通信电子线路课程设计——调制解调

——通信电子线路课程设计 ——通信电子线路课程设计



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DSB 波调制与解调
一、设计任务 要求设计一个简易的调制解调电路。利用模拟乘法器进行调幅,然后 利用同步检波器对已调信号进行解调,即将已调波与本地载波在检波器中 相乘,经过低通滤波器后,检出源调制信号。

二、系统框图

载波信号 u1 载波信号 u1

乘法器调幅
调制信号 u ?

乘法器解调

低通滤波器 基带信号

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 u 1 和调制信号 u ? ,经过调制后得到已调信号 u 2 。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 u 2 和载波信号 u 1 , 经过解调后得到信号 u 3 ,将 u 3 输入低通虑波器得到基带信号 u 4

三、电路工作原理

1. 调制部分

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2. 解调部分 本模块也采用模拟乘法器来解调, 此模块工作原理与调制时相同。 同步检波器对于载波被抑制的双边带或单边带信号进行解调,它 的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑制的载波相同的电压。将 外加载波信号电压与接收信号在检波器中相乘,经低通滤波器后,检 出原调制信号。

已调波

相乘器

低通滤波器

本地载波

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3. 低通滤波部分 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 A = (1 +
f = 1 2 piRC

R1 1 )×( ) 用 jw 取 代 S 且 取 R2 1 + 3SRC + ( SRC ) 2

,得出电压放大倍数的表达式。解得通带截止频率

f = 0.37 f 0
通过低频率波得到的基带信号为:

u? =

1 2 KVcmV?m cos ? cos ?t 2

四、电路性能指标的测试 1.调制部分

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调制部分由一个乘法器组成, 图上部的高频载波信号由 100kHz 的正弦 波,图左下部的低频调制信号由 10kHz 的正弦波信号。 (1)载波信号

波形图 高频载波频率为 100kHz,幅度为 60mv 的正弦波。 (2)调制信号

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调制信号频率为 5kHz,幅度与载波信号相同均为 60mv。 (3)已调波波形与频谱

波形图 由上图可见未出现失真,波形完整。
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频谱图 上图可见频谱出现两个峰值,左峰值为 w-Ω,右峰值为 w+Ω,分别为 95Hz 和 105Hz,由于存在谐波的影响,峰值间存在过度带。 2、解调部分

解调部分利用了与调制部分一样的乘法器,利用同步检波,图左下角 输入 100kHz 的高频信号。
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(1) 本地载波

波形图 同步检波的高频信号与高频载波信号相同,频率为 100kHz,幅度为 60mv。

频谱图 检波频率为 100kHz。 (2)解调波形
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波形图 由于存在诸多谐波分量,波形图看上去杂乱无章,但是基本波形任然 与调幅波相似。下面则是滤除谐波分量。

频谱图 最左边的峰值即为调幅波的频率 5kHz,其余高频部分将被滤除。 3、二阶低通滤波器
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信号进入二阶滤波器,高频部分均从两个电容流入接地线,剩下的波 形便是基带信号。

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基带波波形 还原后的基带波形,频率为 5kHz,幅度为 60mv。

基带波频谱 频谱图只存在一个峰值,即为基带信号的频率,在频率接近零的地方 突起可能是由于直流分量导致的。 五、总电路图

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六.元器件清单

三极管、定值电阻、滑动变阻器、电容、电感、二极管、.运算放大器、 仿真软件 Multisim 10。
七.问题及解答 问题及解答 1.当调制信号与载波信号调换位置的时候,已调信号是否会发生变化? 答:不会发生变化。通过理论分析可知,当调制信号和载波信号调换位置 时,只要他们的频率和幅度没有发生变化,那么已调信号的的带宽仍然为 2
?。

2.本设计中调制信号和载波信号的幅度均为 60mv,如果调制信号的幅度改 为 30mv,则已调信号会有什么变化?如果载波信号幅度变为 30mv,那么 已调信号又会发生什么变化? 答:未改变前的波形图为

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波形图

频谱图 (1)当把调制信号的幅度改为 30mv 时,已调信号的波形为

调制信号振幅发生变化后的波形图

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调制信号振幅发生变化后的频谱图 我们发现,此时已调信号的波形频率不变,幅度变小,频谱无变化; (2)当把载波信号的幅度改为 30mv 时,已调信号的波形为

载波信号振幅发生变化后的波形图

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调制信号振幅发生变化后的频谱图 我们发现此时已调信号的频谱无变化,但是波形有些许的失真现象。 经过分析,我们总结出之所以两次改变振幅值的变化不一样的原因是 调幅指数 Ma 的数值范围可自 0 至 1,它的绝对值不应超过 1,否则已调波 的包络会产生严重的失真,这种情形叫做过量调幅。 3.为什么 DSB 波一定要用同步检波? 答:包络检波的特点络检波器的输出波形应与调幅波包络线的形状完全一 致。DSB 信号 ( u1 =

1 KVcmV?m [cos(wc + ?)t + cos(wc ? ?)t ] )的包络不再 2

与调制信号的变化规律一致,因而不能采用包络检波来恢复调制信号。同 步检波的解调与调制的实质一样,均是频谱搬移,在接收端提供一个与接 收的已调载波同频同相得本地波,它与接收的已调信号相乘后,经过低通 滤波器取出低频分量,即得原始的基带信号。

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八、课设体会及合理化建议 为期 2 周的课程设计终于接近尾声了。刚开始想到这个课程设计的时 候,整个小组都不知道从何下手。只有不停的看看课本,研究研究相关的 资料。最后对于各个模块的功能以及其基本原理有了一定的理解之后,才 开始进行分工。于是每个人利用这几个晚自习的时间都不停的忙着设计电 路。 万事总是开头难,最初写课程设计的时候,都不知道要写些什么在上 面,总觉这个也好,那个也好,还担心写的太少。综合其原因还是自己平 时掌握的不够好。而在写课程设计这几天里,对于课本上的有关这方面知 识得到了巩固和加强。 整设计过程中,我发现了自己对于课本上的知识有很多的不足,并且 对知识运用不够灵活,对一些元器件的功能不是很了解,看到了自己的实 践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力急需提高。 团队协作都非常总要的,通过团队的讨论,然后在分工明确,做到有 条不紊。这样节省了很多的时间,这是我们这次课程设计能够完成的关键。 每个人都能够互相帮助,互相督促,集思广益,不断地完善电路。 通过这次课程设计,对我而言,知识上的收获固然重要,但精神上的 丰收更加可喜,让我知道了学无止境的道理。也让我不得不佩服专门搞高 频线路开发的技术前辈们,他们对我们社会的付出是多么的巨大。为了人 们的生活更美好,他们为我们社会所付出多少心血啊!但是我们每一个人 永远不能满足于现有的成就。人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高 的山峰在等着你。因此,我要趁着青春,不停的去翻过跟多的山。
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九、参考文献

1.谢沅清,邓钢.通信电子线路. [M]北京:电子工业出版社,2007 年。 2.李秀人.电子技术实训指导. [M]北京:国防工业出版社,2006 年。 3.R.F.格拉夫.电子电路百科全书(第二卷). [M]北京:科学出版社,1989 年。 4.王卫东,傅佑麟.高频电子线路. [M]北京:电子工业出版社,2004 年。 5.铃木雅臣.晶体管电路设计. [M]北京:科学出版社,2004 年。 6. http://www.wendang.com/soft/18406.htm 7. http://wenku.baidu.com/view/2fb1360c844769eae009ed67.html 8. http://www.doc88.com/p-63343651756.html

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