《高频电子线路》设计报
告
基于MC1596乘法器的调幅电路
制作人：李超08111100
谢攀08111040
汪新皓08111041
乘法器幅度调制电路
一、 设计目的
1.复习和巩固以前所学内容，了解乘法器1596的工作原理。

2.熟练multisium 等仿真软件的使用，提高实际动手能力。

二、 设计原理方案
1. 调幅信号的分析
（1） 普通调幅波（AM ）
调制信号为单一频率的余弦波：t U u m Ω=ΩΩcos ,载波信号为t U u c cm c ωcos =，普通调幅波（AM ）的表达式为： t t m U t t U u c a cm c AM AM ωωcos )cos 1(cos )(Ω-==
式中，m a 称为调幅系数和调幅度，由于调幅系数m a 与调制电压的振幅成正比，即m U Ω越大，m a 越大，调幅波幅度变化越大，m a 应小于或等于1。

如果m a >1，调幅波产生失真，这种情况称为过调幅。

调幅波波形
（2）普通调幅波的频谱
普通调幅波的表达式展开得：
它由三个高频分量组成。

将这三个高频用图画出，便可得到如下图所
示的频谱图。

在这个图上调幅波的每一个正弦分量用一个线段表示，线段的长度代表其幅度，线段早横轴上的位置代表其频率。

普通调幅波的频谱图
调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。

再单调频调制时，其调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍，即B=2F 。

（3）普通调幅波的功率 载波分量功率：L
cm c R U P 221= R L 为负载电阻值，上边频分量功率：
c a L cm a L cm a P m R U m R U m P 222214
1811)2(21=== 边频分量功率：c a L cm a L cm a P m R U m R U m P 222224
1811)2(21=== 因此，调幅波在调制信号的一个周期内的平均功率为：
c a c P m P P P P )2
1(221+=++= 可见，边频功率随m a 的增大而增加，当m a =1时，边频功率最大，即c P P 3
2=
这时上、下边功率之和只有载波功率的一半，这也就是说，用这种调制方式，发送端发送的功率被不携带信息的载波占去了很大的比例，显然，功率利用率不高。

但由于这种调制设备简单，特别是解调更简
单，便于接受，所以它某些领域广泛应用。

（4）抑制载波双边带调幅
由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上、下两个边带，而不发射载波，这种调制方式称为抑制载波的双边带调幅，简称双边带调幅，用DSB表示。

可将抑制信号
u和
载波信号
u直接加到乘法器或平衡调幅器电路得到。

双边带调幅信号
c
写成：
A为由调幅电路决定的系数：是双边带高频信号的振幅，它与调制信号成正比。

双边带调幅的调制信号、调幅波形如下图所示。

双边带调幅的调制信号、调幅波DSB/SC-AM频谱图
由以上讨论可以看出DSB/SC-AM调制信号有如下特点：DSB/SC-AM信号的幅值仍随调制信号而变化，但与普通调幅波不同，DSB/SC-AM的包络不再反映调制信号的形状，仍保持调幅波频谱搬移的特征。

在调制信号的正负半周，载波的相位反相，即高频振荡的相位在
瞬间有180o的突变。

)(
u
t
D SB
DSB/SC-AM调制，信号仍集中在载频ωo附近，所占频带为
B DSB=2F MAX
由于DSB/SC-AM调制抑制了载波，输出功率是有用信号，它比普通调幅波功率利用率得到了较大的提高。

但在频带利用率上没有什么改进。

（5）抑制载波单边带调幅
实现抑制载波的单边带调幅的方法很多，其中最简单的方法是在双边带调制后接一个边带滤波器，它可以取出一个边带，抑制另一个边带。

当边带滤波器的通带位于载频以上时，提取上边带，否则提取下边带。

用这种方法实现单边带调幅的数学模型如下图所示：
实现单边带调幅信号的数学模型
通过边带滤波器后，就可得到上边带或下边带即：
从上式看出，SSB信号在传输信号时，不但功率利用率高，而且它所占的频带比AM、DSB减小了一半，即B SSB=F MAX，频带充分利用，因此已成为短波通讯中的一种重要调制方式。

三、真与调试
建立如下图所示的仿真电路图。

其中，A 1为乘法器，v 1(t)为载波信号，v 2(t)为调制信号。

载波信号参数设置为：电压幅值V 2m =1V ，频率f c =20kHZ 。

调制信号参数设置为：电压幅值V 1m =1V ，频率f=1kHZ 。

电压源V cc =2V 。

由图可知，乘法器输出的调幅波为V AM =[V CC +V 1)(t ]V 2)(t =[2+COS
（2)1000202cos()]1000
t t ⨯⨯⨯ππ )1000212cos(5.0)1000192cos(5.0)1000202cos(2t V t t ⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=πππ 由上述表达式计算出调幅度为cc
m V V m ==0.5 调幅波中有三个频率分量：频率为f c =20kHZ 、幅度为2V 的载波分量；频率为f sh =f c +f=21kHZ 、幅度为0.5V 的上边分量；频率为f sl =f c -f=19kHZ 、幅度为0.5V 的下边频分量。

带宽BW=2f=2kHZ 。

运行仿真电路，进行理论验证。

双击示波器观察调幅波波形如下
图所示。

由此还可以测出调幅波的最大值和最小值，计算出调幅度为
5.01
313(min)(max)(min)
(max)=+-=+-=AM AM AM AM V V V V m 改变调制信号的电压，可以观察调幅度M 对波形的影响，当调
幅度1=m 时，出现过调。

利用频谱分析仪可以观察调幅波的频谱分布，如下图所示。

由频谱分析仪面板右下方可以看到，指针当前所处频率为20K HZ ，中心幅度为2V ，20K HZ 载波分量幅值最大，移动指针，可以观察到在21K HZ 和19K HZ 有2个上下边频分量，幅值为0.5V 。

调幅度取0.5时的调幅输出波形
调幅电路输出频谱
由以上分析可知，仿真结果与理论分析完全一致. 根据以上分析可画出电路图，下图所示
调幅电路图。