线性调制与解调系统的设计与仿真

线性调制与解调系统的设计与仿真 线性调制与解调系统的设计与仿真 一、目的 通过线性调制与解调系统的设计与仿真，掌握模拟乘法器（MC1496）的基本工作原理及其构成线性振幅调制与解调电路的静态工作点的测量与动态工作状态的调整 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ；进一步加深理解全载波振幅调制（AM）、抑制载波双边带振幅调制（DSB）及其二极管包络检波、同步检波的基本原理与实现方法；学会选用与设计低通、带通滤波器电路；检验灵活应用综合理论与电路调测的实际动手能力，为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。 二、设计 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 本次设计与制作的“线性调制与解调系统”电路组成框图要求如图1-1所示。 图1-1 线性调制与解调系统”电路组成框图 ① 信号源用1MHz晶体产生主载波，经二分频得到高频载波fo=500KHz；经10分频得到调制信号fΩ=1KHz，并要求将分频后的500KHZ与1KHZ方波转换成正弦波，分别作为高频载波与调制信号，且要求正弦波的幅度可调。 ② 线性振幅调制器采用模拟乘法器MC1496实现。 ③ 带通滤波器用于滤除已调波（AM或DSB）的带外信号，要求通过500KHZ信号。 ④ 同步检波器采用MC1496模拟乘法器实现，为简化实验电路，同步载波直接引用调制端高频载波。 ⑤ 低通滤波器要求3dB带宽，截止频率=3400HZ。 ⑥ 所有涉及电路，要求用EWB或MULTISIM软件实现仿真。 ⑦ 撰写设计实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 。 三、设计思路提示 1、模拟乘法器1496的构成、基本原理说明 ① 集成模拟乘法器1496的内部结构 MC1496集成模拟乘法器的内部电路结构和引脚排列如图1-2所示。 图1-2 MC1496的内部电路及引脚图 MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，V5、V6组成的单差分放大器用以激励V1～V4。V7、V8及其偏置电路组成差分放大器V5、V6的恒流源。引脚8与10接输入电压 ，1与4接另一输入电压 ，输出电压 从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻RE，对差分放大器V5、V6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压 的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电时），引脚5外接电阻R5。用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。 ② 集成模拟乘法器1496偏置电压与电流的确定 ● 静态偏置电压的确定 静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集—基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图4-4-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即: ● 静态偏置电流的确定 一般情况下，晶体管的基极电流很小，对于图1-2，三对差分放大器的基极电流I8、I10、I1和I4可以忽略不计，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源的值确定。当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻R5接正电源（+UCC的典型值为+12V），由于I0是I5的镜像电流，所以改变电阻R5可以调节I0的大小，即： 当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-UEE(一般接-8V)，5脚通过一电阻R5接地，因此，改变R5也可以调节I0的大小，即： 则： 当VEE=-8V，I5=1mA时，可算得： R5={（8-0.75）/（1X10-3）}-500=6.75KΩ 取标称电阻，则R5=6.8KΩ 根据MC1496的性能参数，器件的静态电流小于4mA，一般取 左右。 此时,器件的总耗散功率可由下式估算: PD应小于器件的最大允许耗散功率（33mW）。 ● 负载电阻RC的选择 由于共模静态输出电压为： 式中 、 是6脚与12脚的静态电压。当选 ， ， 时， ，取标称电阻 =3.9KΩ ● 载波电平Ux与信号电平UY的选择的选择 因为载波抑制比与载波输入电平密切相关，小的载波电平不能完全打开晶体管器件，结果信号增益低，载波抑制比亦较差。而高于最佳的载波电平将产生不必要的载波泄漏，同时也使载波抑制特性恶化。测试结果表明，当载频为500KHZ时，用60mV(rms)的正弦载波，可获得最佳载波抑制比。载频为10MHZ时，最佳载波电平约为160mV(rms)。 频率较高时，为了使载波泄漏最小，电路的设计要注意，为了防止载波输入和输出之间的电容耦合，必须采取屏蔽 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，实际应用时，还可在1、4脚之间接入载波调零电位器。 载波泄漏与信号电平无关，因此使用大信号电平工作时，载波抑制可达最大值。然而，还必须保持信号输入差分放大器工作在线性状态，否则，将产生调制信号的谐波，并作为被抑制载波的寄生边带出现在器件的输出端。这个条件就规定了输入信号的上限，即要求： Uy≤I5Ry 式中 I5为5脚的电流，当选I5=1mA，Uy=1V(峰值)时，由上式可确定： Ry≥Uy/I5=1/1X10-3=1KΩ ③ 基本工作原理 设输入信号 ， ，则MC1496乘法器的输出U0与反馈电阻RE 及输入信号 、 的幅值有关。 ● 不接负反馈电阻（脚2和3短接） 、 和 皆为小信号 时，由于三对差分放大器（VT1，VT2，VT3，VT4及VT5，VT6）均工作在线性放大状态，则输出电压U0可近似表示为 式中， ——乘法器的乘积系数，与器件外接元件参数有关，即： 式中， ——温度的电压当量，当T=300K时， ——输出负载电阻。 可见，当输入均为小信号时，MC1496可近似为一理想乘法器。输出信号 中只包含两个输入信号的和频与差频分量。 当 为小信号， 为大信号（大于100mV）时，由于双差分放大器（VT1、VT2和VT3、VT4）处于开关工作状态，其电流波形将是对称的方波，乘法器的输出电压 可近似表示为 （n为奇数） 输出信号 中。包含 , , ,······, 等频率分量。 ● 接入负反馈电阻 由于 的接入，扩展了 的线性动态范围，所以器件的工作状态主要由 决定， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表明： ａ、当 为小信号 时，输出电压 可表示为 式中： 接入负反馈电阻 后， 为小信号时，MC1496近似为一理想的乘法器，输出信号 中只包含两个输入信号的和频与差频。 当 为大信号 时，输出电压 可近似表示为： 上式表明， 为大信号时，输出电压 与输入信号 无关。 2、集成模拟乘法器构成的频率变换电路应用及实验 ① 振幅调制原理与电路 振幅调制( ),就是用调制信号 去控制高频载波信号 的振幅,使载波信号的振幅按照调制信号 的规律变化。即已调制信号 变化的周期与调制信号 的周期相同，且幅度的变化与调制信号的振幅成正比.调幅信号的表达式为： 式中， ——调幅系数， ； ——载波信号； 图1-3 调幅波波形与频谱图 ——上边带信号； ——下边带信号； 它们的波形及频谱如图1-3所示。 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，简记为AM。 为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带（DSB）或单边带（SSB）振幅调制。双边带调幅波的表达式为： 单边带调幅波的表达式为： 或 双边带调幅波的波形及频谱如图1-4所示。 以上分析可见，三种振幅调制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。 图1-4 DSB调幅波波形与频谱图 由集成模拟乘法器MC1496构成的振幅调制器参考电路如图1-5所示：0 图1-5 集成模拟乘法器1496构成的振幅调制参考电路电原理图 图中，载波信号UC经高频耦合电容C2从 端输入，C3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号 经低频耦合电容C1从 端输入，C4为低频旁路电容，使4脚接地。调幅信号 从12脚单端输出。器件采用双电源供电方式，所以5脚的偏置电阻R5接地。脚2与3间接入负反馈电阻 ，以扩展调制信号的 的线性动态范围， 增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减少。 电阻R6、R7、R8及RL为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态，对于图1-5所示电路参数，测量器件的静态（ ， ）偏置电压为： 表4-4-1 U8 U10 U1 U4 U6 U12 U2 U3 U5 6V 6V 0V 0V 8V 8V -0.7V -0.7V -6.8V 电阻R1、R2、RP、R3和R4用于将直流负电源电压分压后供给MC1496的1、4脚内部的差分对三极管基极偏置电压。通过调节RP，可使MC1496的1、4端的直流电位差为零，即UΩ输入端只有调制信号输入而没有直流分量，则调幅电路的输出为抑制载波的双边带（DSB）调幅波；若调节RP，使MC1496的1、4端的直流电位差不为零，则电路有载波分量输出，为普通（AM）调幅波。 3、 同步检波电路 1） 同步检波的基本原理 振幅调制信号的解调过程称为检波。常用方法有包络检波和同步检波两种。由于有载波振幅调制信号的包络直接 反映了调制信号的变化规律，可以用二极 图1-6同步检波解调器电路原理框图 管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。 同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波为乘积型同步检波，其电路构成框图如图1-6所示： 其工作原理如下： 在乘法器的一个输入端输入抑制载波的双边带信号 ，另一输入端输入同步信号（恢复载波信号） ，经乘法器相乘，可得输出信号U0为: （条件： ， 为大信号） 上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，后两项为高频分量，可用低通滤波器滤掉，从而实现双边带信号的解调。 如果输入信号 为全载波振幅调制信号，同步信号为载波信号 ,利用乘法器的相乘原理，同样也能实现解调。 2） 同步检波电路及说明 MC1496模拟乘法器构成的同步检波解调器电路与振幅调制电路相同，差别仅是乘法器的两输入端输入信号有变和输出端需增加一低通虑波器，参考电路如图1-7所示。 图1-7 MC1496构成的同步检波器参考电路 其中ux端输入同步信号或载波信号UC, uy端输入高频已调波信号 。输出端接有由R11与C6、C7组成的低通滤波器及隔直电容C8，所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调。 4、方波转换正弦波电路 系统中要求高频载波和调制信号必须为正弦波，在此仅提供用低通滤波器将调制信号的方波转换成正弦波的参考电路，如图1-8所示。 图1-8 1KHZ方波转换成正弦波的参考电路 此电路应设计为：其截止频率=1KHZ，它的后级为反相放大器，保证1KHZ的正弦信号最大幅度=3.6Vp-p。图中，调节电位器可实现输出正弦波的幅度变化范围为0-3.6V。