調(diào)幅解調(diào)電路的設(shè)計

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1、調(diào)幅解調(diào)電路的設(shè)計——高頻電子線路期末設(shè)計小組成員：彭銀虎200740620134宋偉男200740620138王海燕200740620144楊靜20074062015614一、調(diào)幅解調(diào)電路的設(shè)計任務(wù)：1）.明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，合理選擇設(shè)計方案及參數(shù)計算；2）.利用Protel99SE進行仿真設(shè)計；；3）.畫出電路圖、波形圖、頻率特性圖。1．基本原理（1）振幅調(diào)制調(diào)幅指的是用需要傳送的信息（低頻調(diào)制信號）去控制高頻載波的振幅，使其隨調(diào)制信號線性變化。若設(shè)載波為uc(t)=Ucmcosωct,調(diào)制信號為單頻信號，即uΩ(t)=UΩmcosΩ

2、t,則普通調(diào)幅信號為：uAM(t)=(Ucm+kUΩmcosΩt)cosωct=Ucm(1+MacosΩt)cosωct其中Ma=kaUΩm/Ucm為調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度），ka為比例系數(shù)。普通調(diào)幅波的波形和頻譜圖如圖（1）所示。因為載波不包含信息，為了減小不必要的功率浪費，可以只發(fā)射上下邊頻，而不發(fā)射載波，稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號，用DSB表示。設(shè)載波為uc(t)=Ucmcosωct,單頻調(diào)制信號為uΩ(t)=UωmcosΩt(Ω〈〈ωc),則雙邊帶調(diào)幅信號為:14uDSB(t)=kuΩ(t)uc(t)=kUΩmUcmcosΩtco

3、sωct=錯誤！未找到引用源。［cos(ωc+Ω)t+cos(ωc-Ω)t］其中k為比例系數(shù)?？梢婋p邊帶調(diào)幅信號中僅包含兩個邊頻,無載頻分量,其頻帶寬度仍為調(diào)制信號帶寬的兩倍。圖（2）顯示了單頻調(diào)制雙邊帶調(diào)幅信號的有關(guān)波形與頻譜圖。需要注意的是,雙邊帶調(diào)幅信號不僅其包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號波形的變化,而且在調(diào)制信號波形過零點處的高頻相位有180°的突變。可以看出,在調(diào)制信號正半周,cosΩt為正值,雙邊帶調(diào)幅信號uDSB(t)與載波信號uc(t)同相；在調(diào)制信號負半周,cosΩt為負值,uDSB(t)與uc(t)反相。所以,在正負半周交界處

4、,uDSB(t)有180°相位突變。另外，雙邊帶調(diào)幅波和普通調(diào)幅波所占有的頻譜寬度是相同的，為2Fmax。因為雙邊帶信號不包含載波，所以發(fā)送的全部功率都載有信息，功率有效利用率高。因此在本設(shè)計中，調(diào)幅模塊我們采用的是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號。（2）調(diào)幅信號的解調(diào)調(diào)幅信號的解調(diào)是振幅調(diào)制的相反過程，是從已調(diào)高頻信號中恢復(fù)調(diào)制信號，通常將這種調(diào)制稱為檢波。完成這種解調(diào)的電路稱為振幅檢波器。檢波電路有包絡(luò)檢波和同步檢波。本設(shè)計采用同步檢波方式。14雙邊帶調(diào)幅波中不含載波分量，用相乘器進行檢波時，需要在接收端產(chǎn)生一個載波。圖（3）所示為雙邊帶調(diào)幅波的

5、相乘檢波電路方框圖。設(shè)輸入為單頻調(diào)制的雙邊帶信號us(t)=UscosΩtcosωct(Ω〈〈ωc)并假設(shè)本機載波信號與原載波信號同頻不同相，即有相差φ，則uL(t)=ULcos(ωct+φ)相乘器的輸出信號u’o(t)=KmUsULcosΩtcosωctcos(ωct+φ)=0.5KmUsULcosΩt[cosφ+cos(2ωct+φ)]有用分量為u’1(t)=0.5KmUsULcosφcosΩt無用分量為u’’1(t)=0.5KmUsULcosΩtcos(2ωct+φ)=0.5KmUsULcos[（2ωc-Ω）t+φ]+0.5KmUsUL

6、cos[（2ωc+Ω）t+φ]由上式可知，相乘器輸出的無用分量的頻率為2ωc±Ω，故濾波器對有用頻率分量的傳輸系數(shù)應(yīng)盡可能大，對無用頻率分量2ωc±Ω的傳輸系數(shù)應(yīng)盡可能小。設(shè)濾波器對有用品頻率分量Ω的傳輸系數(shù)為Kf,則整個檢波器輸出的有用信號為uo(t)=KFu’1(t)=0.5KfKmUsULcosφcosΩtuo(t)與us(t)的幅度之比，即為檢波器傳輸系數(shù)Kd。且由以上公式可得Kd＝0.5KfKmULcosφ由上式可以看出，為了增大檢波器的傳輸系數(shù)，對恢復(fù)的載波，也稱本機振蕩電壓的要求是：①幅度UL應(yīng)盡可能大，但不應(yīng)超過相乘器的最大容

7、許輸入電壓。②本機振蕩電壓不但應(yīng)與原載波電壓同頻，而且應(yīng)同相。因為φ14＝0時，cosφ＝1，達最大值，相應(yīng)地Kd也達到最大的可能值。故此種相乘檢波又稱同步檢波或相干檢波。低通濾波器的上截至頻率應(yīng)低于2倍高頻載波頻率，而高于最高調(diào)制頻率。2．電路設(shè)計與仿真1）芯片MC1596介紹MC1596是單片集成模擬乘法器，以實現(xiàn)輸出電壓為兩個輸入電壓的線性積。它以雙差分電路為基礎(chǔ),在Y輸入通道加入了反饋電阻,故Y通道輸入電壓動態(tài)范圍較大,X通道輸入電壓動態(tài)范圍很小。如下圖是MC1596內(nèi)部電路圖。MC1596內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MC1596工作頻率高,常用作調(diào)制

8、、解調(diào)和混頻,通常X14通道作為載波或本振的輸入端,而調(diào)制信號或已調(diào)波信號從Y通道輸入。當X通道輸入是小信號(小于26mV)時,輸出信號是X、Y通道輸入信號的線性乘