(精简版)通信电子线路课程设计--简易振幅调制解调器的设计.doc

简易振幅调制解调器的设计 摘要： 在当今时代，电子科技已经十分发达，而通信和广播等领域也随之高速发展。在模拟调制系统的有效性从优至劣排列为SSB、VSB、AM（DSB）、FM；可靠性从优至劣排列为FM、SSB（DSB）、AM，因此我们选择制作SSB。 有时为了提高通信质量和处理信号方便，需要在将语音、图象等有用信息经过调幅后再发送出去，这就无疑需要一种振幅调制电路来实现，该电路的载波信号和调制信号经乘法器后，将调制信号搬移到了高频处，输出抑制载波的双边带调幅波，再经过低通滤波器，即可产生单边带调幅波；然后将已调信号和载波信号经乘法器后，则已调信号搬移到了低频和更高频处，再经过低通滤波器，即可恢复出调制信号。此电路的设计思路十分清晰，原理较为易懂，结构简单明了，使用起来方便、稳定且实用价值较高。 关键词：高频；载波；调幅；调制信号。 一、概述 1、设计任务 要求设计一个简易的振幅调制解调器，该电路的载波信号和调制信号经乘法器后，将调制信号搬移到了高频处，输出抑制载波的双边带调幅波，再经过低通滤波器，即可产生单边带调幅波；然后将已调信号和载波信号经乘法器后，则已调信号搬移到了低频和更高频处，再经过低通滤波器，即可恢复出调制信号。 2、技术指标 ① 振幅调制的载波部分采用高频信号发生器输出幅值为7mV，频率为20KHz的正弦波； ②振幅调制器的设计采用乘法器产生抑制载波的双边带调幅波； ③低频信号可以利用已有的信号发生器产生，输出2KHz的正弦波信号，幅值根据实际需要自行确定。 3、理论意义 本课题其理论意义十分广泛且重要，涉及方面广，而且对电路基础、模拟电子线路、通信电子线路中的一些基础知识要求较高，对以往学过的知识是一次全面的复习。同时也将理论知识应用到设与计与实践中。 二、方案分析 1、整体方案分析 （1）、本课题的调制电路原理框图（图1）如下： 图1 原理框图 载波由高频信号源直接产生即可，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波，工作原理如图2。 图2 双边带调幅波产生原理框图 （2）、本课题的解调电路原理框图（图3）如下： 图3 原理框图 2、部分电路分析 （1）乘法器器方案分析 方案一：应用差分对模拟乘法器，这种电路有缺点：温度漂移不能抵消，同时， 信号v2是单端输入，使用上有时感到不便； 方案二：应用双差分对模拟乘法器，由图（图4）可见，Q1与Q3及Q2与Q6是两对差分放大器，Q4与Q5也是一对差分放大器作为上述两对放大器的电流源，则作为与的电流源，很明显V4是对称双端输入；应用了电流源，以抑制Q1至Q6诸管的温度漂移，（本应该应用两个三极管组成镜像电流源，可为了电路简单，用了电流源）这样就克服了差分对模拟乘法器电路的上述缺点，因此选用方案二。 图4 双差分对模拟乘法器 （2）低通滤波器电路的分析 方案一：镜象参数法根据所提出的技术要求, 决定插入损耗Li(在R2=R1时也就是娈换器损耗LA)与频率ω的函数关系, 然后根据这个函数关系, 应用网络理论综合出具体的电路结构。这种方法和正好是相反的只要一当把满足各种要求的母型滤波器设计出来以后, 后来的设计手续变成了简单的查表读图和应用浅近数学方法换算数据, 从实用角度来说比镜象参数法还要简单得多。变换器损耗变换器损耗 图6 解调器中的低通滤波器 解决滤波难题的方法有两种：多次相乘滤波法与移相合成法。我们选用了多次相乘滤波法，即先在低载频fc1=100kHz上进行相乘滤波调制，然后再在高载频fc2=9.9MHz上进行相乘滤波调制，获得载频fc=fc1+fc2=10MHz的SSB调幅波，其中，第二次调制的调制信号为第一次调制输出的低载频SSB信号，调制电路模型如图7所示。第一次调制由于把载频降低为100kHz，使两个边带的相对距离扩大为2Fmin1/fc1=0.4%，这对边带滤波器的要求大大降低了。同样，因为第二次调制时的最低调制Fmin2=fc1+Fmin1，故第二次调制相乘得的两个边带相对距离为2（fc1+Fmin）/fc2=2%，这对边带滤波器的要求更降低了。 图7 SSB调制的二次相乘滤波法框图 三、电路工作原理及设计说明 1、调制器部分 （1）工作原理（原理图见图8） 通常所要传送的信号（如语言、音乐等）的波形是很复杂的，包含许多频率成分，由于复杂的信号可以分解为许多正弦波分量，因此，只要已调波能够同时包含许多不同调制频率的正弦调制信号，那么，复杂的调制信号也就如实地被传送出去了，如图8： 双边带调幅：将调幅波中的载频分量抑制掉，仅将上、下边带向外发送。又称为抑制载波的双边带调幅。由调制信号的波形与其包络比较后得到以下结论：双边带调幅波的包络已经不能反映调制信号的变化规律；用低通滤波器将抑制载波的双边带调幅的上