ssb波的调制与解调

海南大学

通信电子线路课程设计报告

学院：信息科学技术学院

课题名称：单边带的调制与解调

专业班级：12通信工程B班

姓名：

学号：

指导老师：黄艳

设计时间：2014.10——2014.12

使用仪器：Multisim12

同组成员：

目录

摘要及关键词 (1)

一设计总体概述 (2)

1.1 设计任务 (2)

1.2.设计指标 (2)

二系统框图 (2)

（一） SSB调制电路 (2)

（二） SSB解调电路 (3)

三各单元电路图及仿真 (4)

1 平衡调制器 (4)

2 带通滤波器 (8)

3 相乘器 (12)

4.低通滤波器 (13)

四总电路图 (15)

五自设问题及解答 (16)

六心得体会总结 (16)

七所遇问题及未解决问题 (17)

参考文献 (17)

内容摘要

本文用Multisim12设计并仿真了单边带的调制越解调，由于在调制单元，先设计一个混频器（双平衡调制器），在混频的两端通过信号发生器输入一个调制低频信号 f 和载波信号0f ，完成频谱的搬移，成为一个DSB 信号，再设计一个带通滤波器，将DSB 经过带通滤波器变成一个抑制单边带的SSB 波信号。单边带SSB 节约频带，节省功率，具有较高的保密性。在解调单元，将调制单元输出的SSB 和通过一个信号发生器产生的和调制单元同频同相的载波输入在相乘器（双平衡调制器）的两端，完成混频。再设计一个低通滤波器，将相乘器输出的信号经过低通滤波器，就可恢复基带信号低频信号0f ，完成解调。

在设计单元电路时，对每部分的电路设置参数，进行仿真，调参，对结果进行分析，由于在SSB 调制时，带通滤波的带宽相对中心频率的系数太小，所以将载波设置成较低频信号。反复调试后，得出结果和心得体会。

【关键词】：单边带 调制解调 平衡调制器 带通滤波器 低通滤波器 仿真

单边带的调制与解调

一、设计总体概述

1.1设计任务

设计单边带的调制解调电路，要求分别设计混频器、带通滤波器，和低通滤波器。通过信号发生器产生一个调制信号和载波信号，加入混频器的两端，将调制信号搬到了高频出，再经过带通滤波器，输出抑制载波的双边带调幅波，再经过带通滤波器，产生抑制载波的单边带调幅波。然后将已调信号和载波信号经过混频器，将已调信号搬到了低频和更高频处，再经过带通滤波器，即可恢复调制信号。

1.2技术指标：

输入调制信号：10kHZ 200mV 正弦波

调制载波信号：100KHZ 5V 正弦波

解调载波信号： 100KHZ 200mV 正弦波

二系统框图

（一）SSB调制电路

图一单边带调制单元原理框图

原理分析：先要经过混频器（平衡调幅器）产生抑制载波的双边带信，低频调制信号不能有直流成分，即低频调制信号为t V t v Ω=ΩΩcos )(，频率为Ωf 。外加高频载波信号t w V t v O O O =cos )(，频率为O f 。

两者进入混频调制单元（平衡调制器）后，产生抑制载波的双边带调制信号（DSB 波）t w t V R g t v L d O ΩΩ=cos cos 8

)(πK 为常数）

，得到o ω-Ω、o ω+Ω两种频率的波，频宽为0.722f f Ω∆=。再经过带通滤波器把不需要的边带滤除，只让一个边带输出（SSB 波）t w V R g t v L d )cos(8

)(Ω-=O Ωπ(下边带）或

t w V R g t v L d )cos(8

)(Ω+=O Ωπ（上边带）

，调制出来的单边带信号的频带宽度是是双边带的一半，节省了功率。

（二）SSB 解调电路框图

图二 单边带解调原理框图

解调器 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。将从调制电路的到的已调波（SSB波），经过乘法器（平衡调制器），与本地载波发生混频，产生一个混频信号，表达式为

t w t w A t v p )cos(cos )(Ω-=O O 或者是t w t w A t v p )cos(cos )(Ω+=O O (A 为常数），这是一个同步检波（又称相干解调）然后经过低通滤波器，低频滤波器功能为滤除2o ω附近的高频信号，保留Ω低频信号，解调出来的信号t AV t v Ω=Ωcos )(，完成解调，整个解调电路由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。

三、各单元电路图及仿真

1混频器（双平衡调制器）

1.1原理及参数计算

(a)原理电路

VS VS (b)等效电路

工作原理如下：

该混频器为二极管环形混频器，各端口具有良好的隔离性，对本振而言，进入D1的端口和进入D2的端口是等电位，信号口无本振输出。对信号而言，进入D3的端口和进入D4的端口是等电位，本振口无信号输出。箭头表示本振电压在负半轴的电流方向，这样载波信号的正负控制着二极管的导通和截止。当载波信号为正半周时，二极管D1和D2导通，反之截止，当载波信号为负半周时，二极管D3和 D4导通，反之则截止。二极管环形混频器的优点是各端口具有良好的隔离性，而且工作频带宽，噪声系数小，混频失真小，动态范围大。缺点有没有混频增益，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 。各端口的匹配阻抗都是50Ω。

设调制信号为t V t v Ω=ΩΩcos )(，载波信号为t w V t v O O O =cos )(

当载波信号为正半轴时，开关函数1)(=t S ，当载波信号为负半轴开关函数0)(=t S ，采用线性时变电路，就有得到的输出回路中的表达式为

t w V t w t w R r i L d 0000cos )3cos 34cos 4(1•••+-++=π

π，输出电流中，除了和频Ω+w w 0和Ωw w —0成分外，仅有Ω±w w 03、Ω±w w 05、...等项，如果选频回路工作在0w 处，，且带宽Ω=2B ,则谐振时，仅含Ω+w w 0和Ωw w —0频率成分。

对于本混频器设计一个LC 并联谐振回路，由给定条件

满足301010021

⨯==LC f π，

310202⨯=Ω=B 0

7.02f f Q P ∆= 解得uH L 59.1=,F C u 59.1=,

此时有等效阻抗：Ω==98.9L w Q R p P p

1.2 双平衡调制器电路（如图三）