海南大学高频电子线路课程设计报告书题目：AM波的调制与解调姓名：学号：同组人：年级：2011级学院：信息科学技术学院系别：电子信息工程专业：电子信息工程《1》班课程教师：完成日期：2014 年01月08 日目录零、摘要 (2)一、设计指标 (3)二、系统框图 (3)三、设计原理 (3)1、正弦波振荡器 (3)2、基极调幅电路 (4)3、包络检波 (5)4、LC集中选择性滤波器 (6)四、设计单元电路 (6)1、正弦波振荡器 (6)2、基极调幅电路 (9)3、包络检波 (12)4、LC集中选择性滤波器…………………………………………………………14-五、设计总电路……………………………………………………………………15-1、总电路图………………………………………………………………………15-2、仿真与分析……………………………………………………………………15-六、元件清单………………………………………………………………………18-七、电路的优缺点…………………………………………………………………18-八、问题与解答……………………………………………………………………19-九、心得体会………………………………………………………………………19-十、参考文献………………………………………………………………………20-AM波的调制与解调摘要在本次课程设计中，我们组以AM波的调制与解调电路为所设计的题目，运用proteus仿真软件，根据设计要求设计出电路。

而设计思路就是运用正弦波振荡器产生高频电信号作为载波，其次通过基极调幅电路将调制信号附加在高频载波上进行调制，就会得到已调信号发送出去，在接收部分，我们用包络检波电路进行解调，但是解调出来的信号不纯，所以再用LC式集中选择性滤波器进行滤波，就可以输出低频信号。

在你每个通信系统中，都必须有发送设备，传输煤质，和接收设备，二在本次设计当中，我们主要设计AM波的调制与解调过程。

本设计结合proteus仿真软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。

proteus软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。

这个系统是本次设计的一个核心软件。

关键字：调幅解调正弦波振荡器基极调幅包络检波LC集中式选择滤波器一、设计指标1、设计一个AM （FM 、DSD 、SS ）波的调制与解调2、确定相关的单元电路（1）、工作原理（2）、元器件参数选取（3）、理论计算（4）、输入输出的波形图和频谱图（5）、仿真并且与理论计算进行比较分析（6）、该设计的优缺点并进行提问与回答3、构建总电路图二、系统框图三、设计原理 根据设计要求，我们的设计分为四个部分，分别是正弦波振荡器，基极调幅，运用正弦波振荡器产生高频电信号作为载波，其次通过基极调幅电路将调制信号附加在高频载波上进行调制，就会得到已调信号发送出去，在接收部分，我们用包络检波电路进行解调，但是解调出来的信号不纯，所以再用LC 式集中选择性滤波器进行滤波，就可以输出低频信号。

1、正弦波震荡器正弦波振荡器是指不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压（电流）的电路。

它由四部分组成：放大电路，选频网络，反馈网络和稳幅电路。

常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。

后者输出功率小，频率较低；而前者可以输出大功率，频率也较高。

正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。

正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。

其中：接入正反馈是产生的首要条件，产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。

因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路各部分。

反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路。

它由放大器和反馈网络两大部分组成，如下图所示：高频载波调制信号 振荡器 基极调幅 包络检波LC 滤波器输出低频调制信号而振荡电路有三个条件是非常重要，其分别是平衡条件，起振条件，和稳定条件。

（1）、平衡条件：记闭环电压放大倍数Ku(s)，开环电压放大倍数K(s)，电压反馈系数F(s)，环路增益T(s)，反馈系数F′(jω)=-F(jω)。

自激振荡的条件就是环路增益为1，即T(jω)=K(jω)F(jω)=1，通常又称为振荡器的平衡条件。

振荡器的平衡条件又可细分为振幅平衡条件（|T(jω)|=1）和相位平衡条件（ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)=±2nπ, n=0,1,2…）。

值得说明的是：a. 当|T(jω)|>1，形成增幅电路振荡；当T|(jω)|<1时，形成减幅振荡。

b. 平衡时电源供给的能量等于环路消耗的能量；c. 通常的环路只在某一特定才满足相位条件。

（2）、起振条件：为使振荡过程中输出幅度不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡，即T(jω)>1，称为自激振荡的起振条件。

与平衡条件相应的，振荡器的起振条件又可细分为起振的振幅条件（|T(jω)|>1）和相位条件（ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)+ψ(F')=±2nπ, n=0,1,2…），其中起振的相位条件即为正反馈条件。

（3）、稳定条件：振荡器的稳定条件相应地可分为振幅稳定条件和相位稳定条件。

a. 振幅稳定条件要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。

具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。

b.相位稳定条件同理，要使相位稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止相位变化的能力。

2、基极调幅电路采用基极调幅，就是用调制信号来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。

调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。

而所谓的基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。

低频调制信号电压与直流偏压相串联。

放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随调制信号波形而变化。

在欠压状态下，集电极电流的基波分量随基极电压成正比变化。

因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化，于是得到调幅波输出。

基极调幅电路(发射极调幅电路）vbe=VBB+vΩ+vc=VBB+VΩcosΩt+Vccosωot当vΩ、vc幅度不同时：(1)vΩ、vc均较小时就采用幂级数法分析，产生调幅波。

(因非线性失真大，很少使用)(2)vΩ较小(几mv~几十mv)，vc较大(几百mv)时就采用时变参量法分析。

(3)vΩ小(几mv)，vc大(0.5~1v)就采用开关函数法分析。

调幅系数m<<1,线性范围小。

(4)vΩ、vc均较大(常用)时工作于(甲乙类)欠压状态。

φ工作=90o~120o，过压工作时，vce变化小基极调幅特点：(1)所需vΩ功率小，用于小功率发射机；(2)m不可太大，否则易包络失真；(3)集电极效率低(欠压工作）3、包络检波检波定义：振幅调制波的解调电路称振幅检波电路，简称检波电路。

检波是从振幅调制波中不失真的检出调制信号的过程。

（它是振幅调制的逆过程）。

检波功能：在频域上，该作用就是将已调幅波的调制信号频谱不失真地搬到零频率附近。

检波乃是实现频谱线性搬移。

检波的类型：同步检波，包络检波。

而在此次设计中我们采用的是包络检波。

下图为包络检波的系统方框图因U经由非线性器件后输出电流中含有能线性反映输入信号包络变化规律AM的音频信号分量（即反映调制信号变化规律）。

所以包络检波仅适用于标准调制波的解调。

此电路不需要加同步信号，电路显得较简单。

然而使用二极管也可以组成最简单的调幅波检波电路。

检波二极管具有结电容低，工作频率高和反向电流小等特点，传统上用于调幅信号检波。

二极管检波原理如下：调幅波信号是二极管检波电路的输入，因为二极管只允许单向导电，所以，如果使用的是硅管，则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。

同时，由于二极管的输出端连接了一个电容，这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路，使得输出信号基本上就是信号包络线。

下图就是检波器的电路原理图和波形图：如上图所示二极管包络检波器主要由二极管和RC 低通滤波电路组成。

二极管导通时，输入信号向C 充电，充电时常数为d R C （d R 为二极管导通内阻），充电快；二极管截止时，C 向R 放电，放电快。

在输入信号作用下，二极管导通和截止不断重复，直到充放电达到平衡后，输出信号跟踪了输入信号的包络。

只要选择适当的RC 和二极管D,使得充电时间常数d R C 足够小，而放电时间常数RC 足够大即d R R ，，传输系数就可以接近1,。

但如果参数选择不当，二极管包络检波器会产生惰性失真和负峰切割失真还有非线性失真和频率失真。

惰性失真是由于RC 过大而造成的。

4、LC 集中选择性滤波器LC 集中选择性滤波器相当于带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。

LC 集中选频滤波器可分为低通、高通、带通和带阻等形式。

带通滤波器在某一指定的频率范围之内，信号能够通过，而在此范围之外，信号不能通过。

上图是由由5节单节滤波器组成，有6个调谐回路的带通滤波器，图中每个谐振回路都谐振在带通滤波器的五上，耦合电容Co 的大小决定了耦合强弱，因而又决定了滤波器的传输特性，始端和末端的电容C'o 分别连接信源和负载，调节它们的大小，可以改变信源内阻凡、负载RI 。

与滤波器的匹配，匹配好了，可以减少滤波器的通带衰减。

节数多，则带通曲线陡。

理想带通滤波器的特性如下图左所示，实际带通滤波器的特性如下图右所示。

四、设计单元电路1、正弦波振荡采用电容反馈三点式振荡电路完成正弦波振荡的设计，电路原理图如下图。

反馈电压取自C1，返回电压中高次谐波分量很少，输出波形较好，反系数与回路电容有关，若用改变回路的方法改变振荡频率，必将改变反馈系数，影响起振。

为了维持震荡，放大器的环路增益应该等于1，即AF=1，因为在谐振频率上振荡器的反馈系数为C2/C3，所以维持震荡所需的电压增益应该是F= C2/C3。

参数计算：载波频率f0=1MHZ，f0=1/2π[L1(C2C3/ C2 + C3 )]1/2设置并计算得：C2=3nF，C3=10nF，L1=10uH根据振荡器工作原理，要满足晶体管的工作及电路起振，所以设VCC=12V，R1=2K, R2=10K, R3=3K, R4=1K正弦振荡电路理论波形：理论的波形应该是1MHz的正弦高频载波，其周期T≈1us 下图是理论波形图：下图是理论频谱图：正弦震荡电路图的仿真结果如下：下图是仿真波形图下图是仿真频谱图理论与仿真结果对比：理论波形频率f≈1MHz，频谱分布只存在1MHZ信号，振幅4V，仿真波形频率f≈1MHz，频谱集中分布在1.02MHZ，有少量干扰信号振幅3.2V因此，仿真结果与理论结果很相近，符合设计要求2、基极调幅电路基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极电压来实现调幅的。