高频电子线路课程设计(单边带调制与解调电路设计)

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实践教学

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兰州理工大学

2010年秋季学期

高频电子线路

题目：单边带调制解调电路的设计

专业班级：08级通信4班

姓名：

学号：

指导教师：

成绩：

摘要

单边带调制技术是模拟调制中的重要技术，相对于幅度调制（AM）、双边带调制（DSB）、残留边带调制（VSB）而言，传输带宽仅为调制

信号带宽，有效节约了带宽资源，且节约载波发射功率。本课程设计

主要介绍单边带调制解调电路的设计。学习和掌握电路设计的方法和

仿真软件，并综合运用所学知识完成常规调幅的设计。本设计的技术

指标是采用乘法器来实现DSB的调制，然后经过带通滤波器滤除一个

边带，得到单边带调幅波，解调时采用同步检波法实现。输入参考信

号频率5KHz,电压60mV左右，调幅系数0.5，载波频率为100KHz，载

波电压为60mV。

关键字单边带，调制，解调

目录

第1章单边带调制解调电路的设计意义 (4)

第2章单边带调制解调电路的总体方案 (4)

2.1 单边带调制方案 (4)

2.2单边带解调方案 (5)

第3章电路参数选择 (5)

3.1输入信号参数 (5)

3.2 调制器参数 (5)

3.3 带通滤波器参数 (6)

3.4低通滤波器参 (6)

第4章电路工作原理及设计说明 (7)

4.1DSB信号的表达式、带宽 (7)

4.2 SSB信号的产生及设计 (8)

4.3 SSB信号的解调 (9)

4.4 带通滤波器 (10)

4.5 解调过程 (11)

第5章实验结果 (12)

第6章结果分析 (15)

实验总结 (16)

参考文献 (18)

第1章单边带调制解调电路的设计义

传输信息是人类生活的重要内容之一。利用无线电技术进行信息传输在这些

手段中占有极重要的地位。无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥测等等，都是利用无线电技术传播各种不同信息的方式。无线电通信传输语音、点吗或其他信号；无线电广播传输语言、音乐等；电视传送图像、语言、音乐；导航是利用一定的无线电信号指引飞机或船舶安全航行，以保证他们能平安到达目的地；雷达是利用无线电信号的反射来测定某些目标（如飞机、船舶等）的方位；遥测遥控则是利用无线电技术来测量远处或运动体上的某些物理量，控制远处机件的运行等。在以上这些信息传递的过程中，都要把频率不高的调制信号加载到高频载波上，然后进行信号的传输。在信息的接收端需要把有用的信号从混杂的已调信号里解调出来。由于利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB 调制与解调作为我课程设计的题目具有很大的实际意义。

第2章单边带调制解调电路的总体方案

2.1 单边带调制方案

所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带就够了。这就又演变出另一种新的调制方式――单边带调制（SSB）。调制的方框图如下：

2.2、单边带解调方案

解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。

在本课程设计中我们采用同步检波的方式，由乘法器和低通滤波器组成。实现同步检波的关键是要产生一个与载波信号同频同相的同步信号。解调的方框图如下：

第3 章电路参数选择

3.1 输入信号参数：

输入信号频率5KHz，幅度为60mV的正弦波。载波频率为100KHz，幅度为120mv的正弦波。

3.2 调制器参数：

因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。

(a)原理电路

(b)等效电路

四个二极管组成平衡电路如上图所示，构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。 二极管环形混频器产品已形成完整的系列，它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类，其中常用的是 Level 7，Level 17，Level 23三种系列，它们所需的本振功率分别为7dBm(5mW)，17dBm(50mW)和23dBm(200mW)，显然，本振功率电平越高，相应的1dB 压缩电平也就越高，混频器的动态范围也就越大。对应于上述三种系列，1dB 压缩电平所对应的最大输入信号功率分别为1dBm(1.25mW)、10dBm(10mW)、15dBm(32mW) 。 二极管环形混频器具有工作频带宽（从几十千赫到几千兆赫）、噪声系数低（约6dB ）、混频失真小、动态范围大等优点。

二极管环形混频器的主要缺点是没有混频增益，端口之间的隔离度较低，其中L 端口到R 端口的隔离度一般小于40dB ，且随着工作频率的提高而下降。实验表明，工作频率提高一倍，隔离度下降5dB 。

3.3带通滤波器参数：

多环有源带通滤波器特性参数如下G 0=1R5

R7

(1+

C2

C3

)

W 0=√1R7C3C2(1R5+1

R6)2

ε=1Q

=

1

√R

7

(

1R 5

+1R 6

)

2

√C 3C 2

2

+√

C 2C 3

2

)

设计条件：G 0，ε，W 0，设G 0=4，ε=0.5，W 0= 2*π*105（这时f 0=100KHz ） 选择参数：C 3=C 2=C

VS

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