通信电子线路实验报告

通信电子线路研究性报告

姓名XX

班级通信120X

学号122110XX

通线教师路勇

时间2014/11/14

一实验要求

1 了解丁类放大器的相关信息

2 利用模拟乘法器实现AM、SSB及DSB的振幅调制与解调

二实验过程

2.1 丁类放大器

丁类放大也称D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。具有效率高，体积小的优点。许多功率高达1000W的这类数字式放大器，体积只不过像盒VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中却有较多的应用。

D 类放大器实际上是一种开关放大器，其开关频率高达100kHz以上。输入端是直接从数码信号源如CD唱机、DVD影碟机、DVD Audio或SACD光碟机以及DTV数码电视等输入的数码音频信号，而不是经过ADC模数转换或DAC数模转换处理的音乐模拟信号。典型的实现过程如下：

先由振荡器调制直流电源产生一个基准方波信号，其工作频率可跟随输入信号变化，设定为几十到几百千赫；脉冲宽度则随输入信号的幅度大小而变化。还可以设置一个锯齿波信号产生器，其频率为基准方波信号的一倍，并与之同步。锯齿波信号用来同需要放大的、不断变化的输入信号作比较。当锯齿波同输入信号发生差异时，便产生与其瞬时振幅一致的相移信号。再用一个逻辑上由基准信号和相移信号控制的开关电路输出一个极性经过选择的脉冲宽度调制信号（PWM信号）。PWM信号经晶体管放大和高速整流，再通过低通滤波器滤除高频成分、平滑处理后回复为音频信号馈送扬声器放音。

这种电路最大优点是功耗极小。因为它通常采用耐二次击穿、开关转换效率极高的场效应晶体管，运行中几乎没有损耗，效率可达90%以上（普通A类或AB类放大器的效率最大也只不过50%）。高效意味着耗电小、散热要求低，从而导致集成电路化的大批量生产。其另一个优点是失真小。我们都知道，为了增加频响宽度、防止信号饱和畸变，几乎所有放大器都需要使用反馈电路，可是反馈产生的延时效应却对原音重现带来失真。由于数码放大器转换时间极快，延时效应微乎其微，产生的误差只有传统模拟放大器的六分之一，所以对输出控制得更好，尤其是瞬态反应更为精确真实，特别适用于爆发力要求较高的重低音功放。

2.2 AM、DSB及SSB的调制

2.2.1 基本原理

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，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。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。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相。

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。 2.2.2 AM 调制

AM 信号是载波信号振幅在0m V 上下按输入调制信号规律变化的一种调幅信号，表达式如下：

[]t w t u k V t v c a m o cos )()(0Ω+= （1）

由表达式（1）可知，在数学上，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图1所示。图中，M A 为相乘器的乘积常数，A 为相加器的加权系数，且

a

cm M k AV A k A ==,

图2.1普通调幅（AM ）电路的组成模型

设调制信号为：

)(t u Ω=M

c U E Ω+cos t Ω

载波电压为：

cM

t c U u =)(cos

t w c

上两式相乘为普通振幅调制信号：

cM

C t s U E K u +=()(cos t Ω）

t w U c cM cos

=C cM E KU (+t w t U c M cos )cos ΩΩ =t w t M E KU c a c cM cos )cos 1(Ω+

=

t w t M U c a S cos )cos 1(Ω+ （2）

式中,C

M

a E U M Ω=

称为调幅系数(或调制指数) ，其中0＜

a

M ≤1。而当

a

M ＞1时，

在π=Ωt 附近，)

(t u c 变为负值，它的包

络已不能反映调制信号的变化而造成失

真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是要尽量避免的。 2.2.3普通调幅（AM ）信号的波形

在Multisim 仿真电路窗口中创建如图3.1.2所示的由乘法器(K=1)组成的普通调幅(AM)电路，在该电路中，直流电压源

c

E (图中V1)和低频调制信号

)

(t U Ω (图中V2)分别加到乘法器A1

的X 输入端口，高频载波信号电压

)

(t c U (图中V3)加到乘法器的Y 输入端口。将示波器的

A 、

B 通道分别加到乘法器的X 输入端口、乘法器的输出端口，其构成如下图3.1所示： 前半部分为乘法器调制电路，后半部分为包络检波的解调装置。

)(t u c