信号的调制解调

DSB波调制与解调

一、内容摘要

所谓调制，就是在发送端将所要传送的信号附加到高频振荡上，再由天线发射出去。所谓解调，则是在接收端把载波信号取出来，得到原有信息。系统原理图如下所示，当用作调制的乘法器的双差分对处于线性工作状态时，给其输入载波信号u1和调制信号u

，经过调制后得到已调信号u2。当用于解调的乘法器也工作于线性状态时给其输入已调信号u2和载波信号u1，经过解调后得到信号u3，将u3输入低通虑波器得到基带信号u4。

二、系统原理图。

二、单元设计

1.调制单元基带信号

载波信号

调制信号

载波信号

工作原理及电路说明：

（1）集成模拟乘法器

集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现调幅功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。本次设计采用是国产双差分对模拟乘法器XFC1596。（2）XFC1596的内部结构

R

4

的1k电阻用作负反馈电阻，以扩大调制信号的线性动态范

围;R

12的6.8k的电阻用来控制电流源电路的电流值I，R5和R

6

的3.9k

的电阻为两管的集电极负载电阻;R

3

的1k的电阻为三极管提供基极

偏置电压;R

w

为载波调零电位器，其作用是：将调制信号移去，只加

载波电压，调节R w ，使输出载波电压为双差分对的工作特性取决于载波输入电压振幅的大小。当它大于26mv 使，电路工作于开关状态；当它小于26mv 使，电路工作于线性状态。同时加入调制信号和载波信号后，输出回路电压即为载波被抑制的双边带调幅波。 （3）数学公式分析： 载波信号：

1

调制波信号：t V u m Ω=ΩΩcos

调制后的信号为：

t

t w V KV u Ku u c m cm Ω==ΩΩcos cos 01

])cos()[cos(2

1

t w t w V KV c c m cm Ω-+Ω+=Ω

仿真：

载入波形（500KHZ）

载入频谱

调制波形（50KHZ）

调制频谱

已调波波形

已调波频谱

误差分析：输入的载波为500KHZ，调制信号为50KNZ，所以理论上已调波的频谱应该有三个峰，分别是上边频450KHZ、下边频550KHZ和本振信号500KHZ。从频谱图上看，三个峰值对应

的频率基本准确，但是存在谐波较多。

2.解调单元。

工作原理及电路说明：

本模块也采用国产双差分对模拟乘法器XFC1596，此模块工作原理与调制时相同。不同之处为：当同时加入调制信号和载波信号时输出回路电压是调幅波，但是把调制信号换成调幅信号，那输出就是调制信号。

数学公式分析：

已调信号：

t

t

w

V

KV

u

c

m

cm

Ω=

Ω

cos

cos

2

加载信号与载波信号相同：=

解调后的信号：

仿真：

载波波形（100KHZ）

载波频谱

解调波形

解调频谱

误差分析：从理论上，解调后的波应该为基带信号，频谱峰值对应的频率有调制信号50KHZ，两个边频1050KHZ和950KHZ。由波形图可以看出解调后的波形有失真的现象，且本振信号500KHZ。存在分

析原因为：该系统采用同步检波。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。载波和加载的波频率和相位都相同，但是通过电容后相位发生了滞后，两个波之间有差，所以产生了解调后波的失真。

2、低通滤波单元。

工作原理及电路说明：

（1）低通滤波器

它就是利用电容通高频阻低频,电感通低频阻高频的原理.

对于需要截止的高频,利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过,对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。

（2）电路说明

该电路通带放大倍数与R

31和R

33

的比值有关，当C

1

=C

2

时，网

络的传递函数为))(311()1(221SRC SRC R R A ++⨯+

=用jw 取代S 且取piRC

f 21=，得出电压放大倍数的表达式。解得通带截止频率037.0f f =

通过低通滤波器得到的基带信号为：

仿真:

基带波形

基带频谱

误差分析：理论上，滤出的应该是基带波，频率为50KHZ，由图可见波形和频谱基本准确。

三、总电路图。

四、工作原理。

在输入载波信号

u和调制信号 u时，在模拟乘法器的调制作用下

（具体工作原理在调制单元已说明）得到已调信号：

1u ])cos()[cos(2

1t w t w V KV c c m cm Ω-+Ω+=Ω。 已调信号和与之前相同的载波0u 输入时，在模拟乘法器的解调作用下

得到已解调的信号:

)])2cos[(4

1)])2cos[(41)cos()cos (cos 2

112121123ϕϕϕ+Ω-++Ω+++Ω=ΩΩΩt w V KV t w V KV t w t w t V KV u m cm m cm m cm 。这个信号在通过低通滤波器就可以得到与调制信号一样的基波信号

t V KV u m cm Ω=ΩΩcos cos 2

12ϕ。 五、仿真及分析，与理论上的比较。

仿真后得到的已调波如下：

仿真后得到的解调后的信号如下图所示：

与理论上3u 存在差异，3u 的表达式如下：