4的输⼊端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放⼤器V5、V6的输⼊端,即引脚的①、④之间,②、③脚外接 1KΩ电位器,以扩⼤调制信号动态范围,⼰调制信号取⾃双差动放⼤器的两集电极(即引出脚(6)、(12)之间)输出。
高频电子电路振幅调制和解调ppt
集电极直流电源 Vcc 提供的功率: P PT VccIcoT
调制信号提供得平均功率:
Pc
P=ow
P
1 2
ma 2 PT
1 2
ma 2Vcc IcoT
平均输出功率:
1
POCW 2
1 2
I
R 2
cm1 p
d
(t
)
PoT
(1
1 2
ma2 )
Pcav
P=av
Poav
载波输出功率
PCT
(1
1 2
调幅度:
ma
2a2V a1
结论:
(1)调幅度得大小由调制信号电压振幅及调制器得特性曲线
所决定
(2)通常,a2<<a1因此用这种方法所得到得调幅度不大。
在平方律调幅中,管子工作于甲类非线性状态,效率低,只适用
于低电平调幅、
图 9、3、2 串联双二极管平衡调幅器简化电路
i1 a0 a1(V0 cos0t V cos Ωt) a2 (V0 cos0t V cos Ωt)2
3、 修正得移相滤波法 sin[(2 1) Ωt]
在单边带调幅与双边带调幅之间,有一种折衷方 式,即残留边带调幅。她传送被抑制边带得一部分,同 时又将被传送边带也抑制掉一部分。为了保证信号无失 真地传输,传送边带中被抑制部分与抑制边带中得被传 送部分应满足互补对称关系。
特点: 所占频带比单边带略宽一些; 她在ω0附近 得一定范围内具有两个边带,因此在调制信号(例如电 视信号)含有直流分量时,这种调制方式可以适用; 残
3、 检波得分类
检波
二极管检波器 器件
三极管检波器 小信号检波器
信号大小 大信号检波器 包络检波器
振幅调制、解调与混频电路
AMVΩmVcm AMVΩmVcm
cos(c cos(c
)t )t
对于复杂信号调制上面的模型也成立。
通信工程学院
27
F ()
F f (t) cosct
F fˆ (t) sin ct
SUSB ()
SLSB ()
通信工程学院
28
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
P(t) 1
2
Vπ 2
-π m0
(1
Ma
cost ) 2
cos2
ctdct
1 2
Vm20
(1
Ma
cos t)2
P0 (1
Ma
cos t)2
式中,P0 Vm20 / 2 :载波分量产生的平均功率。
Pmax P0 1 Ma 2
Pmin P0 1 Ma 2
通信工程学院
20
通信工程学院
21
③组成模型 vO (t) AMVcmv (t) cosct AMVcm ka
④讨论 •其包络与调制信号不一致; •调制效率高; •信号的带宽与AM信号一样。
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22
2. 单边带调制信号
①定义:仅传输一个边带(上边带或下边带)的调制方式称为单 边带调制 。 ②目的:节省发射功率;频谱宽度压缩一半,BWSSB = Fmax。
带通
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37
4.2 相乘器电路
•
实现:利用非线性器件。 电阻性
按非线性器件 电抗性
• 类别
两输入信号加到同一器件输入端
按输入信号注入方式 两输入信号加到不同器件输入端
振幅调制器与解调器的设计
Ma=30%
调制信号峰峰值为200mv
解调信号峰峰值为73mv 输出信号波形
Ma=100%
调制信号峰峰值为200mv
解调信号峰峰值为66mv 输出信号波形
峰值为564mv 调节RP1,VAB=-0.4V,输出信号波形
峰值为286mv 调节RP1,VAB=-0.2V,输出信号波形
峰值为0mv 调节RP2,VAB=0V,输出信号波形
峰值为266mv 调节RP2,VAB=+0.2V,输出信号波形
峰值为558mv 调节RP2,VAB=+0.4V,输出信号波形
频率为1KHz,峰值为80mv 输出信号波形
频率为1KHz,峰值为100mv 输出信号波形
实验步骤六
将函数波发生器的输出正弦信号加到AM调幅器实验电路板的 调制信号输入IN2端。 示波器的CH1通道接到AM调幅器实验电路板的输出OUT端。 观察输出信号波形,调节RP2电位器使输出信号最小。
输出信号波形
VMIN=19mV
调幅输出信号波形
实验步骤十四
调节RP1改变VAB的值,观察并记录ma =100% 和ma >100% 两种调幅波在零点附近的波形情况。
Ma=100% 调节RP1,ma=100%,调幅输出信号波形
ma>100% 调节RP1, ma>100% ,调幅输出信号波形
三、实现解调全载波信号(AM)
在AM调制器的载波信号输入端IN1加 VC(t)=10Sin2π×105t(mV)信号(已调好),调制信号端 IN2不加信号。
振幅调制电路
uo(t)= Amuc(t)uΩ(t)
=AmUΩm cosΩt Ucmcosωct
(5―10)
由上式可得双边带调幅信号的波形,如图5.9(a)所示。
根据(5―10)式可得双边带调幅信号的频谱表达式为
uo
(t)
1 2
AmUmUcm[cos(c
)t
cos(c
)t]
(5―11)
u(t)
Am uo(t)=Amu(t)uc(t)
(5―2)
4) 普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度
将式(5―1)用三角函数展开:
Uo (t) Uomct mUom cos t cosct
Uom
cosct
1 2
maUom
cos(c
)t
1 2
maUom
cos(c
)t
(5―3)
u(t)
t uc(t)
t
uo(t)
Uo mmax
Uo mmin
t
Uo m(1+macos t)
(5―5)
可以看到,uo(t)的频谱结构中,除载波分量外, 还有由相乘器产生的上、下边频分量,其角频率为
(ωc±Ω)、(ωc+2Ω)…(ωc±nmaxΩ)。这些上、下 边频分量是将调制信号频谱不失真地搬移到ωc两边, 如图5.7所示。不难看出,调幅信号的频谱宽度为调制 信号频谱宽度的两倍,即
振幅调制与解调电路
vO
Vm
t
≥
t t1
t tt1
(a)
(b)
图 4-4-9 惰性失真
(a)不产生惰性失真
(b)产生惰性失真
单音调制时不产生惰性失真的充要条件:
(3) 分析
RLC ≤
1 - Ma2 ΩMa
Ma和 越大,包络的下降速度越快,不产生惰性失真
所要求的 RLC 值必须越小。
多音调制时,作为工程估算, 和 Ma 应取其中的最大 值。一般按 maxRLC ≤ 1.5 计算 。
若
Vrm
V>rmV(m10,VVmrMm0 aco<s
t)cosct
1,合成了不失真的调幅信号,可
通过包络检波器检波。
4.同步检波的关键:产生与载波同频同相的同步信号
① 对双边带,可从已调波信号取出 例:双边带调制信号
vS (t) kav (t)cosct
取平方,vS2 (t ) ka2v2 (t ) cos 2 ct ,取角频率为 2c 的分量
(2)小信号检波 ① 条件:vS 振幅 Vm 足够小(几至十几毫伏),此时,二 极管应设有很小的偏置电流。
五、二极管包络检波电路中的失真
设: vS(t) =Vm0(1+Macos t)cosct,要求:
(1)
Vm0(1 - Ma) ≥ 500 mV
(2)RLC 的低通滤波器带宽应大于 Fmax。
1.惰性失真
RLC C 向 RL的放电速度 C 的泄放电荷量 D 导通时间 锯齿波动 vAV 增大。
为提高检波性能,RLC
取值应足够大。当满足
RL
1
cC
和 RL>> RD 的条件时,可以认为,VAV Vm,即检波电压传
通信原理-第5章 振幅调制、解调及混频 63页 2.5M PPT版
载 波 分(量 c ):不 含 传 输 信 息
上边频分量 c :含传输信息 下边频分量 c :含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
U
ωc
c
下边频
1 2 m aU c
1 2
m
aU
c
上边频
ωc - Ω ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波
5.3 .2 高电平调幅电路 1. 集电极调幅电路 2. 基极调幅电路
返回
5.3 振幅调制电路
A信 M:u 号 AM U c(1m co ts)co cts 纯调幅 DS 信 B :u 号 DSB k U U cco tsco cts 调,调 幅相 SS 信 B:u 号 SS BU (c otcso ctssi n tsi n ct) 调,调 幅频
n
Uncosc(n)t
5.2.2双边带( double sideband DSB)调幅信号 2. 波形与频谱
休息1 休息2 返回
调制信号
下边频
载波
c 上边频
(1) DSB信号的包络正比于调制信号 Uco s t
仿真
(2) DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性,即在调制信号负半周 时,已调波高频与原载波反相。因此严格地说,DSB信号已非单纯的振 幅调制信号,而是既调幅又调相的信号。
返回
(则1那)有么设u 调A :幅M 载U 信波c号信1( 号 n 已 :1m 调un cc 波U )o c可n cts 表o (达n sc)t为c:调 o u 制cA t信sM 其号中:U u :m m ( tn )U c cko aoU cs sttn
振幅调制、解调电路概要
2.负载效应 检波器作为中频放大器的 输出负载,可以用检波输入电 阻 Ri 来表示这种负载效应。 (1) Ri 定义:输入高频电 压振幅对二极管电流 i 中基波 分量振幅的比值。 (2) Ri 的求法:可近似从能量守恒原理求得。 设输入高频等幅电压 vS(t) = Vm cosct,相应的输出 为直流电压 VAV,则检波器从输入信号源获得的高频功 2 率为 Pi = Vm / 2Ri ,经过二极管的变换作用,一部分转
② 载频减小为 50 kHz,上、下边频间隔仍为0.2 kHz,则两边频的相对间隔为(0.2/50.1) × 100% = 0.4%。
相对间隔越大,滤波器就越容易实现。故单边带发 射机在低载波频率上产生单边带信号,而后用混频器将 载波频率提升到所需的载波频率上。 (2) 组成
本振频率(kHz) 边带最小频率间隔 相对频率间隔 (kHz) 0.2 0.2% 平衡调制器 100(载波) 2000 第一混频器 200.2 9.4% 第二混频器 26000 4200.2 14.9%
且其值与输入调幅信号包络 Vm0(1 + Macost) 成正比:
VAV = dVm0,Vm=d),恒小于1。
3.讨论 (1) D的作用 原理上,D起着受载波电压控制的开关作用 实际上,受 RLC 电压反作用,D 仅在载波一个周 期中接近正峰值的一段时间(vS > vC)内导通(开关闭合), 而在大部分时间内截止(开关断开)。导通与截止时间与 RLC 大小有关。 例: RLC ↑→C向RL的放电速度↓→C的泄放电荷量 ↓→D 导通时间↓→锯齿波动↓→vAV 增大。
二、低电平调制电路——单边带发射机 1.用途:主要用来实现双边带和单边带调制 2.要求:调制线性好,载波抑制能力强,功率和 效率的要求是次要的。 载波抑制能力的强弱可用载漏(输出泄漏的载波分 量低于边带分量的分贝数)表示,分贝数越大,载漏就 越小。 3.种类:前面介绍的各种乘法器均可构成性能优良 的平衡调制器,例1596、AD630 平衡调制器等。 实用的低电平调制电路这里不再作讨论。下面仅 讨论——
第五章振幅调制..
表示单位调制信号电压所引起的高频振荡幅度的变化
高频电子线路
二、单频调制
1. 表达式
uΩ (t ) U Ωm cos Ωt U Ωm cos 2Ft
uAM (t ) 〔U cm Ku (t )〕 cos(ct ) 〔U cm KU mcost〕 cos(ct ) U cm ( 1 ma cost〕 cos(ct )
高频电子线路
第 5 章 振幅调制、解调电路
振幅调制:用待传输的低频信号去控制高频载波信 号的幅值 解调:从高频已调信号中还原出原调制信号
振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路
地位: 通信系统的基本电路
高频电子线路
高频电子线路
高频电子线路
第 5 章 振幅调制、解调电路
概述 调幅信号的基本特性 低电平调幅电路 高电平调幅电路 包络检波 同步检波
uDSB (t ) AM u (t )uc (t )
uDSB (t ) AMUcmUm cos(t ) cos( c t ) Um cos(t ) cos( c t )
1 1 U m cos[(c )t ] U m cos[(c )t ] 2 2
高频电子线路
高频电子线路
5.2.1 普通调幅波(AM)
一、普通调幅波表达式
包络函数(瞬时振幅)U(t)可表示为:
U (t ) U cm U (t ) U cm Ku (t )
U (t ) 与调制电压 u (t )
成正比,代表已调波振幅的变化量;
包络函数所对应的曲线是由调幅波各高频周期峰值所连成的 曲线,称为调幅波的包络。因此,包络与调制信号的变化规 律完全一致,其包含有调制信号的有用信息。
第四章 振幅调制与解调_2010
fS
f
fi
f
7
f0 本振
f 非线性 器 件 带通 到中放
fi, 2Fmax fi=fO-fS
高放 f … fi
fS
f
fi
f
1) 它们的实现框图几乎 是相同的,都是利用非线 性器件对输入信号频谱实 行变换以产生新的有用频 率成分后,滤除无用频率 分量。 3) 频谱的横向平移从时域 角度看相当于输入信号与一 个参考正弦信号相乘,而平 移的距离由此参考信号的频 率决定,它们可以用乘法电 路实现。
中放来
非线性 器 件
低通 Fmax
到功放
调制信号 f f
f1
f
0 F max
f1
2f1
f
0
f Fmax
0
fmax f
f0
2f0
f0
(a) 调幅原理
(b) 检波原理
3
(a) 调幅原理
f 非线性 器 件 带通 f0, 2Fmax
f0 主振
调制信号 f f
0
fmax f
f0
2f0
f0
4
(b) 检波原理
40
0
.
5
V
V
0
.
5
1
0
0
0
V
f/KHz
9
9
9
.
8
1
0
0
0
.
2
37
0
.
9
2
6
V
7 9
7
0 1
V
9
0
7
.
3
2
例题4-2
V
0
.
9
《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告
《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告课程名称:高频电子线路实验类型:设计型实验项目名称:振幅调制与解调一、实验目的和要求通过实验,学习振幅调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法,学习用差分对电路实现AM调制和包络检波电路的设计方法,利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。
二、实验内容和原理1、实验原理幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号。
调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波。
调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器,同步检波器。
2、实验内容(1)设计单差对管实现AM调幅信号电路图。
(2)在电路中双端输入频率为1MHz的载波信号,单端输入频率为10kHz的调制信号,模拟仿真产生AM信号,并用双踪示波器观察调制信号和AM信号波形。
(3)用频谱分析仪测试AM信号的频谱,并进行理论分析对比。
(4)对AM信号采用包络检波,设计检波电路,仿真分析,用双踪示波器观察检波后的调制信号波形。
(5)混频实验仿真分析。
三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、频谱分析仪、直流电源。
四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、设计单差对管实现AM调幅信号电路图2、在电路中Q1和Q2的基极双端接入函数发生器,函数发生器的频率设为1MHz,幅度设为10Vp。
在Q3的基极单端接入函数发生器,其频率设为10kHz,幅度为20Vp。
进行模拟仿真,用双踪示波器观察产生AM信号和调制信号。
3、在Q2的集电极接入频谱分析仪,观察AM信号的频谱结构。
为了便于观察,可将Q3的基极的函数发生器的频率设置为0.5MHz,测量并记录输出信号的频率成分。
C1200pF R2100ΩR1100ΩL1126uH R43kΩXSC3V112VR31.2kΩR55.6kΩR64.7kΩR74.7kΩV212VR810kΩXFG1COMXFG2COMQ12N2923Q22N2923Q32N2923XSA1TINAM 输出信号 f 1(MHz )f 2(MHz )f 3(MHz )测量频率 理论计算频率4、包络检波实验,用双踪示波器观察原调制信号和包络检波后恢复的调制信号。
第五章 信号变换一:振幅调制、解调
二、双边带调制和单边带调制
1. 双边带调制
(1) 双边带调制电路的模型 )
例题
设载波功率Pc为100W,问调幅度为1及0.3 设载波功率 ,问调幅度为 及 总边频功率、总平均功率各为多少? 时,总边频功率、总平均功率各为多少? (ma =1时, P = 50W、 P∑a=150W、 时 、 、 ma = 0.3 时, P = 4.5W、 P∑a=104.5W) 、 )
7.调幅波的几种调制方式 调幅波的几种调制方式
二、混频器组成框图及工作原理
⒈ 组成框图
⒉ 工作原理
两个不同频率的高频电压作用于非线性器 件时,经非线性变换, 件时,经非线性变换,电流中包含直流分 基波、谐波、和频、差频分量等。 量、基波、谐波、和频、差频分量等。其 中差频分量f 中差频分量 Lo-fs就是混频所需要的中频成 分,通过中频带通滤波器把其它不需要的 频率分量滤掉,取出差频分量完成混频。 频率分量滤掉,取出差频分量完成混频。 若同一个非线性器件既完成混频、又作为 若同一个非线性器件既完成混频、 本地振荡,则这个混频器通常称为变频器 变频器。 本地振荡,则这个混频器通常称为变频器。
5.1.1 振幅调制电路
一、普通调幅(AM) 普通调幅( )
什么是调幅? ⒈ 什么是调幅? ——载波的振幅值随调制信号的大小作线 载波的振幅值随调制信号的大小作线 性变化,称为振幅调制,简称调幅 调幅( 性变化,称为振幅调制,简称调幅(AM) ) 2. 普通调幅电路模型