高频课程设计报告

一设计课题名称

单边带调制解调电路的设计

二课程设计目的、要求与技术指标

2.1 课程设计目的

（1）巩固所学的相关理论知识；

（2）掌握电子系统的一般设计方法；

（3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计；（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；

（5）掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题；

2.2 课程设计要求

（1）根据技术指标要求及实验室条件设计出电路图，分析工作原理，计算元件参数；（2）安装调试所设计的电路，达到设计要求；

（3）记录实验结果。

2.3 技术指标

（1）输入参考信号频率：5KHz；

（2）输入参考信号电压：60mV左右，调幅系数0.5；

（3）载波频率：100KHz；

（4）载波电压：60mV。

三系统知识介绍

单边带调制技术是模拟调制中的重要技术，相对于幅度调制（AM）、双边带调制（DSB）、残留边带调制（VSB）而言，传输带宽仅为调制信号带宽，有效节约了带宽资源，且节约载波

发射功率。本课程设计主要介绍单边带调制解调电路的设计。学习和掌握电路设计的方法和仿真软件，并综合运用所学知识完成常规调幅的设计。本设计的技术指标是采用乘法器来实现DSB的调制，然后经过带通滤波器滤除一个边带，得到单边带调幅波，解调时采用同步检波法实现。输入参考信号频率5KHz,电压60mV左右，调幅系数0.5，载波频率为100KHz，载波电压为60mV。

四电路方案与系统、参数设计

4.1. 单边带调制解调电路的总体方案

4.1.1单边带调制方案

所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带就够了。这就又演变出另一种新的调制方式――单边带调制（SSB）。调制的方框图如下：

图一调制的方框图

4.1.2单边带解调方案

解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。

在本课程设计中我们采用同步检波的方式，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。解调的方框图如下：

图二 解调的方框图

4.2工作原理

4.2.1 DSB 信号的表达式、带宽 在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的，或称抑制载波双边带（DSB-SC ）调制信号，简称双边带（DSB ）信号。

DSB 调制器模型如图三所示。可见DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域

和频域表示式分别为()()t t m t S c DSB ωcos =，()()()[]c c 2

1ωωωω-++=M M t S DSB

图三DSB 调制器模型

DSB 信号的包络不再与成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调；除不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB 信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM 信号相同，也为基带信号带宽的两倍， 即 H m AM DSB f B B B 22===式中，H m f B =为调制信号带宽，H f 为调制信号的最高频率。

4.2.2 SSB 信号的产生及设计

由于DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带就够了。这就又演变出另一种新的调制方式――单边带调制（SSB ）。

产生SSB 信号的方法很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。本课设我采用的是滤波

法。

用滤波法实现单边带调制的原理图如图四所示，图中的()ωSSB H 为单边带滤波器。产生SSB 信号最直观方法的是，将()ωSSB H 设计成具有理想高通特性()ωH H 或理想低通特性()ωL H 的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时()ωSSB H 即为()ωH H ，产生下边带信号时()ωSSB H 即为()ωL H 。

图四 SSB 信号的滤波法产生

显然，SSB 信号的频谱可表示为

()()()()()[]()ωωωωωωωωSSB c c SSB DSB SSB H M M H S S -++==2

1 原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的DSB 信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性――即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。

从SSB 信号调制原理图中可以清楚地看出，SSB 信号的频谱是DSB 信号频谱的一个边带，其带宽为DSB 信号的一半，与基带信号带宽相同，即

H m DSB SSB f B B B ===2

1 式中，H m f B =为调制信号带宽，H f 为调制信号的最高频率。

由于仅包含一个边带，因此SSB 信号的功率为DSB 信号的一半，即

()t m P P DSB SSB 24

121== 显然，因SSB 信号不含有载波成分，单边带幅度调制的效率也为100%。