2022年高频电子线路课程设计方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - * 实践教案 *兰州理工高校运算机与通信学院2022 年秋季学期高频电子线路题目：单边带调制解调电路的设计专业班级： 08 级通信 4 班 姓名：胡家琪学号： 08250405 指导老师：王惠琴 成果：1 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要 单边带调制技术是模拟调制中的重要技术,相对于幅度调制 AM）、双边带调制 DSB）、残留边带调制 VSB）而言,传输带宽仅 为调制信号带宽,有效节省了带宽资源,且节省载波发射功率；本 课程设计主要介绍单边带调制解调

2、电路的设计；学习和把握电路设计的方法和仿真软件,并综合运用所学学问完成常规调幅的设计；本设计的技术指标是采纳乘法器来实现DSB的调制,然后经过带通滤波器滤除一个边带,得到单边带调幅波,解调时采纳同步检波法实现；输入参考信号频率5KHz,电压 60mV左右,调幅系数 0.5 ,载波频率为 100KHz,载波电压为 60mV；关键字 单边带,调制,解调目录2 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章单边带调制解调电路的设计意义 4第 2 章单边带调制解调电路的总体方案 42.1 单边带调制方案 42.2

3、单边带解调方案 5第 3 章电路参数挑选 5 3.1 输入信号参数 53.2 调制器参数 53.3 带通滤波器参数 63.4 低通滤波器参 63.4 低通滤波器参 6第 4 章电路工作原理及设计说明 74.1 DSB信号的表达式、带宽 74.2 SSB信号的产生及设计 84.3 SSB信号的解调 94.4 带通滤波器 104.5 解调过程 11第 5 章试验结果 12 第 6 章结果分析 15试验总结 16 参考文献 18第 1 章单边带调制解调电路的设计义3 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 传输信息是

4、人类生活的重要内容之一；利用无线电技术进行信息传输在这 些手段中占有极重要的位置；无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥 测等等,都是利用无线电技术传播各种不同信息的方式；无线电通信传输语音、点吗或其他信号；无线电广播传输语言、音乐等；电视传送图像、语言、音乐；导航是利用肯定的无线电信号指引飞机或船舶安全航行,以保证他们能平安到达目的地；雷达是利用无线电信号的反射来测定某些目标如飞机、船舶等）的方位；遥测遥控就是利用无线电技术来测量远处或运动体上的某些物理量,控 制远处机件的运行等；在以上这些信息传递的过程中,都要把频率不高的调制 信号加载到高频载波上,然后进行信号的传输；在信息的接收端需

5、要把有用的信号从混杂的已调信号里解调出来；由于利用SSB 调幅可以提高信道的利用率,所以挑选 SSB调制与解调作为我课程设计的题目具有很大的实际意义；第 2 章单边带调制解调电路的总体方案2.1 单边带调制方案所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去；这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波；振 幅调制,就是由调制信号去掌握高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化；在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调 幅AM）；为了提高传输的效率,仍有载波受到抑制的双边带调幅波 DSB）和 单边带调幅波 SSB）；在频域中已调波频谱

6、是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系；由于 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的,皆携带了调制信号的全部 信息,因此,从信息传输的角度来考虑,仅传输其中一个边带就够了；这就又演化出另一种新的调制方式单边带调制2.2、单边带解调方案原理电路5 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - D1i1iVSD3i3VLD4D2i4VLVSi2b等效电路 四个二极管组成平稳电路如上图所示,构成的二极管环形混频电路中,各 二极管均工作在受参考信号掌握的开关的状态,它是另一类开关工作的乘法

7、器；二极管环形混频器产品已形成完整的系列,它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类,其中常用的是 系 列 , 它 们 所 需 的 本 振 功 率 分 别 为 Level 7,Level 17,Level 23 三种 7dBm5mW , 17dBm50mW 和23dBm200mW,明显,本振功率电平越高,相应的 1dB 压缩电平也就越高,混频器的动态范畴也就越大；对应于上述三种系列,1dB 压缩电平所对应的最大输入信号功率分别为 1dBm1.25mW、10dBm10mW、15dBm32mW ；二极管环形混频器具有工作频带宽从几十千赫到几千兆赫）、噪声系数低约 6dB）、混频失真小、动

8、态范畴大等优点；二极管环形混频器的主要缺点是没有混频增益,端口之间的隔离度较低,其中 L 端口到 R 端口的隔离度一般小于40dB,且随着工作频率的提高而下降；试验说明,工作频率提高一倍,隔离度下降 5dB；3.3 带通滤波器参数：多环有源带通滤波器特性参数如下设计条件： G0, W0,设 G0=4, W0= 2*这时 f0=100KHz）6 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 挑选参数： C3=C2=C 设计运算：R5= R6= R7= 由以上公式可得C2=C3=100nF R5=R6100 R1000解

9、调电路的乘法器与调制电路的乘法器一样,但是这时的解调过程中需要 一个与载波同同相的的相干波；3.4 低通滤波器参由公式可得；R1=R2=10 C 5 =C8=10uF 第 4 章电路工作原理及设计说明4.1 DSB信号的表达式、带宽 在幅度调制的一般模型中,如假设滤波器为全通网络 1）,调制信号 中无直流重量,就输出的已调信号就是 无载波重量的,或称抑制载波双边带 DSB-SC）调制信号,简称双边带 DSB）信号；DSB调制器模型如图1-1 所示；可见 DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为图 1-1DSB调制器模型7 / 18 名师归纳总结 - - - - -

10、- -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - DSB信号的包络不再与成正比,故不能进行包络检波,需采纳相干解调；除不再含有载频重量离散谱外,DSB信号的频谱与 AM 信号的完全相同,仍由上下对称的两个边带组成；故 DSB信号是不带载波的双边带信号,它的带宽与 AM信号相同,也为基带信号带宽的两倍,即式中,为调制信号带宽,为调制信号的最高频率；4.2 SSB信号的产生及设计由于 DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的,皆携带了调制信号的全部信息,因此,从信息传输的角度来考虑,仅传输其中一个边带就够了；这就又演化出另一种新的调制方式单边带调制 SSB）；产生 S

11、SB 信号的方法很多,其中最基本的方法有滤波法和相移法；本课设我采纳的是滤波法；用滤波法实现单边带调制的原理图如图 3-9 所示,图中的 为单边带滤波器；产生 SSB 信号最直观方法的是,将 设计成具有抱负高通特性或抱负低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带；产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为；图 1-2 SSB 信号的滤波法产生明显, SSB信号的频谱可表示为原理框图简洁、直观,但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作；这是由于,抱负特性的滤波器是不行能做到的,实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带；滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关,过渡

12、带的归一化值愈小,分割上、下边带就愈难实现；而一般调制信号都具有丰富的8 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 低频成分,经过调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄,要想通过一个边带而滤除另一个,要求单边带滤波器在 邻近具有陡峭的截止特 性即很小的过渡带,这就使得滤波器的设计与制作很困难,有时甚至难以 实现；为此,实际中往往采纳多级调制的方法,目的在于降低每一级的过渡带 归一化值,减小实现难度；从 SSB信号调制原理图中可以清晰地看出,SSB信号的频谱是 DSB信号频谱的一个边带,其带宽为 DSB信

13、号的一半,与基带信号带宽相同,即式中,为调制信号带宽,为调制信号的最高频率；由于仅包含一个边带,因此SSB信号的功率为 DSB信号的一半,即明显,因 SSB信号不含有载波成分,单边带幅度调制的效率也为 100%；4.3 SSB信号的解调 从 SSB信号调制原理图中不难看出,SSB信号的包络不再与调制信号 成正比,因此 SSB信号的解调也不能采纳简洁的包络检波,如图 1-3 所示图 1-3 SSB相干解调此时,乘法器输出率,调制效率高；频带宽度只有双边带的一半,频带利用率提高一倍；缺点是单边带滤波器实现难度大；9 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习

14、资料 - - - - - - - - - 波,这种电路称为调制器；平稳调制器产生抑制载波的双边带DSB）信号或单边带 :46-47 2 田胜军 . 基于 Multisim2001 的高频电路分析与仿真 J.现代电子技术 .2006,8）： 100-102 3 候丽敏 . 通信电子线路,清华高校出版社,2022 年 11 月4 童诗白模拟电子技术基础 第四版）高等训练出版社,2006 5 樊昌信曹丽娜通信原理 第六版）国防工业出版社,2022 6 杨 翠 娥 .高 频 电 子 线 路 实 验 与 课 程 设 计 . 哈 尔 滨 工 程 大 学 出 版 社 ,2001 年；18 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页