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高频课程设计(调幅与检波)
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2011-05-22
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高频电子线路课程设计,主要内容是DSBFC和DSBSC的产生与检波以及FM波产生与解调
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高频电子线路课程设计
一、课程设计目的
1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用;
2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法;
3.学会应用 LabVIEW 软件进行仿真设计;
4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。
二、设计内容及要求
1.设计内容:
(1).调幅与检波
.DSBFC 产生与检波
.DSBSC 产生与检波
(2).FM 波产生与解调
2.设计要求:
(1).载波频率 100kHz,5kHz 的正弦波作为调制信号;
(2). DSBFC 和 DSBSC 检波不可用相同的方法;
(3). 明确设计任务,合理选择设计方案;
(4). 利用 LabVIEW 进行仿真设计;
三、设计原始资料
LabVIEW 软件,《电子通信系统》教材及《高频电子线路》相关参考资
料。
四、设计完成后提交的文件和图表
1.计算说明书部分
各种类型调制与解调的主要公式
2.图纸部分:
(1) 各种调制与解调的原理框图;
(2) 实现各种调制与解调的程序流程框图;
(3) 相应的仿真波形图。
五、进程安排
1.学习使用 LabVIEW 软件(3 天);
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高频电子线路课程设计
2.查阅资料,制定各种调制与解调实现方案(2 天);
3. LabVIEW 进行仿真设计(3 天);
4.验收成果与撰写设计报告(2 天)。
六、主要参考资料
1.《LabVIEW 7 Express 实用技术教程》,雷振山,中国铁道出版社
2.《电子线路》,谢嘉奎,北京:高等教育出版社
3.《高频电子电路》,张肃文,北京:高等教育出版社
4.《电子通信系统(第四版)》,[美]Wayne Tomasi,北京:电子工业出版社
5.《高频电路》,沈伟慈, 西安:西安电子科技大学出版社
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高频电子线路课程设计
一、课程设计目的
1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用;
2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法;
3.学会应用 LabVIEW 软件进行仿真设计;
4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。
二、设计内容及要求
1.设计内容:
(1).调幅与检波
.DSBFC 产生与检波
.DSBSC 产生与检波
(2).FM 波产生与解调
2.设计要求:
(1).载波频率 100kHz,5kHz 的正弦波作为调制信号;
(2).DSBFC 和 DSBSC 检波不可用相同的方法;
(3).明确设计任务,合理选择设计方案;
(4).利用 LabVIEW 进行仿真设计;
三、设计原理
(一)调制与解调的基本概念
调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。调制是在发射端将调
制信号从低频段变换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的
频分复用;解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段, 恢复原调制
信号。
在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和正弦波调制两种方
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高频电子线路课程设计
式。脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波, 用低频调制信号分别去控制矩形脉冲
的幅度、宽度或位置三个参量, 分别称为脉幅调制(PAM), 脉宽调制(PDM)和
脉位调制(PPM)。
正弦波调制是以高频正弦波为载波, 用低频调制信号分别去控制正弦波的
振幅、频率或相位三个参量, 分别称为调幅(AM)、 调频(FM)和调相(PM)。
我只将正弦波调制介绍如下:
调幅,使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。
调频,使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变,而幅度保持不变的调
制方式。
调相,利用原始信号控制载波信号的相位。
这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移,将信号的频谱搬移
到所需要的较高频带上,从而满足信号传输的需要。而解调则是相反的过程,
即从已调制信号中恢复出原信号。
(二)振幅调制与解调
1. 调幅:即幅值调制(AM)是将一个高频简谐信号(或称载波)与测试信
号相乘,使高频信号幅值随测试信号的变化而变化。由傅立叶变化的性质可
知,在时域中两个信号相乘,则对应在频域中对这两个信号进行卷积。而由
高等数学知识可知,一个函数与单位脉冲函数卷积的结果,就是将其图形由
坐标原点平移到该脉冲函数处。所以,若以高频余弦信号与测试信号相乘,
其结果就相当于把测试信号(原始信号)频谱图形由原点平移至载波频率处
(正负 f 处。因为余弦函数的频谱图形是一对脉冲函数。),其幅值减半。
所以幅值调制过程就相当于频率搬移过程。为避免调幅波的重叠失真,要求
载波频率必须大于测试信号的最高频率,实际应用中,往往选择载波频率至
少数倍甚至数十倍于信号中的最高频率。(其时域波形就是把测试信号由一
个变成了两个,相对称的。这就可能存在信号过零线的问题。而在过零线时,
信号的幅值就会发生由正到负(或由负到正)的变化,此时调幅波的相位
(相对于载波)也相应地发生了 180 度的相位变化。此种调制方法称为抑制
幅值调制。抑制调幅波须采用同步解调,方能反映出原始信号的幅值和极性。
2. 调幅波的解调:
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高频电子线路课程设计
1)同步解调:也称相干解调。将调幅波与原载波信号再次相乘,则频域图
形将再一次进行搬移,其结果就是在频谱图上,在正负 2f 处有信号,其幅值
变为原来的 1/4.而在原点处也出现了幅值为 1/2 的信号,所以用低通滤波
器后,再用放大处理来补偿,就可以复现原信号。这一过程称为同步解调。
“同步”是指解调时所乘信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。
# 2)包络检波:也称非相干解调。若把调制信号进行偏置,叠加一个直流分
量 A 使偏置后的信号都具有正电压,那么调幅波的包络恢复原调制信号的形
状。把该调幅波简单地整流、滤波就可以恢复原调制信号。一个简单的包络
检波器,就是调幅波两端中一端经过一个二极管,然后经过一个 RC 的并联
电路,再返回另一端。输出信号从 R 两端取出。实际该电路就是由一个二极
管和一个 RC 低通滤波器组成。如果如果原信号有直流分量,则在整流后准
确地减去所加的偏置电压。即实现了解调。这种方法调制称为非抑制幅值调
制,(因为,它不会出现信号过零线的情况,也就不会发生幅值的翻转和相
位的变化。与抑制幅值调制相对)但,此种方法必须要偏置电压足够大,使
信号电压都在零线一侧,否则对调幅波只是简单的整流就不能恢复原信号。
这种问题可以用相敏检波技术解决。
# 3)相敏检波:电路图较复杂,基本原理就是通过一个是全波整流的电路。
这样,无论调幅波信号是正半周还是负半周,都能进行很好的调制。经过低
通滤波器就可以得出原信号。
3. 振幅调制的分类:
1)标准调幅波(或称普通调幅波)(AM)
图 1 标准调幅波
2)双边带调制波(DSB)
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