调幅与检波multisim仿真

调幅与检波电路的Multisim 仿真分析

一、实验目的：

（1）在掌握理论知识的基础上，学会利用multisim 等仿真软件进行实验的虚拟仿真，熟练掌握仿真的设计过程与方法。

（2）通过仿真以及仿真得到的结果能够进一步理解调幅、检波电路的结构与原理。

（3）通过观察仿真输出波形，分析仿真结果，得出并验证相关结论。

二、实验原理

2.1 AM 信号

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。

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+

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，

)(t u c

此种现象是要尽量避免的。

2.2 DSB 信号

抑制掉调幅信号频谱结构中无用的载频分量，仅传输两个边频的调制方式成为抑制载波的双边带调制，简称双边带调制，并表示为：

t w t u k t u c a cos )()(0Ω=

显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在0m V 上

下按调制信号规律变化。这样，当调制信号)(t u Ω进入负半周时，)(t u o 就变为负值。表明载波电压产生0180相移。因而当)(t u Ω自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现0180的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映)(t u Ω的变化，但它仍保持频谱搬移的特性，因而仍是振幅调制波的一种，并可用相乘器作为双边带调制电路的组成模型，如下图9所示，图中a cm M k V A =。

图9 双边带调制信号组成模型

2.3 二极管包络检波

包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。即，解调器输出电压∝输入已调波的包络。由于AM 信号的包络与调制信号成正比。包络检波只适用于AM 波的解调。（确切地说：只能解调Ma<=1的普通调幅波）

特点：包络检波电路实现简单，检波效率高，几乎所有AM 调幅

式接收机均采用这种电路。

注意：若AM波，当Ma>1，无法用此方法检波，可用同步检波法。

解调调幅波时，二极管总是在输入信号的每个周期的峰值附近到导通，因此输出电压与输入信号包络相同。由于参数的选择，检波器容易惰性失真。在二极管截止期间，电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。如果电容放电速度很慢，使得输出电压不能跟随输入信号包络下降的速度，那么检波输出将与输入信号包络不一样，产生失真。把由于RC时间常数过大而引起的这种失真称为惰性失真或者对角线切割失真。同时还有一种失真，底部切割失真。产生这种失真是因为交直流负载不同引起的。要避免底边切割失真，一定要设法增大交流阻抗和直流阻抗的比值。

2.4同步检波

同步检波主要应用于双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）的检波。因为双边带调幅波和单边带调幅波的频谱中缺少载波频率分量。因此不能用包络检波器解调，必须用“同步检波器”实现解调。

图6.4.3 检波电路的频谱搬移过程

同步检波又可分为乘积型图（a）和叠加型图（b）（乘积型用的比较普遍，叠加型使用的较少）.

（a）

本地载波

( b)

说明：（i）同步检波法适用于AM, DSB，SSB的解调。由于同步检波比包络检波器复杂，所以很少用于AM解调，通常只用于解调DSB 和SSB信号和Ma>1的AM解调。

（ii）为了不失真的恢复原调制信号，本地载波r u必须与调制端的载波电压完全同步。这是同步检波名称的来由。

三、multisim仿真设计

3.1模拟乘法器MC1496分立元件的搭建与原理分析

单片集成模拟乘法器MC1496的内部Multisim电路结构如下图

2所示。图中Q9~Q12组成双差分放大器，Q13、Q14组成单差分放

大器，用以激励Q9~Q12；Q15、Q16、D2及相应的电阻等组成多路

电源电路，Q15、Q16分别给Q13、Q14提供恒流电流。

图3 MC1496内部结构图

那么如何在Multisim仿真环境中创建集成模拟乘法器电路模块呢？其实很简单，首先启动Multisim程序，Crtrl+N新建电路图文件，按照MC1496内部结构图，将元器件放到电子工作平台的电路窗口上。为了能对子电路进行外部连接，需要对子电路添加输入输出。单击

Place/HB/SB Connector命令或使用Ctrl+I快捷操作，屏幕上出现输入/输出符号，将其与子电路的输入/输出信号端进行连接。按住鼠标左键拖动，全部选中，单击Place/Replace by Subcircuit命令，屏幕上出现Subcircuit Name对话框，在对话框中输入MC1496，单击OK，即可完成MC1496子电路模块的创建。具体过程如下图所示：