1、 1 毕业论文文献综述 电子信息工程 调幅信号产生方 法综述 摘要 ： 调制是各种通信系统的重要基础，也广泛用于广播、电视、雷达、测量仪等电子设备 。 最简单的调制方式是振幅调制。本文主要介绍了几种方法实现调幅信号的产生以及各种方法的特点。 关键词 ：调幅； 二极管；晶体管； FPGA； DSP； MC1496； 1.概述 模拟调制是各种数字调制的基础 1,广泛用于军事通信、微波中继和模拟移动通信等领域 ,也是信号与系统、通信原理等专业课程的重要内容。目前产生调幅信号的方法有很多 ， 例如采用 DSP，FPGA 以及一些专用芯片产生调幅信号 ，这些方法 在无线电通信、广播电视等方面都有应用。
2、2.非线性器件调幅电路 此类调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体 二极管 或 三极管 ）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。 这类 调幅电路 可以 分为二极管调幅电路和晶体管调幅电路等。 2.1 二极管调幅电路 二极管调幅电路 （常用的低电平调幅电路） 包括单二极管调幅器、平衡二极管调幅器以及环形二极管调幅器，它们的基本原理相同都是实现信号的相乘。单二极管电路，由于工作在线性时变工作状态，因而产生的频率分量大大减少，但在产生的频率分量中，仍然有不少不必要的频率分量 。为了 进一步减少一些频率分量， 设计了 平衡 二极管调幅 电路。 随着技术
3、的改良， 使用环形二极管调制器 可以 进一步减少不必要的频率分量且让有用分量的幅度再增加一倍 。 2.2 晶体管调幅 2 晶体管调幅 电路 常用于中小功率发射机和信号发生器等电子设备 中， 分为基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路。 2 图 1基极调幅电路 基极调幅 是高电平调幅， 电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流 电源 的能量。 图 2 集电极调幅电路 集电极调幅是高电平调幅。它的调幅特性较好，输出功率大。为了得到高的效率，晶体管应工作在乙类或丙类状态。这种电路的缺点是调制信号必须有较大的推动功率，调幅度也不
4、能 太大，否则会产生较大的失真 。 3.专用芯片实现振幅调制电路 在 上述的非线性调幅电路 中 ， 高电平调幅主要用于形成 AM 信号，其实现方法有集电极调幅和基极调幅；低电平调幅可以形成 DSB、 SSB 以及 FM，其主要实现方法有二极管调制器， 两种形式的电路是分开进行分析 3。 在许多文献中，对于普通调幅波当调幅系数 ma 1 时，认为调制波形产生严重失真。这是由于采用了高电平调幅电路，在这类电路中，为了提高效率，往往采用工作在乙类或丙类状态的基极或集电极调幅电路，此时调制器只是在载波信号和调制信号均为正值时能完成乘法运算。而 采用四像限模拟相乘器低电平调幅电路，能够实现 调幅系数 为
5、任意值的调幅 。 MC1496是双平衡四象限的集成模拟乘法器， 4如图 3所示， 采用集成模拟相乘器为核心的低电平调幅电路 ， 只要调节电路中其中一个直流参数，就改变了电路的调幅系数，电路就能实现普通调幅波 AM 到过调幅波直至双边带调幅波的连续过渡，无论调幅系数大于 1、小于 1 还是无穷大，通过乘积型同步检波电路，就可实现不失真的解调，打破了许多文献中调幅系数不能大于 1 的界定。同时3 利用该直流参数可以测试该电路中模拟相乘器增益系数和调幅系数。 图 3 MC1496模拟相乘器调幅电路 4.基于 DSP 和 DDS的调制方法 5 系统采用“单片机 + CPLD + DSP”的结构。单片机
6、完成人机接口和对 DSP 系统的管理 ;DSP 实现 AM/ FM 调制 / 解调功能 ;单片机和 DSP 之间通过 HPI 口采用中断方式通信。 如图 4所示 图 4 实验模块硬件结构 该模块的优点是载波频率、调制方式、调幅指数和调制频偏均可软件设置 。 与传统模拟调制相比 ,它具有更好的系统再现性和稳定性 ,克服了模拟硬件 ,信号处理功能的不确定性 ,用软件调整代替硬件调整利于系统升级。该模块通 过 DSP 的同步串口接收数字基带信号还可以实现各种数字调制。 4 5 FPGA 和 DSP 融合实现幅度调制 6 利用 Altera 公司 FPGA 的 DSP 开发工具 DSP Builder
7、 对调幅信号进行模块设计，建立如图 5 所示的幅度调制信号模块模型，产生幅度调制信号，并将其转化为 VHDL 语言源程序及 FPGA 的各种文件，避免了使用 VHDL 语言设计编程的复杂性，可以高效、可靠、方便 的 产生 AM 信号，硬件测试和实现快捷，开发效率高，而且调制信号步进精度好，产生的波形不失 真，具有一定使用性。 图 5 幅度调制信号（ AM）设计模型 6结论 随着电子技术、计算机技术等技术的发展 ，实现这一目标的方法越来越多，每种方法都有其优缺点，哪种最佳取决于 AM 的应用 ， 因此 我们要清楚每种方法的特点，这样 才 可以发挥最好的效果。 DSP 以其接口简单、方便、精度高、
8、稳定性好、集成方便等优点被广泛应用于软件无线电系统。DSP 完全软件可编程 ,这种灵活性允许实时更新设计 ,缩短终端产品的重复设计周期 ; 一些在 FPGA中实现起来较复杂的算法 ,在 DSP 中则很容易解决 ;DSP 与 FPGA 相比 ,价格上占有优势 ,有利于实验平台的建设。将 AM 信号发生器的 设计嵌入到 FPGA 芯片所构成的系统中，其系统成本并不会增加多少，而购买专用芯片的价格则是前者的很多倍。所以采用 FPGA 设计 AM 信号调制具有很高的性价比。 FPGA可以快速进行数字信号处理器的设计 ,而且又便于修改和扩充其功能 ,整个设计思路灵活 ,图形界面简单直观 ,开发周期短。
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