调幅解调电路的设计

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1、调幅解调电路的设计——高频电子线路期末设计小组成员：彭银虎200740620134宋伟男200740620138王海燕200740620144杨静20074062015614一、调幅解调电路的设计任务：1）.明确系统的设计任务要求，合理选择设计方案及参数计算；2）.利用Protel99SE进行仿真设计；；3）.画出电路图、波形图、频率特性图。1．基本原理（1）振幅调制调幅指的是用需要传送的信息（低频调制信号）去控制高频载波的振幅，使其随调制信号线性变化。若设载波为uc(t)=Ucmcosωct,调制信号为单频信号，即uΩ(t)=UΩmcosΩ

2、t,则普通调幅信号为：uAM(t)=(Ucm+kUΩmcosΩt)cosωct=Ucm(1+MacosΩt)cosωct其中Ma=kaUΩm/Ucm为调幅指数（调幅度），ka为比例系数。普通调幅波的波形和频谱图如图（1）所示。因为载波不包含信息，为了减小不必要的功率浪费，可以只发射上下边频，而不发射载波，称为抑制载波的双边带调幅信号，用DSB表示。设载波为uc(t)=Ucmcosωct,单频调制信号为uΩ(t)=UωmcosΩt(Ω〈〈ωc),则双边带调幅信号为:14uDSB(t)=kuΩ(t)uc(t)=kUΩmUcmcosΩtco

3、sωct=错误！未找到引用源。［cos(ωc+Ω)t+cos(ωc-Ω)t］其中k为比例系数。可见双边带调幅信号中仅包含两个边频,无载频分量,其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。图（2）显示了单频调制双边带调幅信号的有关波形与频谱图。需要注意的是,双边带调幅信号不仅其包络已不再反映调制信号波形的变化,而且在调制信号波形过零点处的高频相位有180°的突变。可以看出,在调制信号正半周,cosΩt为正值,双边带调幅信号uDSB(t)与载波信号uc(t)同相；在调制信号负半周,cosΩt为负值,uDSB(t)与uc(t)反相。所以,在正负半周交界处

4、,uDSB(t)有180°相位突变。另外，双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的，为2Fmax。因为双边带信号不包含载波，所以发送的全部功率都载有信息，功率有效利用率高。因此在本设计中，调幅模块我们采用的是抑制载波的双边带调幅信号。（2）调幅信号的解调调幅信号的解调是振幅调制的相反过程，是从已调高频信号中恢复调制信号，通常将这种调制称为检波。完成这种解调的电路称为振幅检波器。检波电路有包络检波和同步检波。本设计采用同步检波方式。14双边带调幅波中不含载波分量，用相乘器进行检波时，需要在接收端产生一个载波。图（3）所示为双边带调幅波的

5、相乘检波电路方框图。设输入为单频调制的双边带信号us(t)=UscosΩtcosωct(Ω〈〈ωc)并假设本机载波信号与原载波信号同频不同相，即有相差φ，则uL(t)=ULcos(ωct+φ)相乘器的输出信号u’o(t)=KmUsULcosΩtcosωctcos(ωct+φ)=0.5KmUsULcosΩt[cosφ+cos(2ωct+φ)]有用分量为u’1(t)=0.5KmUsULcosφcosΩt无用分量为u’’1(t)=0.5KmUsULcosΩtcos(2ωct+φ)=0.5KmUsULcos[（2ωc-Ω）t+φ]+0.5KmUsUL

6、cos[（2ωc+Ω）t+φ]由上式可知，相乘器输出的无用分量的频率为2ωc±Ω，故滤波器对有用频率分量的传输系数应尽可能大，对无用频率分量2ωc±Ω的传输系数应尽可能小。设滤波器对有用品频率分量Ω的传输系数为Kf,则整个检波器输出的有用信号为uo(t)=KFu’1(t)=0.5KfKmUsULcosφcosΩtuo(t)与us(t)的幅度之比，即为检波器传输系数Kd。且由以上公式可得Kd＝0.5KfKmULcosφ由上式可以看出，为了增大检波器的传输系数，对恢复的载波，也称本机振荡电压的要求是：①幅度UL应尽可能大，但不应超过相乘器的最大容

7、许输入电压。②本机振荡电压不但应与原载波电压同频，而且应同相。因为φ14＝0时，cosφ＝1，达最大值，相应地Kd也达到最大的可能值。故此种相乘检波又称同步检波或相干检波。低通滤波器的上截至频率应低于2倍高频载波频率，而高于最高调制频率。2．电路设计与仿真1）芯片MC1596介绍MC1596是单片集成模拟乘法器，以实现输出电压为两个输入电压的线性积。它以双差分电路为基础,在Y输入通道加入了反馈电阻,故Y通道输入电压动态范围较大,X通道输入电压动态范围很小。如下图是MC1596内部电路图。MC1596内部结构图MC1596工作频率高,常用作调制

8、、解调和混频,通常X14通道作为载波或本振的输入端,而调制信号或已调波信号从Y通道输入。当X通道输入是小信号(小于26mV)时,输出信号是X、Y通道输入信号的线性乘