題目：AM和DSB振幅調(diào)制器的設計院系：電子與信息工程學院班級：通信11-1班指導老師：楊順姓名：陳陳蕾學號：1106030103日期：2014年1月8日成績：摘要調(diào)幅電路是指使高頻載波信號的幅度隨調(diào)制信號（通常是音頻）的規(guī)律而作線性變化的調(diào)制電路。本系統(tǒng)是基于雙平衡四象限模擬乘法器MC1496的模擬相乘器調(diào)幅電路。調(diào)幅波按調(diào)幅信號頻譜幅度可以分為AM、DSB、SSB、VSB等幾種調(diào)幅方式，本電路通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，可以使模擬乘法器實現(xiàn)有載波的振幅調(diào)制或抑制載波的振幅調(diào)制。關鍵詞：幅度調(diào)制、模擬相乘器、AM、DSBTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述4\o"CurrentDocument"1.1系統(tǒng)功能說明4\o"CurrentDocument"1.2原理框圖4\o"CurrentDocument"硬件設計4\o"CurrentDocument"2.1電路原理圖及電路說明4\o"CurrentDocument"2.2參數(shù)計算8\o"CurrentDocument"軟件仿真圖10\o"CurrentDocument"3.1標準調(diào)幅波（AM）10\o"CurrentDocument"3.2雙邊帶調(diào)幅（DSB）11\o"CurrentDocument"3.3MC1496軟件仿真圖13\o"CurrentDocument"3.4調(diào)幅電路仿真圖13\o"CurrentDocument"結論14\o"CurrentDocument"4.1仿真分析14\o"CurrentDocument"4.2心得體會14參考文獻15概述1.1系統(tǒng)功能說明本系統(tǒng)是模擬相乘器MC1496實現(xiàn)的調(diào)幅電路。其功能是用輸入的高頻載波對輸入的另一路低頻調(diào)制信號進行線性調(diào)幅，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電路平衡，可以實現(xiàn)有載波的幅度調(diào)制和抑制載波的幅度調(diào)制。即輸出AM信號和DSB信號。1.2原理框圖載波信號；乘法器|A「帶調(diào)幅信號一調(diào)制信號/圖1硬件設計2.1電路原理圖及電路說明1）、MC1496內(nèi)部電路原理圖MC1496芯片是Motorola公司出品的一種具有多種用途的集成模擬乘法器，輸出電壓為輸入信號和載波信號的乘積，可以應用于抑制載波、調(diào)幅（振幅調(diào)制）、同步檢測、調(diào)頻檢測和相位檢測等。采用MC1496集成芯片設計振幅調(diào)制電路，比用分立元件設計振幅調(diào)制電路要簡單得多。MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。其內(nèi)部電路圖如圖1所示。其中VT1、VT2與VT3、VT4組成雙差分放大器，VT5、VT6組成的單差分放大器用以激勵VT1到VT4。VT7、VT8及其偏置電路組成差分放大器VT5、VT6的恒流源。引腳8與10接輸入電壓Ux,1與4接另一輸入電壓Uy,輸出電壓U0從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻RE,對差分放大器VT5、VT6產(chǎn)生串聯(lián)電流負反饋，以擴展輸入電壓UY的線性動態(tài)范圍。引腳14為負電源（雙電源供電時）或接地端（單電源供電時），引腳5外接電阻R5。來調(diào)節(jié)偏置電流I5及鏡像電流I0的值。IOS□—JO14圖22）、基于MC1496的平衡調(diào)幅電路Cl20UFus+n圖Ic11MC149612V8nHTL圖3所示基于MC1496平衡調(diào)幅實驗電路是由芯片MC1496和電阻、電容等元件組成的雙邊帶調(diào)幅電路，載波信號通過C3輸入，加在芯片引腳的8、10之間；調(diào)制信號通過C4和由R3、R14、R7組成的載波信號調(diào)零電路輸入，加在芯片引腳的1、4之間；芯片2、3引腳外接R8(1K)電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍；R14用來調(diào)節(jié)芯片8、10引腳之間的平衡；調(diào)制信號通過C1輸出。假設載波信號電壓為：u(t)=Ucoswt調(diào)制信號電壓為：cccu(t)=UcosQtw>>Q，由于實驗電路中采用了由R14、R3和R7組成的載波信號調(diào)零電路，因此加在MC1496芯片引腳I、42—間的調(diào)制信號電壓為：u(t)=V+UcosQt即在調(diào)制信號上疊加上了一個直流分量V：根據(jù)模擬乘法器的原理，調(diào)幅波的數(shù)學表達式：u=Ku(t)u(t)=KUcoswt(UcosQt+V)AMcQccQAB式中K為比例常數(shù)。當vab=0時，uAM=KUUQcoswct?cosQt為一個抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。當V尹0時，u(t)=KUV(1+^-qcosQt)coswt=KUV(1+mcosQt)coswtABAMcABVccABcAB其中m稱為調(diào)制度m=，q。VAB振幅調(diào)制的波形及頻譜圖：(a)調(diào)制波波形U(w)?OCOc-Q(BeOJc+QOJ(b)調(diào)幅波頻譜圖4振幅調(diào)制波形及頻譜圖R1R2與電位器RP組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變RP可以是乘法器實現(xiàn)抑制載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制，其操作過程如下：(a)調(diào)制波波形U(w)(1)抑制載波振幅調(diào)制UX端輸入載波信號UC(t),其頻率fc=10.7MHZ。峰峰值Ucp-p=40mv。U端輸入調(diào)制信號UW(T)，其頻率為1KHZ，先使峰峰值為0，調(diào)節(jié)Rp，是輸出電壓為0，在逐漸增加峰峰值，則輸出信號的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)下圖(a)所示的抑制載波的調(diào)幅信號。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對稱，致使輸出出現(xiàn)漏信號。腳1和4分別接電阻R3和R4可以較好地抑制載波漏信號和改善溫度性能。(2)有載波振幅調(diào)制Ux端輸入載波信號UC(t),fc=10.7MHZ,UCpp=40mV調(diào)節(jié)平衡電位器Rp使輸出信號中有載波輸出。再從UY端輸入調(diào)制信號，其頻率為1KHZ，當Ucpp由零逐漸增大是，則輸出信號的幅度發(fā)生變化，最后出現(xiàn)如上圖(b)所示的有載波調(diào)幅信號的波形，調(diào)幅系數(shù)為m。2.2參數(shù)計算調(diào)制度的計算假設載波信號電壓為：uc(t)=U°cosw/調(diào)制信號電壓為：uQ(t)=UQcosQt其中W>>Q，由于實驗電路中采用了由R14、R3和R7組成的載波信號調(diào)零電路，c因此加在MC1496芯片引腳I、42_間的調(diào)制信號電壓為：u(t)=V+UcosQt即在調(diào)制信號上疊加上了一個直流分量V。AB根據(jù)模擬乘法器的原理，調(diào)幅波的數(shù)學表達式：uAM=Ku(t)uq(t)=KUcoswt(UqcosQt+VAB)，式中K為比例常數(shù)。uAM,Uu^(t)=KUVB(1+f當VAB二°時，,Uu^(t)=KUVB(1+fcosQt)coswt=KUV(1+mcosQt)coswtAB其中m稱為調(diào)制度m=Uq。VAB調(diào)制度m是一個描述普通調(diào)幅波特征的重要指標。它反映了載波振幅受調(diào)制信號控制的程度。在直流分量VAB不變的條件下，調(diào)制信號振幅越大，調(diào)制度腰。越大，或者說調(diào)幅越深，則高頻載波振蕩所攜帶的低頻功率愈大。普通調(diào)幅波的波形如圖3所示：圖6從上可以看出，普通調(diào)幅波的振幅Um(t)反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，也稱為調(diào)幅波的包絡，其數(shù)學表達式為：U⑴=KUVB(1+mcosQQ，調(diào)幅波振幅的最大值Ummax和最小值Ummin分別為：Ummax-KUC^AB+^U.=KUVB(1-m)所以m=%max二m,n此式即為測量調(diào)制度的實驗方法。mmaxmmin如當下圖情況時，計算得調(diào)制度m=50%。

軟件仿真圖3.1標準調(diào)幅波（AM）首先在調(diào)制信號端輸入Vpp=150mV,f=3kHz的正弦調(diào)制信號，調(diào)節(jié)R22，通過示波器觀察使其輸出信號幅度最小，這時載波輸入端的直流分量可近似為0。然后在輸入端加80kHz的載波信號，調(diào)節(jié)R9，使萬用表的電壓V=0.1v，改變依）端所加調(diào)制信號的幅度V即二50mv，打開仿真開關示波器輸出波形如圖8所示。此時系數(shù)m=Vmax-Vmin<1，調(diào)幅波包絡能夠反映調(diào)制信號波形。"Vmax+Vmin

圖83.2雙邊帶調(diào)幅（DSB）調(diào)節(jié)R9,使電壓表示數(shù)為0,在載波信號輸入端所加載波信號不變，在調(diào)制信號輸入端加Vpp=150mV，f=1.5kHz的正弦調(diào)制信號，運行仿真開關，如圖9所示，由圖可看出雙邊帶調(diào)幅信號的幅度仍然隨調(diào)制信號而變化，但其包絡不再反映調(diào)制信號波形的變化，而且在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負半周的載波相位反相，即在調(diào)制信號波形過零點處的高頻相位發(fā)生了180的突變。這種只發(fā)射邊帶不發(fā)射載波的抑制載波雙邊帶調(diào)幅波克服了普通調(diào)幅波功率利用率低的缺點。DSB波，載波在過零點時會出現(xiàn)反相。下圖可見反相情況:奪函數(shù)信號發(fā)生器-XFG1巨|公共r凈示波器-X8C1圖10改變R9參數(shù)偏離50%，調(diào)整至80%，此時調(diào)幅波波形會發(fā)生失真。圖113.3MC1496軟件仿真圖1010□—012口口Q1IOSIQ102N2222A2H2222A2N2222A2L2222A2&103□k-Q3Q4IO1

□—105

□—Q52N2222AIO1103Q7Q6S-—|O^N2222A103—□IQ5.E1L1N582012R3soonQ8>—2N2222A14R1soonIIR25oon1014

——□圖123.4調(diào)幅電路仿真圖

?XFGl調(diào)制信號12G3T~

20uFo.1012.R851Q::"R9：rV--A510R11■G^-L--20uF:::C4mEdie101-3.?XFG2-WVR143.3kQ傾nF1O0nFvss?-vss?XFGl調(diào)制信號12G3T~

20uFo.1012.R851Q::"R9：rV--A510R11■G^-L--20uF:::C4mEdie101-3.?XFG2-WVR143.3kQ傾nF1O0nFvss?-vss書V?■■■__vcc12V：：圖13結論4.1仿真分析對于標準調(diào)幅，應使其調(diào)幅系數(shù)小于或等于1,此時調(diào)幅波包絡能夠反映調(diào)制信號波形。當條幅系數(shù)大于1時，調(diào)幅波會出現(xiàn)失真，因此在標準調(diào)幅時應保證條幅系數(shù)小于或等于1.對于雙邊帶調(diào)幅，雙邊帶調(diào)幅信號的幅度仍然隨調(diào)制信號而變化，但其包絡不再反映調(diào)制信號波形的變化，而且在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負半周的載波相位反相，即在調(diào)制信號波形過零點處的高頻相位發(fā)生了180的突變。當給載波信號輸入端疊加了一個直流分量，這樣就出現(xiàn)了正負幅值不相等的輸入信號，所以調(diào)幅波也出現(xiàn)了上下不對稱的DSB波形。4.2心得體會在本次課程設計，通過在Multisim中仿真AM和DSB振幅調(diào)制，我對Mulsitim這個軟件的功能和使用有了基本了解；對“高頻電子線路”中振幅調(diào)制部分的知識有了進一步的認識，加深了對這方面理論知識的理解。本次課程設計還讓我認識到其實我對很多專業(yè)知識不夠掌握，對電路原理、調(diào)制原理理解不夠深，導致我在課程設計中遇到了很多麻煩，今后學習中應扎實掌握原理部分；不實踐，很多細小的