天津工业大学本科毕业论文
第三章
3.3 AM/FM调制模块
调制：用信号m(t)去控制载波s(t)的某一个(或几个)参数，使之按m(t) 的规律而变化调制：用信号m(t)去控制载波s(t)的某一个(或几个)参数，使之按m(t) 的规律而变化。调制的目的是提高频率以便发射、提高系统的性能、有效利用频带。
图3-6 调制过程图
1. AM调制
定义:用信号m(t)去控制载波s(t)的振幅，使已调波的包络按照m(t)的规律线性变化。
AM信号表达式： 已调波为
载波
s(t)?A0cos(ω0t?θ0) (3-5)
其中A0是载波振幅，?0是载波角频率，?0是载波起始相位。
sAM(t)?[A0?m(t)]cosω(0t?θ0) (3-6)
调制信号
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已调波
图3-7 AM调制过程图
图3-8 AM产生的数学模型
2. FM调制
用调制信号m(t)去控制载波s(t)的频率， 频率调制就是载波的振幅保持不变，瞬时频率与调制信号呈线性关系
?FM(t)??c?KFm(t) (3-7)
式中?c为未调载波频率；KF为为调频灵敏度。 得FM波的时域表示式为
tsFM(t)?Acos??ct?KF?m(t)dt??????? (3-8)
若调制信号为单一频率的正弦波，即
m(t)?Amcos?mt
(3-9)
则FM波的表示式为
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tsFM(t)?Acos??ct?KF?Amcos?mtdt???????第三章
??KA?Acos??ct??0?Fmsin?mt??m???Acos?ct??0?mfsin?mt?? (3-10)
本设计中，AM 信号采用模拟调制。将AD9850 产生的载波信号和由文氏电桥产生的1kHz调制信号加到乘法器上。单片机根据外部调制度ma，给出不同的地址值，使4051(1)选通不同的通道，接通不同阻值与R0 构成分压电路，从而改变载波的电压幅值，产生AM 信号。
图3-9 调制度ma的实现
调制度ma 参数计算：
若文氏电桥产生的电压幅值为3.5V，AD9850为500mv。则调制度的计算公式如下：
ma=（Vs/2）/（V0/2）= Vs / V0=Vs/500 mv （3-11） Vs= ma3500 mv=R0/(R0 +R)33.5 V （3-12）
其中：Vs 为输入信号幅值，V0 为载波的幅值。
1kHz调制信号由文氏电桥产生的，其电路图如图3-10所示。
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图3-10 1KHz正弦信号发生器电路图
电路中，R1,C1组成电桥的一个臂。R3,D1,D2与W1组成电桥的另外两臂，起稳定作用。适当的调节W1，可以得到波形失真小，且工作稳定的输出波形。R3是为了克服二极管死区而设的。由于振荡器的输出阻抗比较高，直接连在负载上会影响它的正常工作。图中A2作为同相放大器接到振荡器的输出端，振荡信号从A2的输出端引出，输出信号幅度由W2调整。
FM信号由单片机实现。基于FM原理，根据调频信号变化的规律采用数字方式控制DDS正弦波发生器的频率控制字，直接作用于输出波形的频率值，即实现了对载波的频率的调制，该方式下，DDS调制信号输出波形频率与调制信号频率控制字成正比，而载波信号频率控制字又随调制信号成正比例变化。利用单片机内部2kHZ 的时基中断，每两个中断为一个周期（1kHZ），第1个中断输出载频（100kHZ~10MHZ），第2个中断促使AD9850 输出载频减去频偏的值，便获得FM信号。其中载波的频率通过键盘进行设置，频率控制字的二进制码事先算好并存储，用来FM信号直接调用。
调制信号频率 调制
控制字 调制后 的频率 控制字 DDS 载波信号 FM 已调 DDS调制信号 信号
控制字 载波信号 频率控制字 产生器 图3-11 FM调频原理框图
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3.4 基带序列产生模块
由单片机产生的脉冲信号送入74LS165时钟输入端，再由它本身带预置功能的移位寄存器循环移位即可获得10Kbps二进制基带序列信号。
3.5 ASK、PSK信号产生模块
ASK、PSK采用数字键控的产生方法，图3-12和图3-13分别是他们实现的原理框图。
COSwt ASK
S(t） 图3-12 ASK信号调制原理框图
COSwt PSK 1800移相 S(t） 图 3-13 PSK信号调制原理框图
ASK/PSK 信号由图3-14所示电路原理图产生。工作时将AD9850 产生的正弦波信号引出两路，一路直接输入4051（2），另一路经倒相器后输入4051(2)，根据10kbps的码元选通4051不同的通道以输出ASK信号。输出ASK信号时一路接收AD9850 产生的正弦波信号，一路接地，4051根据10kbps的码元选通不同的通道以实现PSK信号。
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