基于Multisim10的振幅调制与解调电路设计与仿真.docx

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300QUOTE到3400QUOTE,这里选择频率为1000QUOTE的信号模拟语音信号。选择2MQUOTE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QUOTE=0.2的普通调幅波。如图：

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2MQUOTE，调制信号为1000QUOTE，调制系数QUOTE=0.2的普通调幅波，电路如图:

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1000QUOTE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
对角线失真(放电失真)
产生原因：
QUOTE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QUOTE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QUOTE放电速率，即:
QUOTE<QUOTE
将QUOTE=0.2,QUOTE，Ω=1kQUOTE代入上面不等式得到
QUOTE<8.66uF
但在实际调试中当QUOTE=1.2uF时即产生对角线失真，如图6：

QUOTE=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QUOTE取值变大时，放电失真更加严重，如图7：

图7（QUOTE）
此外，QUOTE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：
QUOTE=1uF）QUOTE=1nF）
可以看到QUOTE=1uF比QUOTE=1nF滤波效果好。
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，QUOTE上有一个直流电压QUOTE,借助于有源二端网络可把QUOTE，QUOTE，QUOTE用一个等效电路E和QUOTE代替。这样如果输入信号调制度很深，即调制系数QUOTE很大或检波器交直流电阻之比QUOTE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QUOTE分成QUOTE和QUOTE，通过隔直流电容QUOTE将QUOTE并接在QUOTE两端，QUOTE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，QUOTE宜大，但过大则交流负载与之相比就小，宜产生割底失真。
取QUOTE=0.8,QUOTE，QUOTE=1nF时可以观察到割底失真，同时也可以看到与QUOTE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QUOTE，反向电阻大QUOTE、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QUOTE：
QUOTE选取的比较大，这样低频也容易通过。
QUOTEQUOTEQUOTE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