基于Multisim10的MC1596振幅调制器仿真设计 摘要 Multisim10可设计、测试和演示各种电子电路,为我们提供了一个方便、快捷的仿真环境。本文在Multisim下创建了MC1596构成的振幅调制电路,对其进行了仿真测试,调制波形清晰准确,并改变电路参数分析了过调制产生的原因。 0 引言
调制电路和解调电路是通信系统的重要组成部分。幅度调制反映到频域里就是把调制信号的频谱搬移到载频的左右两旁,而信号的频谱结构不变;反映到时域里则是用一个高频余弦函数去乘调制信号,所以必须使用具有乘法功能的器件。单片的模拟集成乘法器MC1596由于技术性能高,价格低廉,使用方便,因而广泛用作调制、解调、混频和相位检测电路中。本文介绍了MC1596的内部结构,并在Multisim10仿真环境下对MC1596构成的振幅调制器进行了仿真测试分析。 1 MC1596内部结构及仿真构建
MC1596是以双差分电路为基础的四象限双平衡式模拟乘法器,用以实现两个模拟信号的相乘功能,是调幅电路的核心组成,但Multisim元器件库中没有这个元件,所以我们要创建一个丝绵机MC1596的内部结构图,连接上输入/输出端符号后,通过编辑设置生成子电路,以便调用。其内部结构如图1所示:Q1和Q2组成第一对差分放大器,Q5是它的恒流源;Q3和Q4组成第二对差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。Q7和Q8组成的具有负反馈电阻的镜像恒流源,电阻Re1、Re2、Re3为负反馈电阻,用以扩展输入电压的线性动态范围。
其引脚8和10接输入电压,引脚1和4接另一个输入电压,引脚6和12输出电压。引脚14为负电源端。引脚2和3接电阻对差分放大器Q5、Q6产生电流负反馈,调节乘法器的信号增益,引脚5外接电阻,用来偏置电流以及镜像电流。
2 振幅调制器的仿真测试
用MC1596构成的乘法器电路如图2所示,12端接12V电源,14端接-8V电源,载波信号通过耦合电容C8接至10端,8端外面有Rt2、R12、C1、C3、R1组成的偏置电路,用来滤除加到载波端的直流分量及低频干扰。调制信号通过耦合电容C2加至1端,由R2~R5构成的偏置电路, 用来调节加到4端直流分量的大小。输出信号从6端引出后经过后级缓冲器输出。
2.1 全载波调幅信号的实现
首先在输入端输入,的正弦调制信号,调节Rt2,通过示波器观察使其输出信号幅度最小,这时载波输入端的直流分量可近似为0。然后在输入端加,的载波信号,调节Rt1,使TP1点至TP2点之间的电压,改变端所加调制信号的幅度,打开仿真开关示波器输出波形如图3所示。
测量输出信号的电压峰峰值和电压谷谷值,调幅度<1,可看出调幅波幅度的变化量随调制信号波形的变化呈线性变化。当改变调制信号的幅度,其余参数不变,示波器得到的波形如图4所示,可看出调幅波的包络变化与调制信号不再相同,产生了失真,四楞筋骨草这就是过调制现象,所以我们要求普通调幅的调制系数必须不能大于1。
2.2 抑制载波双边带信号的实现
调节Rt1,使电压,在输入端所加载波信号不变,在输入端加,的正弦调制信号,运行仿真开关可得示波器波形如图5所示。
由图可看出双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化,但其包络不再反映调制信号波形的变化,而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相,即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了180°的突变。这种只发射边带不发射载波的抑制载波双边带调幅波克服了普通调幅波功率利用率低的缺点。改变Rt2 参数偏离50%,调整至80%,铜管焊接示波器显示波形如图6。
从图中可看出抑制载波双边带调幅信号发生了失真oah,这是因为当Rt2偏离50%后密封条生产线,相当给载波信号输入端叠加了一个直流分量,这样就出现了正负幅值不相等的输入信号,所以调幅波也出现了上下不对称的DSB波形。
3 结论
使用Multisim10对调幅电路进行仿真,由于是理想化的模拟过程,没有真实电路环境的干扰和影响,因而实验结果比较准确。同时可通过改变参数对电路性能进行快速准确地分析,达到最佳实验效果。
参考文献
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[3]聂典.Multisim9计算机仿真在电子电路设计中的应用[M]. 北京:电子工业出版社,2007.
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