AM调制与解调.docx

课程设计学 号： 指导教师： 成 绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系摘要振幅调制信号的解调过程称为同步检波有载波振幅调制信号的包络直接反应调制信号的变化规律，可 以用二极管包络检波的方法进行检波而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反应调制 信号的变化规律，无法用包络检波进行解调,所以要采用同步检波方法同步检波器主要适用于对DSB和SSB信号进行解调，也可以用于AM,但是一般AM调制信号都用包络检 波来进行检波同步检波法是加一个与载波同频同相的恢复载波信号外加载波信号电压加入同步检波器的 方法有两种利用模拟乘法器的相乘原理,将已调信号频谱从载波频率附近搬移到原来位置，并通过低通滤 波器提取多需要的调制（基带）信号,滤除无用的高频分量，从而实现双边带信号的解调本文详细介绍了根据模拟乘法器 MC1496 的 AM 调制系统和同步检波器的详细方案和各种参数.给出了基 于 Multisim 软件的解调和解调仿真结果关键字：同步检波;AM; Muitisim;调制目录1 MC1496芯片设计 11.1 MC1496内部结构及基本性能 12信号调制的一般方法 321模拟调制 32.2数字调制 32。

3脉冲调制 33振幅调制 33 1基本原理 33.2 AM调制与仿真实现 43.3 DSB调制与仿真实现 64解调 74.1同步检波器原理框图 74.2同步检波解调电路图 94 3分析解调过程 94.4解调仿真结果 1041 AM解调与仿真实现 104.42 DSB解调与仿真实现 115小结与体会 116附录：总电路图 121 MC1496芯片设计11 MC1496内部结构及基本性能在高频电子线路,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘(完整)AM调制与解调(DOC) 的过程，而集成模拟乘法器正式实现两个模拟量电压或电流相乘的电子器件.采用集成模拟乘法器实现上述 功能比用分立器件要简单得多，而且性能优越，因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为 广泛MC1496是一款完全四通道四象限电压输出模拟乘法器，适用于电压控制放大器、可变滤波器、多通道 功率计算以及低频解调器等电路非常适用于产生复杂的要求高的波形，尤其适用于高精度CRT显示系统的 几何修正，其内部结构及引脚排列如图11所示图11 MC1496内部结构图MC1496是由互补双极性工艺制作而成，它包含有四个高精度四象限乘法单元。

温度漂移小于0. 005% /°C0.3 口V/Hz的点噪声电压使低失真的Y通道只有0. 02%的总谐波失真噪声，四个8MHz通道的总静 止功耗也仅为150mWMC1496的工作温度范围为一40°C~+85°CMC1496的其它主要特性如下：•四个独立输入通道；•四象限乘法信号；•电压输入电压输出；•乘法运算无需外部元件；•电压输出：W=(XXY)/25V，其中X或Y上的线性度误差仅为0.2%；•具有优良的温度稳定性：0. 005% ;•模拟输入范围为±2. 5V,采用土5V电压供电；•低功耗一般为150mW调制就是对信号源的信息进行处理,使其变为适合于信道传输的形式的过程一般来说，信号源的信息 (也称为信源)含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号基带信号往往不能作为传输信号,因 此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输这个信号叫做已调信 号，而基带信号叫做调制信号调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随 着基带信号幅度的变化而变化来实现的而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者(也称 为信宿)处理和理解的过程。

调制在通信系统中有十分重要的作用通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到 所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠 性有着很大的影响,调制方式往往决定了一个通信系统的性能在通信中，我们常常采用的调制方式有以下 几种.2.1模拟调制模拟调制就是用用连续变化的信号去调制一个高频正弦波主要有：(a) 幅度调制：调幅AM,双边带调制DSB,单边带调幅SSB,残留边带调制VSB以及独立边带ISBb) 角度调制：调频FM,调相PM.因为相位的变化率就是频率，所以调相波和调频波是密切相关的2.2数字调制用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制主要有：(a)振幅键控ASK;(b) 频率键控FSK；(c)相位键控PSK.23脉冲调制用脉冲序列作为载波.主要有：1. 脉冲幅度调制PAM;2. 脉宽调制PDM；3. 脉位调制PPM;4. 脉冲编码调制PCM.3振幅调制31基本原理在本设计中调制方法采用的是振幅调制振幅调制，也可简称为调幅，AM(Amplitude Modulation)，通 过改变输出信号的振幅,来实现传送信息的目的一般在调制端输出的高频信号的幅度变化与原始信号成一（完整）AM调制与解调（DOC） 定的函数关系，在解调端进行解调并输出原始信号。

实际上的函数关系一般是正比关系这种调制方式的最大好处是调制和解调非常简单，只需要一个二极 管和一个电容器即可，当然最大的缺点是失真比较大，同时对干扰比较敏感，相对来说是一种比较古老的技 术不过技术古老并不表示应用不广泛，目前仍然在很多领域应用，如收音机（中波广播）及航空无线电，尤 其在航空无线电的领域，飞机的行进速度非常快，战斗机更快，对调频而言，多普勒效应太大了，会影响通讯， 而调幅不受多普勒效应的影响，故无法被取代.同时调幅也有一些改进的技术，如单边带调制（SingleSide Ban d， SSB，又称旁波调制）、残边带调制（Ves ti gial Side Ba nd, VSB）,以及调幅的变种如目前在移动通 信广泛使用的多幅度数字调制等.使受调波的幅度随调制信号而变化的电路.调幅器输出信号幅度ua与调制信号瞬时值的关系曲线叫作调 幅特性理想的调幅特性应是直线，否则便会产生失真.用于大功率广播或通信发射机的调幅器，还要求有 足够大的输出功率和较高的效率调幅器主要由非线性器件和选择性电路构成.非线性器件实现频率变换，产生边带和谐波分量；选择性电 路用来选出所需的频率分量并滤掉其他成分，如高次谐波等。

常用的非线性器件有晶体二极管、晶体管、场 效应晶体管和电子管等选择性电路大多用谐振回路或带通滤波器按照电平的高低,调幅器可分为高电平调幅和低电平调幅.大功率调幅发射机多采用高电平调幅器这种 调幅器输出功率大，效率高载波机和各种电子仪器多采用低电平调幅器它们对输出功率和效率要求 不高，可以选用调幅特性较好的电路幅度调制系统框图如图3—1所示图3—1幅度调制系统原理方框图32 AM调制与仿真实现本次设计中采用的基于MC1496的AM调制，电路如图3—3所示图3一3基于Muitisim的AM调制仿真电路图 其中，两路输入端口加载的信号如下：载波输入端加入的信号为f=500KHZ, Vp—p=200mv调制信号输入端加入的信号为：仁1KHZ, Vp-p=200mv直流电压为110mv仿真输出波形如图3—4所示:瞬 Osdlloscope-XSC^图3-4 AM调制仿真输出波形33 DSB调制与仿真实现基于MC1496的DSB调制，调制电路如图3-5图3—5基于Muitisim的DSB调制仿真电路图 同样载波输入端加入的信号为：f=500KHZ, Vp—p=200mv调制信号输入端加入的信号为：f=1KHZ, Vp—p=200mv。

仿真输出波形如图3—6嫁' Osci 11 oscop€ -XSC2图3—6 DSB调制仿真输出波形4解调41同步检波器原理框图这种方法是将外加载波信号电压与接收信号在检波器中相乘，再经过低通滤波器，最后检出原调制信号, 如图4—1所示山 0 ►低通粽波器 一 ％A %本地图4—1乘积型同步检波器设输入的已调波为载波分量被抑制的DSB信号u为：u = U cos 0t cos w t (4-1)1 i i载波电压:u = U cos(w t + p)c c c(4—2)上两式中，w w，即本地载波的角频率等于输入信号的角频率，它们的相位不一定相同c 1u = U U cos Qt cos w t cos(w +p) (4-3)2 1 C 1 1(4一4)低通滤波器滤除2w［附近的频率分量后，得到频率为Q的低频信号: 1u =— U U cos 申 cos Qto 2 1 c由上式可见，低频信号的cos 9成正比当9二0时，低频信号电压最大，随着相位差变大，输出电压变小所以我们不但要求本地载波与输出信号载波的角频率必须相等根据公式可知，要实现同步检波需将与高频载波同频的同步信号与已调信号相乘，实现同步解调。

经过 低通滤波器滤除2 w ］附近的频率分量后，得到频率为Q的低频信号：1u =— U U cos 9 cos Qt o 2 1 c(4—5)同步检波亦采用模拟乘法器MC1496将同步信号与已调信号相乘，其电路图如图3.5所示v端输入同步x信号或载波信号v , V端输入已调波信号v，输出端接有电阻R、C组成的低通滤波器和1uF的隔直电容，所 c y s 11 6以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调,但要合理的选择低通滤波器的截止频率Uo(tJ 山(t〕步检波电图4-2同4.2同步检波解调电路图图4—2同步检波电路43分析解调过程在模拟乘法器MC1496的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号 U C）二U cos® tcosQ1，另一输入端输入同步信号（即载波信号U C）= U cos® t，经乘法器相乘，可得S sm c c cm c输出信号U0 （t）为U（t）= K U （t）7 （t）o Esc=1K U U cosQt +1K U cos（2® +0》+1K U U （2® —0》2 E sm cm 4 E sm c 4 E sm cm c（条件：U = U < 26mV，U = U 为大信号） （4一6）x C y S上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，后两项为高频分量，可用低通滤波器滤掉，从而实现双 边带信号的解调。

若输入信号U C）为单边带振幅调制信号，则乘法器的输U C）为：s 0U 0= 1K U U cos（2® +Q》cos® tcm(4—7)o 2 E sm cm c C=1K U cos Qt +1K U U （2® +Q）4 E sm 4 E sm cm c上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，第二项为高频分量，也可以被低通滤波器滤掉. 如果输入信号U C）为有载波振幅调制信号，同步信号为载波信号U C）,利用乘法器的相乘原理，同样S C也能实现解调.u (。