高频电子电路设计.doc

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1、高频电子电路论文陈广威一、设计目的1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用；2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法；3.学会应用LabVIEW软件进行仿真设计；4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。二、设计内容及要求内容：1.调幅与检波(1)AM产生与检波（2）DSB产生与检波2.FM波产生与解调3.PM波产生与解调要求：1.上述1必做，2和3选做其一。载波频率100kHz，5kHz的正弦波作为调制信号；2.调幅波的检波可用包络检波或同步检波；3.明确设计任务，合理选择

2、设计方案；4.利用LabVIEW进行仿真设计；三、设计原理（一）调制与解调概述调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频段,便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段,恢复原调制信号。在模拟系统里,按照载波波形的不同,可分为脉冲调制和正弦波调制两种方式。脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波,用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个参量,分别称为脉幅调制(PAM),脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)

3、。正弦波调制是以高频正弦波为载波,用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量,分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。在此仅讨论正弦波调制。具体论述如下：调幅(AM)，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。调频(FM)，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。调相(PM)，利用原始信号控制载波信号的相位。这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。而解调则是相反的过程，即从已调制

4、信号中恢复出原信号。（二）振幅调制与解调1.调幅：即幅值调制（AM）是将一个高频简谐信号（或称载波）与测试信号相乘，使高频信号幅值随测试信号的变化而变化。由傅立叶变化的性质可知，在时域中两个信号相乘，则对应在频域中对这两个信号进行卷积。而由高等数学知识可知，一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移到该脉冲函数处。所以，若以高频余弦信号与测试信号相乘，其结果就相当于把测试信号（原始信号）频谱图形由原点平移至载波频率处（正负f处。因为余弦函数的频谱图形是一对脉冲函数。），其幅值减半。所以幅值

5、调制过程就相当于频率搬移过程。为避免调幅波的重叠失真，要求载波频率必须大于测试信号的最高频率，实际应用中，往往选择载波频率至少数倍甚至数十倍于信号中的最高频率。（其时域波形就是把测试信号由一个变成了两个，相对称的。这就可能存在信号过零线的问题。而在过零线时，信号的幅值就会发生由正到负（或由负到正）的变化，此时调幅波的相位（相对于载波）也相应地发生了180度的相位变化。此种调制方法称为抑制幅值调制。抑制调幅波须采用同步解调，方能反映出原始信号的幅值和极性。2.调幅波的解调：1）同步解调：也称相干解调。将调幅波

6、与原载波信号再次相乘，则频域图形将再一次进行搬移，其结果就是在频谱图上，在正负2f处有信号，其幅值变为原来的1／4.而在原点处也出现了幅值为1/2的信号，所以用低通滤波器后，再用放大处理来补偿，就可以复现原信号。这一过程称为同步解调。“同步”是指解调时所乘信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。 2）包络检波：即非相干解调。若把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量A使偏置后的信号都具有正电压，那么调幅波的包络恢复原调制信号的形状。把该调幅波简单地整流、滤波就可以恢复原调制信号。一个简单的包络检波器，就是调

7、幅波两端中一端经过一个二极管，然后经过一个RC的并联电路，再返回另一端。输出信号从R两端取出。实际该电路就是由一个二极管和一个RC低通滤波器组成。如果如果原信号有直流分量，则在整流后准确地减去所加的偏置电压。即实现了解调。这种方法调制称为非抑制幅值调制，（因为，它不会出现信号过零线的情况，也就不会发生幅值的翻转和相位的变化。与抑制幅值调制相对）但，此种方法必须要偏置电压足够大，使信号电压都在零线一侧，否则对调幅波只是简单的整流就不能恢复原信号。这种问题可以用相敏检波技术解决。 3）相敏检波：电路图较复杂，在

8、此不描述，基本原理就是通过一个是全波整流的电路。这样，无论调幅波信号是正半周还是负半周，都能进行很好的调制。经过低通滤波器就可以得出原信号。3.振幅调制的分类(按波形分类,以单音调制波形为例):1）标准调幅波（或称普通调幅波）(AM)图1标准调幅波2）双边带调制波(DSB)图2双边带调制波3）单边带调制波(SSB)图3单边带调制波4.标准调幅波（1）标准调幅波的分析1)表示式及波形设载波电压为，调制电压为通常ωc