2022年通信原理实验频移键控数字调制器电路设计方案.docx

《2022年通信原理实验频移键控数字调制器电路设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年通信原理实验频移键控数字调制器电路设计方案.docx（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用运算机与通信学院通信系统基础试验试验题目： 频移键控数字调制器电路设计专业班级：通信工程 10级4班设计小组名单：张亚东 李少雄 张瑞芬指导老师：陈昊名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用频移键控数字调制器电路设计一. 设计试验目的 1. 懂得 FSK调制的工作原理及电路组成； 2. 懂得利用锁相环解调 FSK的原理和实现方法；二. 设计指标和技术要求一般的数字调制技术,如幅度键控ASK）、移相键控 PSK）和移频键控

2、 FSK）三种；本试验要求把握正弦振荡器、调制器等单元电路；把握调制的基本原理；通过实际的方案分 析进行比较,初步把握简洁有用电路的分析方法和工程设计方法；明白与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范,编写设计说明,能正确地反映设 计和试验成果,能正确的绘制电路图；对数字调制技术的要求如下： 1. 在信道衰落条件下,误码率要尽可能低；发射频谱窄,对相邻信道干扰小； 2. 3. 能供应较高的传输速率； 4. 易于集成；对数字调制技术的指标如下： 1. 依据 2FSK特点,信源输入以及对应的频率自己确定； 2. 明白 2FSK信号调制解调的原理；三. 系统总述 在数字通信系统中,由于数字信号具有

3、丰富的低频成分,不宜进行无线传输或长距离电 缆传输,因而同模拟调制一样,需要将基带信号进行高频正弦调制,即数字调制；与模拟调 制相比,数字调制并无本质区分,都属于正弦波调制,但是数字调制系统也有自身的特点,其技术要求与模拟调制系统也有不同；一般来说,数字调制技术可分为两种类型：一是利用 模拟方法实现数字调制,即把数字基带信号当作模拟信号的特别情形来处理；二是利用数字 信号的离散取值特点去键控载波,从而实现数字调制,这种方法通常称为键控法；常用的数 字调制方式有振幅键控 2ASK）、移频键控 2FSK）、移相键控 2PSK）等；本试验是一个频移键控数字调制器电路设计；功能是实现一个数字基带信号,

4、经过调制信号的调制,输出一个2FSK的模拟信号,并用 Multisim软件进行仿真可得出调制波形；先进行具体的理论分析,然后通过仿真图中的示波器的图形观看电路中每一个阶段的其输出波 形,看与理论分析的结果是是否一样；假如是一样的,说明设计的该电路符合本试验设计的要求；我们要对 Multisim 东西；有大致的明白,怎么实现仿真的的过程,这都是我们需要学习的名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用在调制的时候是用变频器对输入信号进行变频,输入两个不同的频率的信号,再通过正弦振荡器对数字基带信号进行

5、变频处理,用模拟开关对两个信号进行掌握,最终输出 2FSK调制信号；数字频率调制又称频移键控 FSK）,二进制频移键控记作 2FSK；数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息掌握载波的频率；2FSK信号便是符号“ 1” 对应于载频,而符号“0” 对应于载频 与 不同的另一载频）的已调波形；从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现；模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频,是频移键控通信方式早期采纳的实现方法；2FSK键控法就是利用受矩形脉冲序列掌握的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通；移频键控 FSK）是数字通信中最常用的一种调制方式；F

6、SK方法简洁,易于实现,并且解调不需要复原本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强 , 键控法的特点是转换速度快、波形好、稳固度高且易于实现；缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济；输,以及衰落信道和频带较宽的信道中；FSK主要应用于低中速数据传本文介绍的重点就是用multisim模块仿真应用2FSK信号的调制过程,应用的即是分频变频技术；本课程设计基于 multisim 动态仿真环境,并通过实物连通示波器看输出的波形；依据2FSK调制原理,设计了频移键控数字调制器电路；利用 multisim 功能模块,建立 FSK调制系统仿真模型,经过仿真分析,其结果与理论分析结果相同；在仿真过程中,充

7、分发挥了multisim 功能强大,建模简洁,参数易于调整的特点；结果说明,基于的 multisim 仿真模型,能够反映出 2FSK 调制解调系统的动态工作过程,其可视化界面具有很好的演示成效,为通信系统的设计和讨论供应了强有力的工具,也为理论学习供应了一条特别好的途径；四、单元电路原理分析要将 NRZ码经过 2FSK调制成为 2FSK信号,我们采纳一个受基带脉冲掌握的开关电路去挑选两个独立的频率源的真的作为输出；键控法产生的 且没有过度频率,它的转换速度快,波形好；1. 模拟开关电路 输入的基带信号由转换开关分成两路,一路掌握FSK信号频率稳固度可以做得很高并f1=32KHz的载频,另一路经

8、倒相去控制 f2=16KHz的载频；当基带信号为“1” 时,模拟开关 1 打开,模拟开关 2 关闭,此时输出f1=32KHz,当基带信号为“0” 时,模拟开关 2 开通；此时输出 f2=16KHz,于是可在输出端得到 2FSK已调信号；如图 1 所示:名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用图 1 模拟开关2. 变频电路变频电路是将输入的二进制数字基带信号通过掌握载频转换成已调信号,即 2FSK调制信号；电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生,经过开关K901、K902送入；两路载频分别经射随、

9、 LC选频、射随再送至模拟开关；其中LC选频电路函数：,选频网络如图 2 所示：R1 33k Q12N2219AR8 22kR2 22kL1 6.8mHC1 5.1nFR4C11R6 22kQ247F2N2219A51.5 R3 620R5 620图 2 变频电路图五. 整体具体电路的设计与仿真2FSK信号产生的方法一般有两种：一种叫直接调频法,另一种叫频移键控法；所谓直接调频法,就是将输入的基带脉冲去掌握一个振荡器的某种参数,而达到转变振荡频率的目名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用的；虽

10、然方法简洁,但频率稳固度不高,同时转移速度不能太高；键控法就是利用矩形脉冲序列掌握的开关电路,对两个不同的独立频率源进行选通；一般来说,键控法采纳两个独立的振荡器 , 得到的是相位不连续的 2FSK信号；而且直接调频法 f1,f2 由同一个谐振电路产生,就得到相位连续的 2FSK信号；2FSK信号便是 0 符号对应于载频 f1 ,1 符号对应于载频 f2 2FSK 图 3 模拟高频器直接调频法是频移键控通信方式早期采纳的实现方法；其优点是调制便利,设备简洁,得出的是 2FSK信号,相位连续；方案二 ：键控法；即利用受矩形脉冲序列掌握的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通；本课程设计采纳键控法

11、产生2FSK信号,即用一个受基带脉冲掌握的开关电路去挑选两个独立频率源的振荡作为输出,如图 4 所示：图 4 键控法2FSK键控法的特点是转换速度快、波形好、稳固度高且易于实现,故应用广泛,但设名师归纳总结 备要复杂些,得出的是2FSK信号,相位不连续；第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用本试验采纳开关法产生2FSK信号,就分别由两个独立的频率源产生的信号,故相邻码的相位不肯定是连续的,数字基带信号以及 2FSK调制信号如图 6 所示:图 6 数字基带信号以及2FSK调制信号图2. 频移键控数字调制器电路

12、调制的整体电路图的设计如图 6 所示XSC1Ext Trig名师归纳总结 2Ext TrigR1 33kQ1R4C11R8 22kXSC2+A_+AXSC3第 6 页,共 10 页+_V1BAB_+_+_C712 V Ext Trig+2N2219A_BV710FR2 22kL1R6 22kQ24066BD_10V_+_0 V 5 V 2N2219A6.8mH51.5 47F0.015625msec 0.03125msec C107U1R3 620C1 5.1nFVSSR5 62047F10D4S4 IN411 129D3S38VCCR15 33kQ5R9C12R21 22kV3 12 V I

13、N36U2A3D2S2 IN24 52D1VDDS1 IN11 135V74LS04N144U3AV2 12 V 1PRC4V42N2219A1D1Q5Q610FL331CLK1Q6R16 22kR19 22k2N2219AR7 3k0 V 5 V 1CLR8.2mH51.5 47FC51R17 620C3 15nF74ALS74AMR18 62047F0.5msec 1msec - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用图 6 整体电路原理图设计由调制电路原理图可知,输入的基带信号分成两路,分别去掌握之不同的载频,依据基带信号的“0

14、” 和“1” 挑选模拟开关,在输出端可得到已调的 fsk 信号；3. 整体电路设计的 multisim 的仿真：电路振荡电路输出波形如 7 图所示 : 图 7 振荡电路输出波形如图是两种不同频率的方波信号；变频电路输出波形如图 8 所示: 图 8 变频电路输出波形如图示两种不同频率的载波信号名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 频移键控数字调制器电路的仿真成效图如图个人资料整理仅限学习使用9 所示 : 图 9 2FSK 的仿真成效图如图为经过调制后的 六. 设计总结FSK信号和未尽调制的的数字信号的对比；通过这次对频移

15、键控数字调制器电路的试验,让我们学到了许多新的学问,对自己的知识面有了很大的扩展,对各元器件的功能都有了进一步的明白,而且对Multisim的仿真软件的应用有了进一步的熟悉,许多模块的有用性功能对我们的专业学问的学习很有帮忙；本通信原理试验设计中调制电路采纳的是键控法；由于对课本的学习,明白了对 2FSK 调制的基本原理,因此对电路的设计有了基础的熟悉；但对各电路的分解的具体设计不是很 清晰；通过查阅资料和自己的努力下最终设计出一个完整的频移键控数字调制器电路；通过 设计,让我们组对整个过程的懂得得更加完全,同时在电路设计的过程中,我们仔细复习了 许多相关的学问,特别是在变频电路中各元件以及参

16、数的设置,我们必需得明确；这次设计进一步端了我们的学习态度,学会了实事求是,严谨的作风,提高了动手能 力；对自己要严格要求,不能够一知半解,要力求明明白白；急于求成是不好的,我们都有 所感受；假如省略了那些必要的步骤,急于求成,不仅会铺张时间,仍会适得其反；我们觉 得动手之前,头脑里必需清晰该怎么做,这一点是很重要的；就目前来说,我们的动手才能 虽然差一点,但我们想,通过我们一起的不懈努力,在这方面,我们总会得到提高；这一 点,我们很坚信；由于别人能做到的,我们信任自己也肯定能做到；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - -

17、 个人资料整理 仅限学习使用总之,设计本通信试验设计电路图,通过整个过程,使我们明确明白决工题 的一半思路和多元性方法,培育了我们的工程思维方式；让我们深深体会到,只有把所学的 理论学问与实践相结合起来,才能提高自己的实际动手的才能和独立摸索的才能；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用参考文献名师归纳总结 1. 通信原理主编：樊昌信国防工业出版社, 2007 第 10 页,共 10 页2. 通信原理基本教程主编：王秉钧北京高校出版社, 2005 3. 简明电子元器件手册主编：于安红上海交通高校出版社, 2005 4. 电子线路设计、试验、测试主编：谢自美华中理工高校出版社, 1998 5. 通信原理主编：江晓林哈尔滨工业高校出版社,2022 - - - - - - -