基于Multisim的ASK调制与解调的设计与仿真 郭嘉敬;黎扬欢
【摘 要】Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件，性能稳定，操作简单。文章以ASK的调制与解调为例，介绍其强大的虚拟仪器库和软件仿真功能。%Multisim software is a EDA tool for simulation and design of electronic circuits. The performance is stable and the operation is simple. Taking the modulation and demodulation of ASK as an example, this paper introduces its powerful virtual instrument database and software simulation function. 【期刊名称】《无线互联科技》
【年(卷),期】2015(000)010
【总页数】2页(P145-146)
【关键词】Multisim;ASK;设计;仿真
【作 者】郭嘉敬;黎扬欢
【作者单位】华南师范大学物理与电信工程学院，广东 广州 510006;华南师范大学物理与电信工程学院，广东 广州 510006
桥梁应力检测【正文语种】中 文
基于Multisim的ASK调制与解调的设计与仿真
23郭嘉敬，黎扬欢
（华南师范大学物理与电信工程学院，广东 广州 510006）
摘 要：Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件，性能稳定，操作简单。文章以ASK的调制与解调为例，介绍其强大的虚拟仪器库和软件仿真功能。
关键词：Multisim；ASK；设计；仿真
作者简介：郭嘉敬（1993- ），男，广东高州人，本科，研究方向：通信工程。
1 引言大功率led天花灯
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借Multisim，电子产品设计人员可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。
2 ASK调制与解调原理
2.1 ASK调制原理
振幅键控（ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK信号的产生方法通常有2种方法：模拟调制法（相乘器法）和键控法，相应的调制器如图1所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制法，用乘法器实现；图（b）是一种数字键控法，其中的开关受s(t)控制。 图1 2ASK信号调制器原理
2.2 ASK解调原理
2ASK解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）2种方法，采用的是包络检波法。原理框图如图2所示。2ASK调制信号从输入端输入后，经过全波整流电路，全波整流后的信号经电压比较器与参考电位比较后送入抽样判决器进行判决，最后得到解调输出的二进制信号。判决电压过高，将会导致正确的解调结果的丢失；判决电压过低，将会导致解调结果中含有大量错码，因此，只有合理选择判决电压，才能得到正确的解调结果。抽样判决用的时钟信号就是2ASK基带信号的位同步信号，本设计中该信号直接从信号源引入。在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合间串扰的条件。本设计中为了简化，在调制部分的输出端没有加带通滤波器，并且假设信道是理想的，所以在解调部分的输入端也没有加带通滤波器。
图2 2ASK的非相干解调
3 电路设计与仿真
3.1 电路设计
（1）2ASK调制电路。本文设计的ASK调制采用模拟相乘法，基带时钟为32KHz，用74LS194产生一个16位的序列信号，然后与128KHz的载波相乘得到2ASK调制信号。
（2）全波整流电路如图3（b）所示，该电路是一种基于运放的精密全波整流电路，由4个二极管组成。该电路的优点是匹配电阻少，只要求R9=R12。本电路设计中，R9=R12=R14=1KΩ。工作原理：当输入信号为负时，运放U8A输出为正，二极管D1导通，因此电路相当于反相比例放大器，又因为R9=R12，所以Vo=-Vi；当输入信号为正时，运放U9A输出为正，二极管D8导通。两个运放出来的信号相加，从而达到全波整流的目的。
（3）有源二阶低通滤波器如图3（c）所示，截止频率
。电阻R1和电阻R2的阻值相同都是1K欧姆，电容C1和C2的容值相同都是3.3nf，芯片选择NE5532P，代入截止频率的计算公式可得二阶低通滤波器的截止频率约为48.3KHz。因为基带信号是32KHZ，所以二阶低通滤波器的截止频率为48.3KHZ符合要求，能够将调制信号中的高频成分去掉，保留包含基地信号的低频成分。
（4）选用常用的电压比较芯片LM339构成电压比较器电路，通过调节电位器R11的阻值改变判决电压的大小，当输入信号的电压大于判决电压时，输出为高电位，当输入信号的电压小于判决电压时，输出为低电位。抽样判决的芯片选用SN74HC74N。当时钟信号为上升沿时，输出信号与输入信号相同，并且在下一个上升沿到来前，输出信号保持不变。判断为高电平的阀值电压为3.15V，判断为低电平的阀值电压为1.35V。如图3（d）所示。
图3 2ASK调制解调电路
3.2 仿真结果及分析
第一个波形为NRZ码，第二个波形为经过低通滤波器后的信号，第三个波形为对低通滤波器出来的信号进行整形得到的结果，最后一个波形是抽样判决后的结果。可以看到，经ASK调制后的基带信号被准确地解调出来。
图4 Multisim仿真结果
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4 结语
通过在Multisim软件上进行仿真实验，该电路能顺利地实现2ASK的调制和解调。在日常生活中可以利用该电路实现计数器功能。因此，Multisim软件可以简单快捷地设计出满足日常工作的小型电路。
[参考文献]
[1]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].6版.北京：国际工业出版社，2012.
光化学衍生器[2]阎石.数字电子技术基础[M].5版.北京：高等教育出版社，2005.
Design and Simulation of ASK Modulation and Demodulation Based on Multisim
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