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1、 高频电子线路 课 程 设 计 题 目 同步解调器的设计与实现 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 指导教师 高频电子线路 课程设计任务书一、设计题目、内容及要求 设计题目：同步解调器的设计与实现内容及要求：1原理分析及电路图设计2用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试(1)叠加型同步检波器对DSB、SSB信号进行检波的分析；(2)输入调幅波 m不同时叠加型同步 检波器检波分析；(3)乘积型同步 检波器对DSB、SSB信号进行检波的分析；(4)输入调幅波 m 不同时乘 积型同步检波器检波分析；(5)检波器电压传输 系数计算。二、设计原始资料模拟电子线路、高频电子线路；软件 Multisi
2、m 10；计算机一台 三、要求的设计成果（课程设计说明书、 设计实物、图纸等）设计说明书 1 份，不少于 2000 字， 应包含大信号包络检波器原理、 设计电路、相关软件 Multisim 10 介绍、仿真电路、仿真波形分析。四、进程安排7 月 8 号 课设理论讲解及仿真软件介绍、学生练习使用软件7 月 9 号 电路图理论设计7 月 10 号 仿真分析7 月 11 号 整理、撰写说明书7 月 12 号 进行测试或答辩五、主要参考资料1 曾兴文、刘乃安、陈健高频电子线路北京：高等教育出版社，20072 张肃文等高频电子线路（第四版）北京：高等教育出版社，20043 聂典等Multisim 10
3、计 算机仿真北京：电子工业出版社，2010指导教师（签名）： 教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤天数 出勤情况 缺勤天数出勤情况及设计过程表现（20 分）课设答辩（20 分）设计成果（60 分）成绩评定 总成绩（100 分）提问（答辩）问题情况综合评定 指导教师签名：年 月 日高频电子线路课程设计目录前言 .11同步解调器设计原理 .21.1乘积型同步检波器设计原理 .21.2叠加型同步检波器设计原理 .32同步解调电路设计 .62.1 DSB信号乘积型同步检波电路图 .62.2 SSB信号乘积型同步检波电路图 .62.3 DSB信号叠加型同步检波电路图 .72.4 SSB信号叠加型同
4、步检波电路图 .73同步解调器电路的仿真 .83.1 软件技术简介 .83.2电路的仿真 .94 同步解调器电路实现与分析 .124.1乘积型解调器电路实现与分析 .124.1.1 DSB电路的实现与分析 .124.1.2 SSB电路的实现与分析 .134.2叠加型解调器电路实现与分析 .144.2.1 DSB电路的实现与分析 .144.2.2 SSB电路的实现与分析 .155 总结 .16参考文献 .17高频电子线路课程设计1前言调制和解调技术是信息传递技术的关键。解调也称作检波，就是从接收端最大程度不失真的恢复出有用的信息。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，
5、产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。同步检波器是解调技术的一个重要分支。同步检波，又称相干检波，它利用与已调幅波的载波（同频，同向)与已调幅波相乘（相加） ，再利用低通滤波器滤除高频分量，从而得到调制信号。本文详细介绍了乘积型相干解调和叠加型相干解调两种方法。给出了基于 Multisim软件的调制和解调仿真结果。高频电子线路课程设计21
6、 同步解调器设计原理同步检波器主要用于 DSB 和 SSB 信号进行解调。它的特点是必须外加一个与载波同频同相的恢复载波信号。其原理方框图如图 1-1 所示。外加载波信号电压加入同步检波器有两种方法：叠加型和乘积型。已调振幅信号插入载波信号图 1-1 同步检波器原理方框图1.1 乘积型同步检波器设计原理乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘，用低通滤波器将低频信号提取出来（原理框图如图 1-2所示） 。在这种检波器中，要求恢复载波与发端的载波同频同相。如果其频率或相位有一定的偏差将会使恢复出来的调制信号产生失真。已调信号 插入载波信号图 1-2 乘积型同步检波器原理方框图设输入普通调
7、幅信号为(1-1)=+cos=1+cosAMcmcmcutUkttUMatt乘法器另一输入同步信号为(1-2)srrctt则乘法器输出为: 222=1+oscoAMrcmrautktukUtt+cos2+1oscaccmracMttt 其中 是乘法器增益。2k可见, 输出信号中含有直流, , , 几个频率分量。用低通滤波器取出2c直流和 分量 , 再去掉直流分量, 就可恢复原调制信号。 如果同步信号与发射端载波同频不同相, 有一相位差 , 即 ,=cos+rrutUmt则乘法器输出中的 分量为 。 若 是一常数, 即同步信号与发2coscmrakUMt检波器 低通滤波器乘法器 低通滤波器 调制
8、信号调制信号器 高频电子线路课程设计3射端载波的相位差始终保持恒定, 则解调出来的 分量仍与原调制信号成正比, 只不过振幅有所减小。当然 ，否则 , 分量也就为零了。若 是随时间变化的, 90。 cos=0即同步信号与发射端载波之间的相位差不稳定, 则解调出来的 分量就不能正确反映调制信号了。设载波为 ，单频调制信号为 ，则双边=coscmutUt=coscutUmtu=带调幅信号为： =cosDSBcmctktukUt(1-3)=os+cs-2mcctt 其中 为比例系数。k可见双边带调幅信号中仅包含两个边频,无载频分量,其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。 由于双边带调幅信号的包络不能反映调
9、制信号,所以包络检波法不适用, 而同步检波是进行双边带调幅信号解调的主要方法。与普通调幅信号同步检波不同之处在于, 乘法器输出频率分量有所减少。 用低通滤波器取出低频分量 ,即可实现解调。1.2 叠加型同步检波器设计原理将输入信号与同步信号叠加后，合成包络反映调制信号变化的普通调幅信号，再利用包络检波器实现解调，原理电路如图 2-3所示。已调信号 插入载波信号图 1-3 叠加型同步检波器原理方框图若 ，当 为双边带信号时，合成电压为：=cosrrmvtVt=cosiimvtVt+cosirrimtVt(1-4）1cosimr crttV1cosraMtt只要满足， ，合成信号即为不失真的 AM
10、调幅信号，利用包络rmiV=iarmM加法器 包络检波器 调制信号器 高频电子线路课程设计4检波器可以解调出所需要的音频信号。当 为单边带信号时，合成电压为：cos+iimvtVt=irvtvcos+scormimVtt-insri cmcVt（1-5)=csmc式中： 22+ossinri mVtVtn=-cimratgt合成信号的包络和相角均受到调制信号的控制，不能不失真地反映原调制信号的变化规律。所以，一般情况下，由包络检波器构成的叠加型同步检波器不能对单边带信号实现线性解调。将 改写为mV2=1+cosimimrrrVt(1-costcvt6）假若满足一定的条件，失真可以减小到允许值若
11、满足 ，上式可以简化为 rmiV（1-211+cos-cos+imimrrrVtt L7）进一步忽略上式中的三次方及其以上的各项，经三角变换后可得 （1-2211-+cos-cos44imi immrrrrVVtt L8）将角频率为 和 分量的振幅之比定义为二次谐波失真系数，用 表示，其值为2 2fk若要求 则要求21=4mif rVk2.5%fk0.1imrV高频电子线路课程设计5所以当采用包络检波器构成同步检波电路用以解调单边带信号时，为将 限制在2fk允许的范围内，必须要求同步信号 有足够大的振幅 。rvtrmV高频电子线路课程设计62 同步解调电路设计2.1 DSB 信号乘积型同步检波电路图输入信号为 DSB信号，将 DSB信号与其载波信号同时输入到乘法器中，输出的信号经过低通滤波器输出应为原始载波信号。图 2-1 DSB 信号乘积型同步检波器电路图2.2 SSB 信号乘积型同步检波电路图SSB信号由 DSB信号滤波得到，滤波部分电路采用带有反馈的有缘带通滤波器。得到的 SSB信号与恢复信号输入乘法器，在经过低通滤波得到原始载波信号。图 2-2 SSB 信号乘积型同步检波器电路图高频电
