常规调幅电路的设计楚同春

辽宁工业大学高频电子线路课程设计（论文）

题目：常规调幅电路设计

院（系）：信息科学与工程学院

专业班级：通信 041

学号： 040305004

学生姓名：楚同春

指导教师：牛芳琳

教师职称：

起止时间：————————

课程设计（论文）任务及评语

目录

第1章课程设计目的与要求 (1)

1.1 课程设计目的 (1)

1.2 课程设计的实验环境 (1)

1.3 课程设计的预备知识 (1)

1.4 课程设计要求 (1)

第2章课程设计内容 (1)

2.1电路原理设计 (1)

2.2设计电路 (2)

2.3电路分析 (3)

第3章课程设计的仿真 (4)

第4章总结 (5)

参考文献 (6)

附录：器件清单

第1章 课程设计目的与要求

1.1 课程设计目的

本课程的课程设计是设计一个简单的常规调幅系统，通过本次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。

1.2 做仿真部分：课程设计的实验环境

硬件要求能运行Windows 9.X 操作系统的微机系统。EWB 仿真操作系统。 1.3 课程设计的预备知识

熟悉EWB 仿真操作系统，及高频电子线路课程。 1.4 课程设计要求

按课程设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。

设计内容

1．用EWB 仿真，能够观察输入输出波形。

2．采用阳极平幅度调制方法进行电路设计

设计参数

调幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ ， 载波电压100mV 左右

第2章 课程设计内容

2.1电路原理设计

调幅过程是非线性变换的过程，将产生多种频率分量，所以调幅电路应LC 带滤波器，用来滤除不需要的频率分量；采用平衡推挽电路可以抵消一部分不需要的频率成分

普通调幅(全载波调制)

普通调幅是用需传送的信息(调制信号))(t u Ω去控制高频载波)(t u c 的振幅，使其随调制信号)(t u Ω的规律而变化。

调幅时，载波的频率和相位不变，而振幅将随调制信号线性变化。若载波信号为t U t u c cm c ωcos )(=，调制信号为)(t u Ω。则普通调幅波的振幅为：

)()(t u k U t U a cm cm Ω+= (1)

式中，a k 是一个与调幅电路有关的比例常数。)(t U cm 称为包络函数，它反映了)(t u Ω的变化规律。因此，调幅波的数学表达式为

t t u k U t t U t u c a cm c cm AM ωωcos )]([cos )()(Ω+== (2)

根据乘法运算的代数性质，乘法器有四个工作区域，由它的两个输入电压的极性来确定，并可用X-Y 平面中的四个象限表示。能够适应两个输入电压四种极性组合的乘法器称为四象限乘法器；若只对一个输入电压能适应正、负极性，而对另一个输入电压只能适应一种极性，则称为二象限乘法器；若对两个输入电压都只能适应一种极性，则称为单象限乘法器。

2.2设计电路

规调幅电路设计如图：

2.3电路分析

(1)单频调制

若调制信号为单频信号，即t U t u m Ω=ΩΩcos )(，则普通调幅波的数学表达式为：

)()()( cos cos cos cos cos cos cos )cos 1()(t u t u U k t u t tU U U k t U t

t m U t U t t m U t u c cm

a

c c cm m cm

a

c cm c a cm c cm c a cm AM ΩΩ+

=Ω+=Ω+=Ω+=ωωωωω (3)

式中，t U c cm ωcos 为载波分量，不包含有用信息，调制信号的信息只包含在上下边频t t m U c a cm ωcos cos Ω内。cm m

a a U U k m Ω=

为调幅系数或调幅度，其值也可由调幅波包络)(t U cm 的最值求出

m in m ax m in

m ax

cm cm cm cm a U U U U m +-=

(4)

普通调幅波的波形如图6-1所示。可以看出，已调幅波的包络形状与调制信号一样。

从调幅波的波形上看出包络的最大值m ax cm U 和最小值m in cm U 分别为：

)1(m ax a cm cm m U U +=

)1(m in a cm cm m U U -=

普通调幅时1≤a m ，一般取3.0=a m 。如果1>a m ，将会产生过调幅失真，其波形如图6-2所示。由图可知，已调波包络形状与调制信号不一样，不能反映调制信号的变化规律。

图1普通调幅波的波形图

图2 过调制调幅波形

(2)多频调制

若调制信号为多频信号，即

t U t U t U t u n mn m m Ω+⋅⋅⋅+Ω+Ω=ΩΩΩΩcos cos cos )(2211 则普通调幅波的数学表示式为：

t

t m

U t u c n

j j aj cm AM ωcos )cos 1()(1

∑=Ω+

= (5)

式中，cm mj a aj U U k m /Ω=为对第j 个调制信号的调幅系数，实际上，调制信号是包含多个频率的复杂信号，如调幅广播所传送的语音信号频率约为50Hz 至4.5kH Z ，调制后，各个语音频率产生成对等幅上、下边频，迭加后形成上、下边频带。从频率角度看，调幅过程实质上是一种频谱搬移过程。经过调制后，调制信号的频谱由低频被搬移到载频附近，成为上、下边频带。

第三章 课程设计的仿真

设置0U 、i U 、Uc 以及电路中各元件的参数，打开仿真开关，从示波器上观察调幅波的波形以及与调制信号i U 的关系，如图2所示。为了便于观察，将载波频率设置为10kHz ，可得图3所示波形图。由波形图可知：

①振荡线在上下包络线之前交替振荡； ②普通调幅信号的包络与调制信号一致；

③普通调幅信号的振荡快慢与载波一致。