AM与DSB振幅调制器的设计.docx
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AM与DSB振幅调制器的设计
AM和DSB振幅调制器的设计
设计要求:
用模拟乘法器设计一个振幅调制器,使其能实现AM和DSBB号调制。
主要指标:
1.载波频率:
465KHZ正弦波2.调制信号:
1KHZ正弦波3.输出信号幅度:
》3V(峰-峰值)无明显失真
2.原理分析
2.1振幅调制产生原理
所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波。
振幅调制,就是由调制信号去控制高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM。
为了提高传输的效率,还有载波受到抑制的双边带调幅波(DSB和单边带调幅波(SSB。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移;在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
2.2标准调幅波(AM产生原理
调制信号是只来来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,亦可以
是数字的。
为首调制的高频振荡信号可称为载波,它可以是正弦波,亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波由高频信号源直接产生即可,然后经过高频功率放大器进行放大,
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.工作原理如框图所示。
基带调制信号
乘法器
加法器
标准调制
波
高频载波
JI
设载波信号的表达式为:
uc(t)=Ucmcos①t调制信号的表达式为:
u。
(t)=U。
mcosot
则调幅信号的表达式为:
uo(t)=ucm(1+mcosct)cos⑷t
1
=Ucmcos®t+—Ucmmacos«tcos(⑷中c)t+
2
1
—Ucmmacos®tcos径—。
)t
2
式中,m调幅系数,m=Um/Ucm
标准调幅波示意图如下:
I.G>
<<1t*0寸'•■卡盂Jh,US*v
__+ 丰 2、 由图可见,调幅波中载波分量占有很大比重,因此信息传输效率较低,称这种调制为 有载波调制。 为提高信息传输效率,广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。 2.3双边带调幅(DSB产生原理 在AM信号中,载波分量并不携带信息,信息完全由便在传送。 如果在AM调制模型 中将直流分量去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式一一抑制载波的双边带调幅波 双边带调幅波的表达式为: uo(t)=1mucmcosgc+O)t+1mumcos©c-O)t 22 =mucmcoso^ctcosOt 工作原理如框图所示: 调制信 乘法器 号 双边带调幅信号 载波信 号 DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性,即在调制信号负半周时,已调波高频与原载波反相。 因此严格地说,DSB信号已非单纯的振幅调制信号,而是既调幅又调相的信号。 DSB波的频谱成份中抑制了载波分量,全部功率为边带占有,功率利用率高于AM波。 3.电路选择 这两种信号都有一个调制信号和载波的乘积项,所以振幅调制电路的实现是以乘法器为核心的频谱线性搬移电路。 调制分为: 低电平调制: 先调制后功放,主要用于DSB、SSB以及FM信号。 高电平调制: 功放和调制同时进行,主要用于AM信号。 高电平调制分为1•集电极调幅电路2.基极条幅电路因为要实现两种AM和DSB的振幅调制,所以我们选择低电平调制电路 低电平调幅电路通常分为1•二极管调幅电路2.集成模拟乘法器调幅电路在这里我们选择第二种方法,集成模拟乘法器调幅电路我们选择的集成模拟乘法器是MC1496。 内部电路图如下所示: 0 H—'1 M*t旳一;3Ttk -沁虬h-J BUS-S i 1UC1496 ■i -irjT 引脚图如下所示: PINCONNECTIONS Bias Output N/C SignalInput1 GainAdjust2 13N/C GainAdjust3 SignalInput4 5 6 8InpulCarrier 7 10|CarrierInput ~9]N/C 12|Output TTIN/C HlVee 由于仿真软件中没有MC1496所以我们自己画了MC1494的内部电路图,做成一个芯片, 如下图所示: 芒 塾HK何・] a I 3 ■严丄■ 3動》1 ►II■•-L *aft]-mee. ElZinilQUHl;;MB回曲DlRIE: 工4C1IVtOiftKCI■口回"MQd □J«[1P毬出Umbi宙A口口t-gp"丽帚二 dt s-*'Bn*,on~*TO1r 曲_記ij于*一・二二一■A-Mn-s邱启r一 □ aL 4.参数设置 由于参数主要是MC内部电路的参数,经过查元件手册都能够得到,我们在这里就不 再赘述了。 由于最后需要达到3V以上的峰峰值我们需要在最后输出端加一级放大级。 参数计算如下: 我们选用的放大级三极管是BC369,其P值为85, 我们取Ic为1mA,R17=1k? 。 R16=Vcc-Vce-R17*lc=10Q, VEQ=lcR16=10mV, VBQ=VEQ+Vbes=910mV,(R21)ll(R19)=VBQ/(6lbq)=27.27kQ,分别取R21、R19为50kQ、60kQ,因为VBQ/Vcc=[(R21)ll(R19)]/[(R21)ll(R19)+R18],所以R18=120k? . 5.仿真电路和结果 仿真电路图如下 *afti-Mjn;E.aJB]r ElHttCQ«lil£>lUBtU: 'hIBCti1901Dlllb: n«(A: 140IHilUisKSSBDl^4M[hQ IM版Ft-7 □rfJ«[1PO-■1[B联仪毬巴』y宙hdHmc口 Et..' --■» B214M1 3&訥 佛MC14K: KLl vet 人aft如 ©严 S -Si—— loW_ XL ㈡匸 WIhF --r^jHHr : 沖>… ■jb■■■ -1 ■Rr: 乳口 .r J.古 L$H R1 MCI曲 R订1UJ店|| 1血 tw-RiP 1»hO Lm*LftiJ.尹SUZ^LHI] a Tl— lOOnP «iF 1观 1计: •I Ki r*™ VEE Ml_ CTL旦! ^j聆日丽1 gjflaigjT^ 波形图如下: (1)DSB波形图 rTH ■5 ^AUWA ;: 2cr III Ar XWl UW3 H-Ai r]>+1t*1mi Irrisaw k^: LE做XPH如D Ik OmidA OundH OufndC DjOWt 303.5]? mf W.DBritt ■lfl3.3»P 313.517 ge.naftff -1^3.206kV fljm= O.OMV O.Ml j.mv tJHfiirijlsot: a»[*v脚 tpar.[Dr};0 OiondQ 严g«! : 血eI ODJ R2D AMU D$E ntoaer Otoe: EfVlExt Lh^: QI (2)AM波形图 Fwrchinndnpllmnpr-瘵1 SxIDDmVp*、)4$駅Hl 『 a HPl*MhDVI ZQ砂qilhHz 『 R12 -VW 1』帕 H1I Cl in 5111 」WP4: I;丨「i: MXd'■: ; III R5 >ik& P9 LW RB IQ line [Q畑 DjOHe 口++1 IpdBW 伽■琬D OiarvKJ^ Q.m『D.H»VD.MdV dwVKJB D.rav Q.OMY Q.UHV >}.«WV (k«HV O.UQV LharmdD MkOKey-A Ill (3)峰峰值 Omid卫 $ae: MrrV^Hfpo&M0 D & Trimr Edge;EZJ[5J Ltvd: 0 XWE Exi 加EfSC GW幔 XKl V€C 6.结果分析 可以看出最后的结果符合题目要求。 通过调节Rw我们可以调制出DSB振幅调制信号和AM振幅调制信号。 最后通过最后放大级峰峰值也能够达到要求 7.心得体会 这次制作相对前面而言还是较为顺利的。 主要是不需要太多的参数计算和调制。 从书上摘录了MC1494的内部电路图我们就可以直接画出电路图。 但是在得到最后结果之前我们还是经历了一定的困难。 一开始总是不能很好地调制出DSB调制信号。 还有就是峰峰值 不能够达到要求。 没有接最后一级放大之前峰峰值只有467mA左右远远小于最后的结果。 本次设计由于基本都是固定参数,所以计算量比较少,我们主要精力用在仿真部分。 开始我不知道自己搭建的乘法器可以制作成一个芯片,于是整个电路图看起来很庞大且 复杂,最终我们采用了董涛同学的仿真图。 在最初的仿真中我们并没有加放大部分,发现峰峰值达不到要求时,我们才决定加三极管放大。 但该三极管的选型也需要好好斟酌一下: 放大倍数较小则达不到要求,过大则会带来失真,经过多次尝试,最终我们选择了BC369。 总体来看,此次设计还是比较顺利的。 参考文献 [1]王卫东《高频电子线路》电子工业出版社 [2]谢自美《电子线路设计实验测试》华中科技大学出版社[3]铃木宪次《高频电路设计与制作》科学出版社
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