相干解调电路设计(载波被抑制的双边带信号解调)..

辽 宁 工 业 大 学

高频电子线路 课程设计（论文）

题目：相干解调电路设计（载波被抑制的双边带信号解调）

院（系）： 电子与信息工程学院 专业班级： 电子112班 学 号： 110404000 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2014.06.16—2014.06.27

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课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电子信息工程学院 教研室：通信工程教研室 学 号 课程设计题目 110404000 学生姓名 专业班级 电子112 相干解调电路设计（载波被抑制的双边带信号解调） 设计内容： 1.对一个载波被抑制的双边带信号进行相干解调并用EWB仿真，能够观察输入输出波形。 2.根据电路结果求出电压利用系数。 3.判断设计的电路是否能够产生失真。 设计要求： 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 参数：载波被抑制的双边带信号，调制信号频率1000Hz，载波频率100000Hz，输入电压自定。 平时成绩（20%） 论文成绩（50%） 答辩成绩（30%） 总成绩： 指导教师签字： 学生签字: 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量50% 答辩30% 以百分制计算

课程设计（论文）任务 指导教师评语及成绩 I

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摘 要 信息传输是人类社会生活的重要内容。而信息的传递很大程度上而言离不开调制和解调技术。解调也叫做检波，就是从接收端最大程度不失真的恢复出有用的信息。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，适用于所有线性调制信号的解调。它利用与已调幅波相乘，再利用低通滤波器滤除高频分量，从而得到调制信号。实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。恢复载波性能的好坏，直接关系到接收机解调性能的优劣。本文详细介绍了相干解调的的详细方法，和EWB仿真调制结果。

关键词：同步检波；信息传输；EWB；

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目 录 第1章 绪论 .......................................................... 1

1.1 相干解调电路的应用意义 ....................................... 1 1.2 相干解调电路设计的要求及技术指标 ............................. 1 1.3 设计方案论证 ................................................. 1 1.4 总体设计方案框图及分析 ....................................... 2 第2章 相干解调电路各单元电路设计 .................................... 3

2.1 相乘器电路设计 ............................................... 3 2.2 低通滤波器设计 ............................................... 4 第3章 相干解调整体电路设计 .......................................... 5

3.1 整体电路图及工作原理图 ....................................... 5 3.2 系统原理综述 ................................................. 5 3.3 电路参数计算 ................................................. 6 3.4 EWB仿真输入输出波形图 ........................................ 6 第4章 课程设计总结 .................................................. 7 参考文献 ............................................................. 8 附录 ................................................................. 9

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第1章 绪论

1.1 相干解调电路的应用意义

在通信和信息传输系统、工业自动化或电子工程技术中，调制和解调应用最为广泛。而调制和解调的基本原理是利用信号与系统的频域分析和傅里叶变换的基本性质，将信号的频谱进行搬移，使之满足一定需要，从而完成信号的传输或处理。相干解调器适用于所有线性调制信号的解调，即对于AM、DSB、SSB、VSB都是适用的。

1.2 相干解调电路设计的要求及技术指标

1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。

3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

1.3 设计方案论证

相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样，均是频谱的搬移。同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单这带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位部与被抑止的载波相同的电压。同步检波的名称即由比而来。外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式：一种是将它与接收信号在检波器

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中相乘，经低通滤波器后，检出原调制信号，另一种是将它与接收信号相加，经包络检波器后取出原调制信号，本设中计采用第一种方法。

1.4 总体设计方案框图及分析

调制是把基带信号的频谱搬到了载频位置，这一过程可以通过一个乘法器与载波相乘来实现。解调是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置，因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。相干解调器的一般模型示于图1.4中。

已调波 相乘器 低通滤波器 v1v 2v

 v 0本地载波 图1.1 相干解调器方框图 2

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第2章 相干解调电路各单元电路设计

2.1 相乘器电路设计

乘积检波器如图2.1所示。设输入已调波为载波分量被抑止的双边带信号v1，即：v1Vbmcostcosw1t

本地载波电压：v0V0cos(w0)

本地载波的角频率w0准确地等于输入信号载波的角频率w1，即w0w1，但二者的相位可能不同，这里表示它们的相位差。

这时相乘输出（相乘器传输系数为K050）

v2K0VbmV0(costcosw1t)cos(w1t)=

K0(0.5V1mV0coscost0.25V1mV0cos[(2w1)t]0.25V1mV0cos[(2w1)t])图2.1 相乘器电路

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2.2 低通滤波器设计

图2.2 低通滤波器 低通滤波器滤除2W1附近的频率分量后，就得到频率为的低频信号（K110）v0.5K0K1VbmV0coscost

由上式可见，低频信号的输出幅度与cos成正比。当0时，低频信号电压最大，随着相位差加大，输出电压减弱。因此，在理想情况下，除本地载波与输入信号载波的角频率必须相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波成为“同步检波”。

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第3章 相干解调整体电路设计

3.1 整体电路图及工作原理图

图3.1 整体电路图 3.2 系统原理综述

输入已调波为载波分量被抑止的双边带信号：

v1V1mcostcosw1

本地载波电压：

v0V0cos(w0)

相乘输出（相乘器传输系数为K050）

v2K0V1mV0(costcosw1t)cos(w1t)

低通滤波器滤除2w1附近的频率分量后，就得到频率为的低频信号。

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3.3 电路参数计算

载波被抑制的双边带信号 调制信号频率 f1KHz 振幅 V100mV

KHz载波频率 f0100

振幅 V010mV

3.4 EWB仿真输入输出波形图

EWB仿真输入输出波形图如图3.2所示，其中下边波形为载波分量被抑止的双边带已调波输入信号v1，上边波形为低频输出信号v。

图3.2 EWB仿真输出波形 6

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第4章 课程设计总结

通过这次课程设计，加强了对相干解调原理的理解，并且了解到相干解调的相关实际应用，是对高频电子线路课程学习的巩固和拓展。

该课设不仅设计并仿真了相干解调电路部分，而且在信号调制方面也进行了设计和仿真。其中相干解调电路部分又具体划分为相乘器电路和低通滤波器电路，从而进行深入分析。整个设计对参数进行了合理选择和精密计算，并连同结论一起在仿真实验中得到了验证。更是熟练掌握了EWB方针软件的使用方法。

该课设主要还是基于理论与仿真的设计，与实际生产应用有一定差距，但对今后的的应用也具有很大的指导意义。

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参考文献

[1] 张肃文，高频电子线路.第5版.北京：高等教育出版社，2009

[2] 曾兴雯，刘乃安，陈健等.高频电子线路.第2版. 北京：高等教育出版社，2009 [3] 黄智伟，调制解调器电路设计. 西安:西安电子科技大学出版社,2009 [4] 杨宝清，实用电路手册. 机械工业出版社,2002年

[5] 徐亲知，陈淑华.石油经济学.第二版.哈尔滨：黑龙江人民出版社，1988: 38-135 [6] 陈尔绍，电子控制电路实例. 电子工业出版社，2004年

[7] 谢自美, 电子线路设计实验测试（第二版）武汉：华中理工大学出版社，2000.7 [8] 杨翠娥, 高频电子线路实验与课程设计 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社.2005 [9] 刘泉, 通信电子线路第二版 武汉理工大学出版社 2006

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附录 器件清单：

名称 电阻 电感 直流电源 加法器 乘法器 交流电源 示波器 数量（参数） 2个（1KΩ） 1个（0.02mH） 1个（400mv） 1个（0v） 2个（10v，50v） 2个（100mH） 1个

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