目录
摘要.................................................. 2
第1章 前言........................................... 3
1.1 设计意义............................................................................................................ 3
1.2 设计要求............................................................................................................ 3
第2章 、SSB调制与解调的基本原理....................... 4
2.1 设计原理............................................................................................................ 4
2.2 滤波法.............................................................................................................. 5
2.3 详细设计步骤................................................................................................... 6
2.4 程序设计.......................................................................................................... 7
第三章、单边带调制与解调电路设计....................... 8
3.1、SSB电路的设计过程.......................................................................................... 8
3.2、带通滤波器....................................................................................................... 9
3.3、切比雪夫型带通滤波器.................................................................................... 10
3.4、二阶有源滤波电路........................................................................................... 10
3.5 SSB总电路：................................................................................................... 12
3.5 设计体会......................................................................................................... 13
3.6 参考文献.......................................................................................................... 13
附录：............................................... 13
摘要
本文介绍了电路仿真软件Multisim的功能和特点，并以Multisim软件在高频电子线路中对SSB信号的调制与解调的仿真分析。
单边带SSB节约频带，节省功率，具有较高的保密性，因此，国内外使用的短波电台均为单边带电台。本课程设计就是产生单边带并进行解调。使用乘法器生产DSB信号，然后经过带通滤波器进行滤波生成SSB信号，再通过同步检波进行解调。通过输入检测信号进行检测，设计的电路可以完成单边带的调制和解调。
关键字：单边带 、 调制、 解调、PCB图
第1章 前言
1.1 设计意义
随着通信业务的不断发展，频道拥挤的问题日益突出，占用较窄频带或能在同一频段内容纳更多用户的通信技术日渐受到了人们的重视。本次课设的目的是通过学习和掌握电路设计于仿真软件的基础上，按照要求设计一个普通调幅的调制解调电路并进行仿真，综合应用所学知识，为今后的学习和工作积累经验。此外，该题目涵盖了《通信原理》、《电路分析》、《模拟电子》、《通信电子线路》等主要课程的知识点，学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握各种元器件工作原理和电路设计、开发原理， 得到系统的训练，提高解决实际问题的能力。
实现SSB的调制解调系统的设计与仿真。单边带幅度调制（Single Side Band Amplitude Modulation）只传输频带幅度调制信号的一个边带，使用的带宽只有双边带调制信号的一半，具有更高的频率利用率，成为一种广泛使用的调制方式。本文在介绍单边带调制与解调的方法后，利用Multisim对单边带调制与解调系统进行了仿真。
1.2 设计要求
学习掌握SSB调幅的调制和解调电路原理，包括：SSB调幅调制电路的分析； 调制电路的分析；学习和初步掌握电路设计仿真软件包括：原理图设计的基本操作；电路仿真的基本操作；设计一个SSB调幅电路并仿真，绘制其电路图；包括:SSB调幅调制及解调电路的设计；电路仿真及结果分析；
第2章 、SSB调制与解调的基本原理
2.1 设计原理
信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号，实现频率的搬移，使有用信号容易被传播。单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。
双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。因此，我们只需传送一个边带信号就可以达到信息传输的目的，以节省传输带宽、提高信道利用率。这就是单边带调制（SSB—SC）。产生SSB信号有移相法和滤波法。本设计采用滤波法，即，将已产生的双边带信号通过一个带通滤波器，根据该滤波器传递函数的不同，可分别得到下边带信号和上边带信号。SSB信号可表示为： 
式中：是m（t）的所有频率成分移相的
信号，称为的希尔伯特信号。式中符号取“-”产生上边带，取“+”产生下边带。
2.2 滤波法
单边带调制就是只传送双边带信号中的一个边带（上边带或下边带）。产生单边带信号最直接、最常用的是滤波法，就是从双边带信号中滤出一个边带信号，图1是滤波法模型的示意图。单边带信号的频谱如图2所示，该图能说明滤波法的基本原理，图中HSSB（ω）是单边带滤波器的系统函数，即hSSB（t）的傅里叶变换。
图1 滤波法模型
若保留上边带，则HSSB（ω）应具有高通特性。
单边带信号的频谱所示。
若保留下边带，则应具有低通特性。
单边带信号的频谱。
图2 单边带信号频谱图
2.3 详细设计步骤
2.3.1 信号的产生
未调信号的频率f=300Hz，载波频率30kHz，未调信号表达为：y=sin(300*2*pi*t)。
2.3.2 所使用的函数
三角波函数sawtooth;调用格式为：x=sawtooth(t,width)功能：产生一个周期为2pi 幅度在-1到+1之间的周期性三角波信号。其width
表示最大幅度出现的位置：即在一个周期内，信号从t0到width*2pi时函数值从-1到+1线性增加，而从width*2pi到2pi又是从+1到-1线性下降width取值在0~1 之间。若x=sawtooth(at,width ),则对应的周期为2*pi/a。abs(x):纯量的绝对值或向量的长度
Abs函数返回一个数的绝对值。用法为：result=Abs(number)其中result是number参数的绝对值。
filter: 一维数字滤波
filter(fb,fa,mo),这里fa,fb分别为滤波器的上下限截止频率，而mo为滤波器的输入信号。
2.4 程序设计
程序如下：
Fs=100000; %抽样频率
t=[0:1/Fs:0.01];
m=1;
y=sin(300*2*pi*t); %调制信号
Y=fft(y);
Y=abs(Y(1:length(Y)/2+1)); %调制信号频谱
frqY=[0:length(Y)-1]*Fs/length(Y)/2;
Fc=30000;
y1=amod(m*y,Fc,Fs,'amssb'); %解调
n=awgn(y1,30); %已调信号加噪声
Y1=fft(y1);
Y1=abs(Y1(1:length(Y1)/2+1));
frqY1=[0:length(Y1)-1]*Fs/length(Y1)/2;
y2=ademod(n,Fc,Fs,'amssb'); %ssb信号解调
Y2=fft(y2);
Y2=abs(Y2(1:length(Y2)/2+1));
frqY2=[0:length(Y2)-1]*Fs/length(Y2)/2; %解调信号频谱
subplot(3,2,1);
plot(t,y);title('调制信号')
subplot(3,2,2);
plot(frqY,Y);title('调制信号频谱')
axis([0 3000 0 max(Y)]);
subplot(3,2,3);
plot(t,y1);title('已调信号')
subplot(3,2,4);
plot(frqY1,Y1);title('已调信号频谱')
subplot(3,2,5);
plot(t,y2);title('解调信号')
subplot(3,2,6);
plot(frqY2,Y2);title('解调信号频谱')
axis([0 3000 max(Y2)]);
图3 调制、解调波形图
第三章、单边带调制与解调电路设计
3.1、SSB电路的设计过程
产生SSB信号最直观的方法是，先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。
（3.1）
3.2、带通滤波器
图4 滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
由ＳＳＢ的分析原理我们知道，当载波信号
（3.2）与调制信号
相乘以后产生了相同的上下两个边带
为了节约带宽我们取下边带
我们采用切比雪夫型带通滤波器如图6
图5切比雪夫带通滤波器
3.3、切比雪夫型带通滤波器
通过带通滤波器与双边带的信号。低通滤波器是通过从零到某一截止角频率
的低频信号，而对大于的所有频率则完全衰减，因此其带宽
（3.3）
3.4、二阶有源滤波电路
集成运放在有源RC滤波电路中作为高增益有源器件使用时，可组成无限增益多反馈环形有源滤波电路，而当作为有限增益有源器件使用时，则可组成所谓言控电压源滤波电路VCVS。
二阶压控电压源的通滤波电路如图8所示。
图7二阶有源滤波器
由图可见，他是有两节RC滤波电路和同相比列放大电路组成，其中同相比列放大电路实际上就是所谓的压控电压源。其特点是，输入阻抗高，输出阻抗低。
前一指出，同相李烈放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即
（3.4）
传递函数
考虑到集成运放的同相输入端电压为
（3.5）
与
的关系为
（3.6）
对于节点A，引用KCL可得
（3.7）
其中
（3.8）
（3.9）
式（3.10）为二阶低通滤波电路传递函数的典型表达式。其中
=
为特征角频率，而Q则称为等效品质因数。是 （3.10）表明，
（3.10）
才能稳定的工作。当
（3.11）
时，A(s)将有极点处于右半s平面或虚轴上，电路将自激振荡。
幅频相应
用s=j
代入式（3.10），可得幅频相应和相频相应的表达式，分别为
（3.12） 
（3.13）
式（3.15）表明，当
时，
（3.17）
当
时，
。显然，这是低通滤波电路的特性。由式 （3.14）可得出不同Q值下的幅频相应，当Q=0.707时有最佳滤波特性。这表明二阶比一阶低通滤波电路低滤波效果好得多。当进一步增加滤波电路的接数，其幅频响应就更接进里想特性。
3.5 SSB总电路：
图8 SSB电路图
3.5 设计体会
通过对程序的设计，我进一步熟悉了MATLAB开发环境，对MATLAB的一些基本操作和应用有了更深入的了解。如：有要求的正弦信号的产生，基本图形的绘制和各种的函数的使用等。同时，这次设计使我对数字信号处理和通信原理课本上学到的知识点有了更深入的理解和掌握。比如对信号的调制和解调过程有了更深层次的理解，学会了如何使用MATLAB对信号进行SSB调制和解调，了解了低通滤波器的MATLAB设计方法。还有很重要的一点是，我学会了如何安排设计所需的时间及合理利用网络资源等普遍实用的学习方法，通过和和同学探讨，拓宽了我的眼界，学习了别人好的设计思路和设计方法等。
3.6 参考文献
[1] 徐明远，邵玉斌. 《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》 西安：西安电子科技大学出版社，2005
[2] 刘卫国. MATLAB程序设计教程. 中国水利水电出版社，2005
[3] 余成波. 数字信号处理及其MATLAB实现 . 清华大学出版社，1995
[4] 王辉等. 《通信原理》. 北京：电子工业出社，2007
[5] 樊昌信等. 《通信原理及系统实验》北京：电子工业出版社，2006
附录：
PCB 图：
