基于分立器件的am通信系统设计大学本科毕业论文.doc
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1、毕业设计题 目: 基于分立器件的AM通信系统设计 2015年5月目 录前言21绪论31.1 AM通信系统的研究背景31.2 AM通信系统国内外的研究现状41.3 AM通信系统的应用领域及发展41.4 本设计主要任务以及要求52仿真软件Multisim10简介52.1 Multisim10仿真原理及特点52.2 Multisim10软件仿真步骤62.3 Multisim10主要工具栏和仪器表73 AM通信系统设计93.1 调幅的基本原理93.2 AM调制与解调原理93.3 AM调制与解调电路的设计124陷波器的设计164.1陷波器设计的原理164.2陷滤波器设计的体系175抗干扰AM通信系统仿真
2、设计185.1 AM通信系统仿真195.2 AM通信系统仿真结果与分析206结论21参考文献:21淮南师范学院2015届本科毕业设计基于分立器件的AM通信系统设计 摘 要: 本次课题研究的是基于分立器件的AM通信系统设计,主要是对AM通信系统抗干扰性能方面的研究。信息是否能有效传输到指定的目标是衡量通信系统的一个重要参考指标。信息最容易在传输过程中受到干预和被截获,不光是要面对面拥有一定的抗干扰性能,更重要的是需要对全部通信体系具有综合的抗干扰能力,可以在繁杂的电磁环境中抗衡少许干扰要素,从而进行有效的信息传输。因此,提高AM通信系统的抗干扰能力对提高整个通信系统来说就有很重要的意义。本文开始
3、介绍AM通信系统研究的意义和近况和它的工作原理,而后使用Multisim仿真软件搭建通信系统仿真模型,结合AM调制与解调的原理设计具有抗干扰的AM通信系统的电路图,研究电路的性能。通过Multisim软件对各电路级联使用,然后改变参数,一步一步的仿真调试,然后利用提供的频谱分析仪和示波器,对电路产生的波形进行分析,最终完成了课题研究。关键词:分立器件;AM通信系统;抗干扰;Multisim;频谱分析仪AM Discrete Devices based Communication System DesignAbstract:The research is discrete devices AM
4、communication system design, is to study the interference of AM communication system performance. Whether the information can be efficiently transmitted to the specified target is an important reference indicator of the communication system. Information is most vulnerable to interference and was int
5、ercepted during transmission, not only have to face a certain resistance to interference, more important is the need for all of the communication system has a comprehensive anti-jamming capability and can compete a little disturbance in the complex electromagnetic environment elements, thus effectiv
6、e information transfer. Therefore, improving the AM communication system anti-jamming capability to improve the entire communication system, there is a very important significance. AM beginning of this article describes the significance and Communication System status and it works, then use Multisim
7、 simulation software to build a communications system simulation model, combined with AM modulation and demodulation circuit diagram design principles have interference AM communication system, research circuits performance. Multisim software on each circuit by cascade, then change the parameters, s
8、tep-by-step simulation debugging, and utilization of spectrum analyzer and oscilloscope, waveform generated by the circuit for analysis, the final completion of the research.Keywords: Discrete Devices; AM Communication System; Interference; Multisim; Spectrum Analyzer前言随着现代电子技术,通信技术的迅速发展,网络计算技术,对电子设
9、备的通信系统传输相关产品越来越丰富。通信传输技术已经渗透到各行各业,在不断地影响着人们的生活,无线传输的信号已经受到人们越来越多的关注和社会各界的广泛使用。调幅(AM)通信系统是人们最常见的一种通信系统,是因为在于AM调制与解调的电路一点也不复杂,容易接收,并且使用的频带计较小,能够普遍应用于现在的广播之中,传输距离长,时间很短,无死区,晚上可以获得大面积广等优点,更可以为我们的生活带来的便利。为了有效地进行信息安全性的传递,通常会采取在无线传输过程中的各种抗干扰技术。通过天线的无线电传输信号的主要原则,有效信号将被发送到电气信号传输。由于考虑到信号在传输过程中是否受到干扰和接收到信息的有效性
10、以及天线尺寸等因素影响,我们需要对信号进行调制与解调。这样的话,我们就需要在信号传输的发送端和接收端之间,选择合适的高频振荡信号为载体,对传输的信号进行调制与解调最后接收到有效的信号。由于AM调制电路简单、设计方便,所以广泛的应用于人们的生活中,其中实现调制电路的基本构成模拟乘法器是组成一些重要电路的基本电路也是基础电路,因此研究AM调制与解调的通信系统对社会未来的发展也有着重要意义。通过本次课题研究为以后信号传输过程中所受到的干扰以及接收器接收信号的纯真度提供了强有力的保障,从而稳定了整个通信系统。基于上面所涉及的问题本论文主要选择了AM通信系统中的调制电路和解调电路去研究和解决。1绪论1.
11、1 AM通信系统的研究背景经过最近三十年的电子发展,通信系统行业已经成为这个时代最主要的领域。当今时代,通信信息技术发展十分迅速,电子设备的发生巨大的变化,无时不刻不在更新,随着无线电传播技术的影响下,各类技术相结合不断地快速的发展,通信系统的应用已经涉及到世界上各个领域,不久的将来通信与网路一定会实现一体化。目前通信系统已经在我国广播、发射器、国防、铁路、卫星、航空、气象、等多个行业领域得到了广泛的应用。在这个电子信息工业化的社会中,人们的生活、工作、旅行、睡觉、上网、天气预报等都离不开通信系统的传播,通信系统是有效地和可靠地传输信息,由信源发出的信息,的主要模式,波形,信件等,有效的数字信
12、号传输,接收到的信号。根据工程设计的要求,本文主要通过无线电波传输信号的抗干扰系统是通信系统中的功能研究。在显示的生活中广播的使用很受到人们的欢迎,它可以随时随地的带来实时信息,相比较FM广播AM广播具有以下优点:(1)AM调制与解调电路建立起来相当的简单,界面非常直观,一目了然。(2)AM调制频带比较窄,容易分辨。(3)AM信号在无线电波中传输不仅比较快而且还远利于以后的实际应用。 振幅调制(AM)是广播电台的频率使用范围是随着音频信号调制的改变。可是因为干预的信号重点是对无线电波的幅度起作用,因此抗干扰体系比较差。所以本文主要来研究基于分立器件AM通信系统的抗干扰能力,改善AM广播,只有这
13、样AM广播才能更能很好的为我们生活带来便利。我相信通过改善AM通信系统的性能后,调幅广播在将来会越来越得到人们的重视。1.2 AM通信系统国内外的研究现状随着无线电广播的广泛应用,AM得到了很大的发展,还不是特别的完善,所以现在的一些科学研究者认为调幅(AM)广播将在未来几十年以内具有很大的市场发展前景,现在一些国内外的研究AM的一些专家与相关的研究机构也在努力寻求新的途径新的方向,使AM无线广播重新得到新的发展,以后将为人类带来新的通讯上的便利。但现在调幅广播的发展与应用也遇到很多那已解决的问题,比如正临着来自通信网络的发展、移动电话、电子通讯等方面的挑战。在研究AM通信系统时最大的问题还是
14、抗干扰技术的应用,抗干扰技术也被广泛的应用于航空通信、民用通信、海上军事、天气预报、卫星接收中。如果技术解决的是通信系统,干扰其有效性,可靠性,完整性和传输会使整个通信系统的性能可以得到改善,通信系统越来越完善。1.3 AM通信系统的应用领域及发展通信系统的应用从古至今都是人类密不分开的体系,从古代人们使用的手势、图案、数字、言语等阶段到现代的短信、网络、电话、无线波等阶段的发展。图1通信系统的一般模型通信主要指人与人之间通过各种各样的介质进行信息的传递使得对方获得自己所表达的信息。原始的通信系统主要是通过文字、语言等方式进行信息的传达,如果是远距离的话就不得不借用一些动物以及建筑物,比如古代
15、的飞鸽传书、千里马传递、烽火台等,但那样不仅时间长而且还不安全。在当代电子信息化时代的到来通信技术获得了很大的发展,正在一步一的融入到整个社会。目前,AM通信系统也得到了大力的发展,不仅涉及到了无线电波的传播、全球网络智能化、综合化、个人化、网络全球化,它的技术已经在军事战争领域、铁路与高速公路信息领域、海洋石油矿石开采作业领域、航空领域、城市建设领域、在电力计量系统领域得到了有效的应用。 通络网络搜素和查找相关文献资料可以总结出AM通信系统未来的发展趋势有如下几个方面:(1) 智能化:随着智能化的带入通信系统在未来的发展将会比传统的人工效率更高、速度更快、使用更方便,智能化也将是以后通信系统
16、发展的一种新型模式。(2) 个人化:随着信息话时代的到来,人们每天都奔波于生活和工作之见不停地移动,但通信的到来使人们之间的联系更加方便、快捷,从而实现了交流移动通信。(3) 综合化:当全面实行智能化时不仅在传输系统还是在交换的通信系统都能可以实现综合化。点对点的融合化早就不能满足社会的需求了,未来面对面综合化将会是通信系统发展的一种新型模式。(4) 网络全球化:在当今社会,网络已经覆盖了全球,网络为人们带来了方便、快捷,通信系统与全球互联网基本实现了一体化。1.4本设计主要任务以及要求(1) 熟悉AM通信系统的发展历史、作用、分类、调研目前市场上主要产品的技术参数和应用领域以及AM通信系统在
17、未来的发展前景等。(2) 掌握市场上主流AM通信系统的工作原理,总结其工作过程中的优点和缺点,根据市场新需求,确定应用领域,形成自己的创新设计方向和具体功能参数要求。(3) 依据创新功能的要求,进行方案的设计,明确分立器件类型、通信距离、通信功率、通信损耗等具体功能,利用SmartDraw/viso等画图软件画出系统整体框图和算法流程图以及使用Multisim仿真软件对各个模块进行电路设计。(4) 利用Multisim虚拟仿真软件对AM通信系统的各项功能进行仿真,记录仿真数据,逐步修改参数,直到达到系统功能具体参数要求以及系统的性能,最后完成本课题的设计。(5) 在条件允许情况下,对仿真电路进
18、行硬件电路设计,首先完成仿真电路到硬件电路的模型转换,然后理论推导出电路的具体参数,上网下载相关主要器件的datasheet,根据参数进行器件型号选择,完成电路原理设计。(6) 如利用处理器,需用相关开发工具完成AM通信系统的程序实现。如能制作实物,需进行整体电路调试,记录实测数据并同仿真数据比较,逐步修改参数和电路,直到达到系统功能具体参数要求,完成整个AM通信系统的硬件设计。2仿真软件Multisim10简介2.1 Multisim10仿真原理及特点Multisim10是国外先进研究公司钻研出来的一种虚拟的电路策划使用工具。Multisim 10可以设计出任何有效的体系电路,如数字电路,模
19、拟电路,信号系统电路。现在的科研学者可以在没有实验室的情况下去使用Multisim10软件去研发。Multisim10软件开发的原理主要是为人们可以快速的设计和建立电路最后进行实际焊接产生电子产品,其中提供的一些虚拟的仪器仪表可以进行各种参数设定和性能指标的测试,在现在的电子工程设计以及教学教材领域中得到了广泛的应用。Multisim10不仅由图形输入,硬件电路描述语言输入,而且还提供了一种简单、方便的用户界面可以快速找到各种成分。Multisim10里的元件库提供了上万种元件,尽管元器件多,但是它们就像流程图一下镶嵌在每一个特定的图标库里面,所以只要能找到图标库就能快速的找到需要使用的元件。
20、Multisim10的元件库里所有的器件都是标准器件以及现在社会上使用的最先进的集成电路,库存中的所有的元器件都有它独一无二的图形标志以及它的使用功能,很便于最后整体电路的仿真以及波形分析。与其它相似的电路仿真软件相比较,它具备以下几个优点和特征:(1) Multisim10软件占用电脑内存小,安装起来简单方便,设计出来的电路图仿真度很高基本与现实的没什么区别。(2) Multisim10含有多种不同的组件模型和数学模型,数字电路,模拟电路和模拟/数字混合电路和高频电路仿真中的应用。Multisim10中所有的元件放置和连线简捷方便,仿真度比较高,比较可靠。(3) Multisim10兼容性较
21、好,与很多软件和元件库兼容,其虚拟仪器检测比较准确。(4) Multisim10具有很强大的作图能力,很强大的电路分析能力,很强大的仿真能力,很强大的实用能力,很方便用户实用。(5) Multisim10对通信系统研究的做出了很大的贡献,不仅比其他软件仿真度高,而且对信号传输的处理更加完美。2.2 Multisim10软件仿真步骤Multisim10通过自己所需的设计原理来创建电路图,在进行最后的仿真,一般需要经过以下几个环节:(1) 建立适合自己需要的数学模型,根据基本原理和数学模型,确定了系统的功能,以及每个小系统电路的建立,由不同的系统之间的关系的拼接融合,最后画出总的系统框图。(2)
22、从各部门元件工具栏中选取元件,去组件系统功能模块,如信号源模块、信号发生器模块、信号接收器模块、信号放大器模块,最后通过整个系统的设计原理将前面建立好的模块进行连接形成完整的电路。(3) 系统电路图建立后,需要进行设置和调试参数,实现系统参数设置和各功能模块运行参数。(4) 最终由Mulitisim仿真软件去实现仿真电路,然后完成体系电路设计,最后通过调试各元器件的参数来仿真出波形。 图2 Multisim10工作界面 图2界面是Multisim10工作界面,由图2可以清晰地看出它主要由几个重要的部分组成:菜单用户界面、目录使用界面、图标使用窗口。使用者能够经过菜单和工具栏快速的转换到主窗口中
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