基于Multisim通信电子线路设计及仿真

目录

摘要及关键词......................................... ........ (1)

第1章设计意义................................ (2)

第2章 AM调制原理概述 (2)

2.1 工作电路 (3)

2.2工作原理 (4)

2.3. 仿真............................................... .. (6)

第3章 AM解调原理概述 (7)

3.1乘积型同步检波工作电路 (8)

3.2乘积型同步检波工作原理 (8)

3.3仿真 (9)

第4章仿真软件Multisim简介 (9)

第5章完整电路图 (13)

第6章参考文献 (14)

第7章总结 (15)

7.1.设计电路说明 (15)

7.2. 使用价值 (15)

7.3. 心得体会 (15)

摘要及关键词

1.摘要

调制和解调在现代通信系统中的作用至关重要。调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且使频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰。这也是在同一信道中实现多路复用的基础。所谓调制，就是用待传输的低频调制信号去控制高频载波的某个参数的过程；使载波的某一个参数或某几个参数按照调制信号的规律而变化。解调则是调制的逆过程，从高频已调信号中还原出原调制信号的过程。

AM的调制与解调电路应用广泛，在理论上包括了信号处理，模拟电子，高频电子和通信原理等知识。

本设计报告总体分为两大部分：AM信号的解调和调制。

在调制部分介绍了一种产生AM的方法，即用输出的双边带调辐波与载波经过相加产生AM信号。在解调部分用相干解调即同步检波方法，介绍了乘积型相干解调。

在确定电路后，利用了Multisim进行仿真来验证结果。

2.关键词：

AM调制AM解调同步检波Multisim仿真

第1章设计意义

在现代通信和广播发送系统中，将待发送的语言、音乐或图像信号，作用于高频等幅波，使其幅度随之变化，成为调幅。在接受系统中，从经过调幅处理后的高频信号中，还原出原语言、音乐或图像信号，称为振幅检波，通常简称为检波。在发送、接收机中，为了提高通信质量和处理信号的方便，需要对高频信号进行频率变换处理，但其所包含的信息不变，称为变频。在通信理论中，证明了调幅、检波和变频，都是频谱的搬移。在通信理论中，根据调幅信号所含频谱及其相对大小不同，可以分为普通调幅信号，双边带调幅信号，单边带调幅、残留边带调幅信号。《通信电子线路》主要的学习内容是无线电通信系统中发射和接收设备中单元电路的形式及工作原理等。这些概念及原理对于学生来说十分抽象，通过动手设计及仿真可以使学生更形象的掌握调制、解调、频谱搬移等概念，对通信过程有更深入的理解。

第2章AM调制原理概述

在广播、电视、移动通信等通信系统中，要发送的音频或视频等有用信号（也称为调制信号）包含的频率成分相对比较低，直接地发射和接受是不合适的。因此，产生一个载波信号（也称为高频或射

频RF信号），将频率较低的有用信号作用在频率较高的载波信号上，这个过程称为调制。载波信号有三个主要特征：振幅、频率和相位。用调制信号区改变其中特征之一即完成了调制过程。解调是与其相反的过程。若是用调制信号改变载波的振幅，称为振幅调制。

调幅电路又称幅度调制电路，指能使高频载波信号的幅度随调制信号的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路形式。本次设计采用高频信号发生器产生载波，它和调制信号经乘法器后输出抑制载波的双边带调幅波。

2.1.工作电路

（图1）工作电路

2.2 工作原理

双边带调幅：将调幅波中的载频分量抑制掉，仅将上、下边带向外发送。又称为抑制载波的双边带调幅 。

（图2）双边带调幅的理想波形图

该电路是用产生的DSB 双边带信号与载波信号相加之后产生AM 调幅波。其中D1和D2，D3和D4两组二极管上的调制信号是以互为反相的形式加入的，D3和D4是反接于电路中的。当载波振幅远大于调制信号振幅时，即cm U >>m U Ω，二极管实际工作在开关状态，其通断受载波的瞬时电压正负极性控制。输入信号为调制信号Ωu =cm U cos Ωt 和载波信号c u =cm U cos c ωt 。当载波信

号c u 为正半周时，二极管D1和D2导通，反之截至。当载波信号

为负半周时，二极管D3和D4导通，反之截至。输出0u =π4g l R L m U Ω[cos(C ω—Ω)t+cos(C ω+Ω)t]，载波为15V 功率为15KHz 。

此种调制器的重要优点就是有效的抑制了载波，为了保证输出信号的质量，必须十分注意原件性能和安装方面的平衡与对称问题。

DSB 没有载波，因此将此产生的DSB 信号与载波通过运算放大器组成的加法电路即可产生AM 调幅波。加法电路中利用运算放大器“虚断”性质，列出KCL 方程

1S u R ！+22R u S +30R u =0整理得0u = —（13R R 1S u +2

3R R 2S u ）其中0u 为输出信号，1S u 和2S u 为输入信号，1R 和2R 为300 。

（图3）普通调幅波的理想波形图

2.3 仿真

（图4）产生的DSB信号

（图5）产生的AM信号

第3章AM解调原理概述

调幅波的解调过程（不失真地还原信息）通常称之为检波，实现该功能的电路也称为振幅检波器，它仍然是一种频谱搬移过程。从原理上讲，要将包含调制波信息的已调波中还原出调制波信息，必须要有非线性器件，使之产生新的频率分量，并把高频载波的高频分量滤除。

本设计用相干解调。同步检波又称相干检波，主要用来解调AM 信号，双边带DSB和单边带SSB调制信号。同步检波器可用以对一般调幅信号、平衡调幅信号、单边带调幅信号等进行检波的检波器。相干解调有两种实现电路：一种是由乘法器和低通滤波器组成；另一种将输入信号与同步信号叠加再经二极管包络检波器，解调出低频信号。本设计采用乘积型同步检波电路。

同步检波：同步检波必须采用一个与发射载波同频同相的本地载波，成为同步信号。同步检波要求接收端必须有一个与输入载波同频同相的本地载波信号Ur（t），此信息与输入已调波相乘产生一个含有原调制信号成分和其他频率成分的组合信号，经低通滤波后，检出原调制信号。

低通滤波器的原理：一个可以作为低通滤波器的简单电路包括与一个负载串联的电阻以及与负载并联的一个电容。电容有电抗作用阻止低频信号通过，低频信号经过负载。在较高频率电抗作用减弱，电容起到短路作用。这个区分频率由所选择的电阻和电容所确定。