基于Multisim10的振幅调制与解调电路设计与仿真

基于Multisim10的振幅调制与解调电路设计与仿真摘要：信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且使频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰。这也是在同一信道中实现多路复用的基础。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。所以现在调制与解调在高频通信领域有着更为广泛的应用。关键词：振幅调制与解调，检波失真，参数选取一、振幅调制电路原理及工作过程首先将语音（调制）信号叠加直流后再与载波相乘，本电路采用乘法调幅进行调制语音信号频谱为300到3400,这里选择频率为1000的信号模拟语音信号。选择2M作为载波信号。让模拟语音信号（调制信号）与载波信号经过乘法器产生调制系数=0.2的普通调幅波。如图：A11V/V0VYXV10.2Vrms1kHz0°V22Vrms2MHz0°V31VXSC1ABExtTrig++__+_图1（调制电路电路图）图2（调制信号与调幅波仿真图）二、解调电路工作原理及说明普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律，其中大信号检波电路利用了二极管的整流工作原理。解调电路输入信号为载波为2M，调制信号为1000，调制系数=0.2的普通调幅波，电路如图:V12V2MHz1kHzAMC11µFR1560ΩC220nFR25.6ΩR31kΩXSC1ABExtTrig++__+_XSC2ABExtTrig++__+_D21N4148C31mF图3（解调电路图）图4（调幅波波形）图5：（电路输出解调端波形）我们可以看到输出波形周期为1.002ms,输出信号频率为1000说明解调电路成功解调出调制信号。三、解调(检波)电路元件参数的选取电路元件参数主要是基于检波效率、滤波效果来选取的。其中滤波效果中的检波失真是决定解调电路元件参数的主要方面。（一）、大信号检波器存在的两种失真对参数选取的影响1、对角线失真(放电失真)产生原因：很大，放电很慢，可能在随后的若干的高频周期内，包络线电压虽已下降，而C上的电压还大于包络线电压，这就使二极管方向截止，失去检波作用。在截至期间，检波输出波形呈倾斜的对角线形状，对角线失真可以总结为电容放电曲线的下降速度慢于包络线电压下降的速度。不发生放电失真的条件：包络线下降速度小于放电速率，即:将=0.2,，Ω=1k代入上面不等式得到8.66uF但在实际调试中当=1.2uF时即产生对角线失真，如图6：=1.2uF）我们可以看到有微弱的放电失真，放电时间549.906us大于半个周期，这也在一定程度上说明了理论计算与实际应用中还是存在一定误差的；当取值变大时，放电失真更加严重，如图7：图7（）此外，在不发生放电失真的前提下应尽量取大些，对提高检波效率及滤波效果均有利。如图：=1uF）=1nF）可以看到=1uF比=1nF滤波效果好。2、割底失真产生原因：在接收机中，检波器输出耦合到下级的电容比较大，对检波器输出的直流而言，上有一个直流电压,借助于有源二端网络可把，，用一个等效电路E和代替。这样如果输入信号调制度很深，即调制系数很大或检波器交直流电阻之比很小，以致在一部分时间内其幅值比E还小，则在此期间内将处于反向截止状态，产生失真，表现为输出波形中的底部被割去。不发生割底失真条件：本电路中，采取将分成和，通过隔直流电容将并接在两端，越大，交、直流负载电阻值的差别就越小，但是输出音频电压也就越小。同时为了提高检波效率，宜大，但过大则交流负载与之相比就小，宜产生割底失真。取=0.8,，=1nF时可以观察到割底失真，同时也可以看到与相比输出音频电压变大，如图10:图10（二）、其他电路元件参数的选取1、检波二极管V为了提高检波效率，应选取正向电阻小，反向电阻大、同时要求PN结电容小的管子。这里选取IN4148型号二极管。2、输出耦合电容：选取的比较大，这样低频也容易通过。3、的选取：通过图5（电路输出解调端波形）我们可以观察到，通过检波电路的输出的调制信号衰减很大，所以一般会在检波电路后接低频功率放大器，这样等效为检波电路后下一级低频功率放大器的输入电阻。四、结束语至此，本课题所设计的电路设计与仿真就结束了，虽然电路实现比较简单，但是其中体现的原理还是很深奥的，通过此次电路仿真，也对振幅调制与解调电路的实现有了更为直观的认识。笔者相信随着近几年电子元件制作工艺越来越精湛，调制与解调在通信领域必将会有更广泛的应用。五、参考文献1.于洪珍，《通信电子电路》，清华大学出版社２．聂典，《Multisim9计算机仿真在电子电路设计中的应用》，电子工业出版社