下面是小编为大家整理的调幅发射与接收课程设计报告完结版,供大家参考。
. ..
信息学院高频电子线路三级项目 调幅发射机与接收机仿真设计
负 责 人：姜升殿 组
员：李林 黄品程 刘鹏 陈敏 左园叶 班
级：电子信息工程 2 班
指导老师：李英伟 日 期：2014.11.23
z
燕ft大学 摘
要
随着现代社会的发展，通信已经成为人类社会必不可少的一环。我们常听到的广播， 就是在发射机产生调制信号，通过天线向外发射电磁波，再由接收机解调制得到原信号。本项目探究的是调幅波的发射机与接收机的仿真设计。调幅发射机主要包括：主振模块、功率放大器模块、调幅调制模块、音频放大器模块、缓冲隔离模块。调幅接收机主要包括：高频小信号放大器模块、本振电路模块、混频器模块、中频放大器模块、包络检波器模块、低频功率放大器模块。最终可实现的功能是发射机发射 6MHz 载波的已调波信号；接收机接收处理已调幅 6MHz 的无线电信号。本项目使用 multisim 软件进行仿真。
关键字 ：调幅发射机 调幅接收机 检波器 AM 调幅与解调
前
言
调频和调幅是目前应用最广泛两种无线电传播方式，其中调幅的发射与接收又尤为重要。过去的条幅发射机与接收机都采用复杂的机械结构而且需要人工操作，使得设备不仅所占空间巨大而且操作起来极为不便。而目前采用的方式工作稳定、灵敏度高、选择性好，同时失真度也比较小。
本项目的意义在于通过调幅发射机与接收机的制作，掌握 multisim 仿真软件的使用，加深对电路理论的理解，掌握通过文献查阅、上网查询等方式获取知识的能力，最终了解无线电信号调幅传播方式的整个过程，并学会将所学知识应用到实际生活中。
本项目最终将实现的功能是发射机发射 6MHz 载波的已调波信号；接收机接受处理已调幅 6MHz 的无线电信号，最终经过混频、检波和一系列放大还原出源信号。
项目组分工
发射机组：
姜升殿：调制模块制作和总体电路联调、PPT 制作、项目报告书写刘鹏：主振模块产生 6MHz 的高频载波和缓冲级模块的电路仿真设计陈敏：音频放大模块和高频末级功放模块的电路仿真设计 接收机组：
李林：本地振荡器及混频器模块设计与仿真、书写项目报告、接收机 PPT 制作 黄品程：包络检波器设计与仿真、各模块连接后的仿真与整体调试、相关模块报告书写左园叶：三个放大电路模块设计与仿真、相关模块报告书写 1
燕ft大学
研究报告正文
一、调幅发射机部分：
1.1
调幅发射机整体设计思想
本部分使用 multisim 软件进行所有电路设计与仿真。
整机电路由本地振荡器、音频放大器、振幅调制电路和功率放大电路组合而成。本地振荡器输出为 6MHz 载波信号，可通过本地振荡模块调节载波信号幅值；音频放大器输出为调制信号，两者通过振幅调制电路进行模拟相乘得到调制后的信号，即高频信号振幅随调制信号变化而变化，将调制信号由低频段搬移到高频段；然后再经过功率放大器进行功率放大，发射出去，从而达到远距离传输的目的。调幅发射机总体设计框图如图 1-1-1 所示：
图 1-1-1 调幅发射机总体设计框图
1.2
主振级模块和缓冲级模块电路设计与仿真
本地振荡电路采用的是西勒振荡电路，调整R6 可改变静态工作点，调节R5 可改变输出波形振幅，调节 C4、C3 可调整振荡频率。另外，此模块还在振荡电路后面接一级缓冲级，由射极跟随器组成，可减小后级电路对振荡电路的影响。电路图如图1-2-1 所示：
2
主振级 缓冲级 调幅调制 级
高频功放 级
话筒 音频放大 器
Re3
燕ft大学
XSC1
A B
+ _ + _
L2
Ext Trig
+ _
VCC
12V
20 %
R6 R1
XFC1 123
Rb2
7.9kΩ C6 0.01µF 56µH
C5 0.01µF
6kΩ Key=A
R2
5.7kΩ 2kΩ
Q2
C4
30pF 50 %
Key=A C1
Cc1 15pF
C3
Rb4
Q3 2N930
C7
Re4
Cb1 10nF
R4
3.8kΩ
2N2222A
R3
1kΩ
Ce1 10nF
100pF
C2
1nF
L1 15µH
30pF
Key=A 86 %
10kΩ 10Ω 0.022µF
R5
1kΩ
95 %
Key=A
1kΩ 45 %
Key=A
图 1-2-1 本地振荡电路 振荡频率 错误! ! 未找到引用源。
，其中 L=L1=15 错误! ! 未找到引用源。
，C=C3+C4=47pF，计算得，而实际调整电路结果为 6.002MHz 考虑到忽略参数较多，理论结果存在误差， 因此可以此初步确定可变电容值，然后在进行微调即可得到想要结果。主振级加缓冲级输出波形如图 1-2-2 所示，产生的频率如图 1-2-3 所示：
图 1-2-2 主振级和缓冲级输出波形
3
燕ft大学
图 1-2-3 主振级和缓冲级产生频率
1.3
音频放大模块电路设计与仿真
音频放大模块采用的是 TDA2030 音频放大芯片。TDA2030A 是一种音频功放电路，该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。本音频放大模块采用的是功放芯片技术手册（详情 见 网 址 wenku.baidu./link?url=8Cgo8aKyRtTvtGjKybhXioh0gUlt3CwlXK 2szAuXKsDaJ5JPOnCkPe5hS52daH4_UA_B0mNKyafs6VBOaWj8P8iOqzJNWalBF4KeWPZyMgK ）
上的双电源供电方式，电路仿真设计如图 1-3-1 所示，音频测试信号、产生的波形如图1-3-2：
VCC
12V
C1
100µ F
C2 D1
XSC1
XFG1 R1 0.1UF
22KΩ
C3
1
2
1N4001
U1
∞ 4
A B
+ _ + _
Ext Trig
+ _
1UF
C4
R2
680Ω 5 U+ 3 U
TDA2030 R4
D2 1Ω
1N4001 R3
22µ F
22KΩ C5
100UF
C7 0.1UF
VSS
-12V
C6 0.1UF
图 1-3-1 TDA2030 音频放大器电路
4
燕ft大学
图 1-3-2 音频测试信号及音频放大器产生的波形
1.4
调幅调制级电路的设计与仿真
振幅调制即用低频信号去控制高频信号，使输出的信号幅值随低频信号变化，实现将低频信号搬移到高频段，达到远距离传输的目的。振幅调制功能采用模拟相乘器实现， MC1496 模拟相乘器内部结构如图 1-4-1 所示，调幅调制级电路如图 1-4-2 所示，调幅调制级模块产生的波形如图 1-4-3 所示，调节滑动变阻器 R7，可以获得不同调幅度 Ma 输出信号波形：
IO12
IO8
IO10
Q3 Q1 Q5 Q4
2N2222 2N2222 2N2222 2N2222
IO6
Q6 Q2
IO4
IO1 IO5
2N2222 2N2222
IO3 IO2
D1 1N1200C
R3
Q7
2N2222
R1
Q8
2N2222 R2
500Ω
500Ω
500Ω
IO14
图 1-4-1 MC1496 模拟乘法器内部电路
5
燕ft大学
XSC1
R11
C3 1kΩ
VCC
12V
R14
R15
3.9kΩ
XFG1
GND
R4
1kΩ
C1
R5
51Ω 0.1µF GND
Q3 Q1 Q5 Q4
2N2222
2N2222 2N2222 2N2222
3.9kΩ C5
22nF
XFG2
0.1µF
C2
Q6 Q2
10µF R6 R8 R9
1kΩR7
1kΩ 51Ω 1000Ω
C4
R10
51Ω 10µF
2N2222 2N2222
R13
1kΩ
Key=A 85 %
R12
6.8kΩ
D1 1N1202C
Q7
2N2222
Q8
2N2222
GND
R3
500Ω R1
500Ω R2
500Ω VEE
-8V
图 1-4-2 调幅调制仿真电路
图 1-4-3 调制模块产生波形 1.5
末级功放模块设计与仿真
功率放大电路主要功能是进行能量转换，对前级送来的信号进行功率放大，使负载上获得满足要求的发射功率，为了给末级功放提供足够的功率，如果发射功率不大就很难把同频的载波信号发射出去，将前级送来的信号进行受调放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高，则应采用丙类功率放大器；若整机效率要求不高，若整机的工作效率小于 50% ，波形失真要小时，则可以采用甲类功率放大器。但是本设计要求工作效率不小于 50% ，故选用丙类功率放大器较好电路图如图 1-5-1 所示，由于模拟相乘器输出信号幅值较小，因此加一级激励放大电路，本次设计要求发 6
燕ft大学 射效率大于 50%，所以采用丙类功率放大器。
图 1-5-1 功率放大器模块仿真电路 1.6
调幅发射机整体电路设计与仿真
图 1-6-1 调幅发射机整机电路图
7
XSC3 VCC
12V L4
L3
C23
56µH
C21
56µH
0.01µF C22
0.01µF 0.01µF C20
0.01µF T1 85 %
R26
10kΩ R30
10kΩ C24 350pF Key=A
C28
500pF T2 IO1
Q11
2N2102 C25
Q13
2N5551 0.022µF R34
10Ω Q12
2N5551 R32
51Ω R36
3kΩ R27
10kΩ R28
500Ω Key=A
100 %
R31
3kΩ R35
150Ω C27
0.01µF R29
1kΩ R33
510Ω C26
0.01µF L2 R23
6kΩ 20 %
XFC1 Key=A R20
2kΩ Rb1
7.9kΩ C19 56µH 0.01µF C18 0.01µF
R11
1kΩ R14 R15
3.9kΩ C17
Q9 2N930
C3 0.1µF
R21
5.7kΩ Cc1
3.9kΩ C5
Q10 30pF Key=A C14 100pF
50 %
15pF C13
22nF C16
R22
3.8kΩ 2N2222A Rb2
10kΩ Re2
10Ω R4
Q2
Q1
Q4
Cb1 10nF L1 15µH 30pF Key=A
0.022µF R25
1kΩ R5
51Ω Q3
R24
1kΩ Ce1 10nF C15
1nF 66 %
Key=A
1kΩ 5 %
Key=A
Re1 1kΩ 25 %
T3 C1
2N2222 2N2222 2N2222 2N2222 0.1µF C2
Q6
Q5
C4
10µF R6
1kΩR7
R8 R9
1kΩ 51Ω R10
51Ω 2N2222 2N2222 10µF 1000Ω Key=A 85 %
R13
1kΩ XSC1 Q7
Q8
R12
6.8kΩ D1 1N1202C 2N2222 R3 R1
500Ω 500Ω 2N2222 R2 500Ω VEE
-8V VCC
12V C6
L4 L3 100µF C7
D2
C23 56µH 0.01µF C22 0.01µF
C21 56µH 0.01µF C20 0.01µF
XSC3 XFG1 R16 0.1UF 22KΩ 1N4001 T1 85 %
C8
U1 ∞ R26
10kΩ R30
10kΩ C24 350pF
Key=A
C28 500pF
T2 1UF Q11 2N2102
Q13 2N5551
R17
680Ω C25
TDA2030 D3
R19
1Ω R34
10Ω Q12 2N5551
0.022µF
C9
1N4001 R18 R32
51Ω R36
3kΩ 22µF C10
22KΩ C12 0.1UF
R27
10kΩ R28
500Ω Key=A
100 %
R31
3kΩ 100UF R35
150Ω C27 0.01µF
VSS
C11
R29
1kΩ R33 C26
510Ω 0.01µF -12V 0.1UF
燕ft大学 仿真结果如图 1-6-2 所示，从图中可以看出，仿真波形有失真，不太符合项目设计要求。
图 1-6-2 调幅发射机输出波形
1.7
模块联调问题与分析
本振与缓冲联调时：在输出端应接负载电阻 RL，RL 应与下一级电路的等效输入阻抗相等。采用 multisim 的交流分析可以完成模块电路的输入阻抗的测量。方法是在测量加上探针，利用 multisim 中交流分析表达式 mag(V(探针))/mag(I(探针))测量阻抗幅值，表达式 ph(V(探针))-ph(I(探针))测量阻抗角度。图 1-7-1 为测量调制级的输入阻抗，电路的阻抗幅值为 51.5980，相位为 62.0194。
图 1-7-1 模块阻抗测试
8
燕ft大学 本振级、隔离放大级、音频放大级以及调制级联调时，经常会出现过调幅。可能是经发射极跟随器输出的本振电压Ｖ偏小或是话音放大级输出的调制电压 V 过大。调节使Vo=100mV～150mV，并测量调制器输出波形。调整话音放大级的增益，以满足要求。
本振缓冲级与调幅调制级联调时，出现低频调制、输出功率小、波形失真大等现象。我们选择在每一级单元电路的电源上加低、高频去耦合电路，以消除来自电源的串扰。
二、调幅接收机部分：
2.1
调幅接收机整体设计思想
本部分使用 multisim 软件进行所有电路设计与仿真。
调幅发射机调幅后的信号（频率 6MHz、调制频率 1kHz）输入高频小信号放大器， 高频小信号放大器主要实现将所需 6MHz 信号放大和抑制其他干扰信号，然后输出放大后的调幅信号；本振电路用于产生 6.465MHz 正弦波信号；混频器将高频小信号放大器输出的 6MHz 信号和本地振荡器输出的 6.465MHz 信号混频后经选频网络输出 465kHz 中频信号，该信号与高频小信号放大器输出波形包络相同；中频放大器用于放大混频器输出的中频信号，供给下一级；包络检波器输入放大后的 465kHz 中频信号，经检波输出该信号的包络信号，即所需的源信号；低频功率放大器用于放大该信号的功率，经输出提供给喇叭。调幅接收机总体设计框图如图 2-1-1：
图 2-1-1 接收机总体设计框图 2.2
高频小信号放大电路设计与仿真
9
本振电路 已调幅信号 高频小信号 放大器 混频器 中频放大器 喇叭 低频功率放 大器 包络检波器
燕ft大学
图 2-2-1 高频小信号放大器仿真图图 2-2-1 是高频小信号放大器的仿真电路图。
输入信号为发射机发出的已调幅小信号，经过放大和选频，输出信号频率如图2-2-2：
图 2-2-2 频率计读数输入与输出电压值如图 2-2-3 所示：
图 2-2-3 输入与输出电压表读数此时电压增益为 84。图 2-2-4 所示为输入与输出波形图：
图 2-2-4 高频小信号放大器输入输出波形图可以看出该高频小信号放大器实现了不改变频率的幅度放大功能。
10
燕ft大学
2.3
本振电路设计与仿真
图 2-3-1 本振电路仿真图 图 2-3-1 所示为电容反馈式三端式振荡器电路，作为本振电路。它由 C6、C7、C1、C2、L1 构成振荡回路，因实际电路中电感不容易改变，所以并联可变电容 C2 用于改变C1、C2、L1 构成的等效电感的值。
图 2-3-2 和图 2-3-3 为输出波形及放大波形图：
图 2-3-2 输出频率和输出电压读数
图 2-3-3 本振电路输出波形图 可以看出，本地振荡器输出 1V、6.465MHz 失真较小的正弦波，该波形...
推荐访问:调幅发射与接收课程设计报告完结版 调幅 完结 发射