基于Multisim的AM調制解調電路設計與研究

賽燕燕 孫 鵬

（青島農業大學海都學院，山東 萊陽265200）

0 引言

信息化飛速發展的今天，無線電傳輸信號已經廣泛的應用。其原理是通過天線，將有用信號轉換成便于傳輸的電信號。由于受天線尺寸的影響，又考慮信息傳輸的有效性，需要在天線的發送端和接收端之間，選用高頻振蕩信號為載體，對信號進行調制解調，這樣可以實現信號的傳輸。AM調制解調電路簡單，便于接收，而且占用頻帶窄，廣泛應用于中波無線電廣播中，為我們的生活帶來了便利。但AM調制解調系統在部分電路設計和參數的選擇方面等方面，還可以繼續研究完善。

1 調幅基本原理

普通調幅波也叫標準調幅波，用AM表示，調制信號以單頻信號作例，設單頻信號為m(t)，載波信號為正弦信號，要求載波信號遠大于調制信號頻率，由振幅調制的定義，已調信號的振幅隨調制信號線性變化。要使已調波不失真，調制度m應小于或等于1。當m大于1時為過調（應當避免）。

2 AM調制與解調電路

要實現AM調制，核心是實現調制信號與載波相乘；AM號解調是把調制在高頻調幅信號中的原調制信號取出來的過程，又稱檢波[2]。包絡檢波又分為峰值包絡檢波和平均包絡檢波[3]。這里主要研究峰值包絡檢波。

2.1 振幅調制電路

按實現調幅電平的高低可分為高電平調幅電路和低電平調幅電路。高電平調幅是直接產生滿足發射機輸出功率要求的已調波，它的優點是整機效率高，設計時必須兼顧輸出功率、效率和調制線性的要求，通常高電平調幅只能產生普通調幅波，低電平調幅電路是先在低功率電平級進行振幅調制，然后再經過高頻功率放大放大到所需要的發射功率，DSB，SSB均采用這種方式[4]。設計調制器主要要求是調制效率高，調制線性范圍大，失真小等，但對低電平調制而言，由于低電平調幅電路的功率較小，對調幅電路來說，輸出功率和效率不是主要指標，重點是調制線性的提高。

2.2 二極管峰值包絡檢波器

RC回路有兩個作用：一是產生高頻電壓，并做作檢波器的負載，；二是作為高頻電流的旁路作用。

圖1 檢波原理圖

原理說明：檢波過程，輸入信號是等幅高頻電壓（載波狀態），加電壓前C上的電荷為零，當輸入電壓從零開始增大時，C的高頻阻抗很小，電壓幾乎都加在二極管VD上，當二極管導通C被充電，因二極管電阻小，充電電流很大。而充電常數很小，電容電壓建立很快，這個電壓反加在二極管上，二極管上的電壓是信號源電壓和電容電壓之差。當輸入電壓達到一定值時，二極管開始截止；當信號源繼續下降，二極管存在一段截止時間，在這段時間里，電容C把存儲的電荷通過R放電。因放電常數RC較大，所以放電較慢；當UC下降不多時，信號源的下一個正周期到來，當輸入電壓遠大于UC時，二極管再次導通，電容C又開始充電，UC開始增大，然后繼續上述放電、充電的過稱[5]。

3 電路設計與仿真

注意在設計包絡檢波器時，應主要考慮要有較高的檢波效率和盡可能避免各種失真并減少對前級中頻放大器的影響。

3.1 二極管的選擇

要選擇導通電阻和結電容比較小的二極管，可以提高效率。選擇點接觸型二極管BA220，此類電容的優點是結電容較小，頻率性好，適用于高頻信號檢波。

3.2 電阻選擇

為了不損失效率，R1/R2一般選擇在0.1～0.2，而R1+R2幾千歐，它不能太大，否則容易產生底部切割失真和惰性失真。

3.3 電容的選擇

C太大容易產生惰性失真，太小又會使紋波加大，效率降低。應使RC遠大于TC，Cg一般選的很大，可以起到隔直的作用，此處為10微法。

3.4 參數選擇

現設計一音頻信號（400Hz～4kHz）解調檢波器，設等效輸入電阻大于5千歐。

電路分析利用multisim繪制出設計的AM調制解調電路。電路由雙差分對調制電路和包絡檢波兩個子電路電路構成。查閱相關資料獲得電路參數，用multism仿真實現調制解調過程。

圖2 AM調制解調原理圖

圖3 AM信號與調制信號對比

參數設置載波頻率是465kHz，調制信號頻率5kHz。示波器XSC1通道A輸出是調制后的信號，通道B是調制信號，仿真后包絡波形與調制信號波形一致，調制不失真。利用multisim仿真的AM調制解調在誤差允許范圍內實現了仿真，電路設計成功。

4 總結

AM調制解調雖然簡單，但也就因電路簡單，便于實現廣泛應用于生活中，而且實現調制電路的基本構成模擬乘法器是組成一些重要電路的基本電路，所以研究AM調制解調對指導實踐也有深遠的影響。

［1］倪新蕾,池水蓮.用數字示波器觀測拍與調幅波[J].大學物理，2010(02).

［2］毛世偉.論窄帶調頻信號與調幅信號的差異[J].宿州學院學報，2012(02).

［3］郭帥.遠距離RFID讀卡器設計[D].大連理工大學，2006.

［4］唐金元,史風隆,王翠珍.基于Multisim 10.0的高電平調幅電路仿真研究[J].國外電子測量技術，2013(06).

［5］馬興平,程秀英,侯衛周.基于Multisim 10.1的二極管峰值包絡檢波仿真[J].實驗技術與管理，2012(02).