高頻電子線路課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告--2fsk調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計(jì)

1、<p>　　2FSK調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調(diào)制解調(diào)方式容易實(shí)現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強(qiáng)，因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。 數(shù)字調(diào)頻又可稱作移頻鍵控FSK，它是利用載頻頻率變化來傳遞數(shù)字信息。</p>

2、<p>　　本次高頻電子線路課程設(shè)計(jì)以2FSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)為題目，以《高頻電子線路》及《通信原理》課程所學(xué)知識(shí)作為鋪墊，借助Multisim仿真軟件來完成。該設(shè)計(jì)模塊包括信源調(diào)制、發(fā)送濾波器模塊及解調(diào)，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。在此基礎(chǔ)上熟悉Multisim的基本功能及操作，最后，通過觀察仿真圖形進(jìn)行波形分析及系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：2FSK 調(diào)制 解調(diào) Multis

3、im</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言3</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)介紹4</p><p>　　二、Multisim軟件的介紹5</p><p>　　2.1 軟件的發(fā)展與簡(jiǎn)介5</p><

4、;p>　　2.2 Multisim10的特點(diǎn)5</p><p><b>　　三、方案論證8</b></p><p>　　3.1 調(diào)制電路論證8</p><p>　　3.2 解調(diào)電路論證9</p><p>　　四、單元電路設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1 調(diào)制部分12<

5、/p><p>　　4.2 解調(diào)部分14</p><p>　　五、Multisim的仿真17</p><p>　　5.1 調(diào)制電路波形的仿真18</p><p>　　5.2 解調(diào)電路波形的仿真18</p><p>　　5.3 結(jié)果分析19</p><p><b>　　六、注意事項(xiàng)

6、20</b></p><p><b>　　七、總結(jié)21</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)22</p><p>　　附：元器件引腳圖23</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在實(shí)際通信系統(tǒng)中，大部分信道不能直接傳輸

7、基帶信號(hào)，必須用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化，即以正弦波作為載波的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。和模擬調(diào)制一樣，數(shù)字調(diào)制也有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式。調(diào)頻信號(hào)即2FSK信號(hào)是數(shù)字通信系統(tǒng)使用較早的一種通信方式，由于這種通信方式容易實(shí)現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強(qiáng)，因此在低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2FSK信號(hào)的產(chǎn)生可利用一個(gè)矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)

8、行調(diào)頻而獲得。這正是頻率鍵控通信方式早期采用的實(shí)現(xiàn)方法，也是利用模擬調(diào)頻法實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)頻的方法。2FSK信號(hào)的另一產(chǎn)生方法便是采用鍵控發(fā)法，即利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選擇。</p><p>　　2FSK它是利用載頻頻率變化來傳輸數(shù)字信息。數(shù)字載頻信號(hào)又可分為相位離散和相位連續(xù)兩種情形。若兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供，它們之間的相位互不相關(guān)，這就叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)；若

9、兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供，是對(duì)其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻，這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載波就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)電路利用移頻鍵控法，由振蕩器產(chǎn)生不同的載頻頻率作為兩個(gè)不同頻率的載頻信號(hào)，即為相位不同的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)，由基帶信號(hào)對(duì)不同頻率的載波信號(hào)進(jìn)行選擇。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)介紹</b></p><p>

10、;　　設(shè)計(jì)的目的在于通過做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，掌握常用軟件的使用，能夠把高頻電子線路上面學(xué)習(xí)的一些理論知識(shí)經(jīng)過軟件設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制和解調(diào)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)高頻電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會(huì)查尋資料﹑方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手﹑獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉分析﹑解決高頻電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計(jì)與制作，加深對(duì)基本原理的

11、了解，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。</p><p>　　設(shè)計(jì)的意義在于通過設(shè)計(jì)二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制和解調(diào)，使學(xué)生對(duì)高頻電子線路中的二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制和解調(diào)能進(jìn)一步深入理解和學(xué)習(xí)。把書上的理論通過自己的設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)問題結(jié)合起來，在加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的同時(shí)增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。課程設(shè)計(jì)是我對(duì)通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不再只是停留在書本上，通過軟件仿真的結(jié)果與書上的結(jié)論相對(duì)比，能夠更加直觀的理解書上的理論。在做課程設(shè)計(jì)的同時(shí)，進(jìn)一步深入的學(xué)習(xí)了Mu

12、ltisim的使用，認(rèn)識(shí)到了Multisim在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)。雖然還不能說完全掌握了它的使用，但是卻對(duì)它長生了很大的興趣，對(duì)以后的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　掌握調(diào)制、解調(diào)的基本原理。通過實(shí)際方案的分析比較，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計(jì)說明，

13、能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。</p><p>　　二、Multisim軟件的介紹</p><p>　　2.1 軟件的發(fā)展與簡(jiǎn)介</p><p>　　Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于初級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作，包括電路原理圖圖形及電路硬件描述語言的輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。<

14、;/p><p>　　主要內(nèi)容為基于Multisim的模擬乘法器應(yīng)用設(shè)計(jì)與仿真。闡述了雙邊帶調(diào)幅及普通調(diào)幅、同步檢波、混頻、乘積型鑒相電路的原理，并在電路設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)Multisim11仿真環(huán)境中創(chuàng)建集成模擬乘法器MC1496電路模塊，利用模擬乘法器MC1496完成各項(xiàng)電路的設(shè)計(jì)與仿真。</p><p>　　Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以

15、很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。</p><p>　　NI Multisim軟件結(jié)合了直觀的捕獲和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借NI Multisim,可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)S

16、PICE模擬器仿真電路行為。借助專業(yè)的高級(jí)SPICE分析和虛擬儀器，能在設(shè)計(jì)流程中提早對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEW和SingnalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測(cè)量。</p><p>　　它有豐富的元件庫，為用戶提供元器件模型的擴(kuò)充和技術(shù) ；虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，其操作方法與實(shí)際儀器十分相似 ；具有較為詳細(xì)的電路

17、分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等 18 種電路分析方法，基本上能滿足一般電子電路的分析設(shè)計(jì)的要求 ；提供了多種輸入輸出接口，Multisim2001 可以與國內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件Protel及電路仿真軟件Pspice之間的文件接口，也能通過Windows 電路圖送往文字處理系統(tǒng)中進(jìn)行編輯排版，同時(shí)

18、還支持VHDL和Verilog HDL語言的電路仿真與設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2 Multisim10的特點(diǎn)</p><p>　　Multisim10 把所有的元件分成13類庫，再加上放置分層模塊、總線、登錄網(wǎng)站共同組成元件工具欄。</p><p>　　Multisim10提供了18種儀表，儀表工具欄通常位于電路窗口的右邊，也可以用鼠標(biāo)將其拖至菜單的下方，

19、呈水平狀。</p><p>　　(1)Multisim10是一個(gè)電路原理設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件。其元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此可以很方便地在工程設(shè)計(jì)中使用。</p><p>　　(2)Multisim10 的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬用表、信

20、號(hào)發(fā)生器、雙通道示波器、直流電源；還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒有的儀器，如波特圖示儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真度測(cè)量儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。</p><p>　　(3) Multisim10 具有較詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。<

21、;/p><p>　　(4) Multisim10可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及部分微機(jī)接口電路等。可以對(duì)被仿真的電路中的元器件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的過程中還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)。</p><p&

22、gt;　　Multisim10是一個(gè)電路原理設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件。它用軟件的方法模擬電子線路元器件和儀器儀表，實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”和“軟件即儀器”。 Multisim10是一個(gè)電路原理設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件，該軟件為電子工程師提供了一個(gè)電路設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，不僅與國際著名的模擬電路仿真軟件spice兼容，而且具有較強(qiáng)的 VHDL和 Verilog設(shè)計(jì)與仿真功能。它具有界面形象、直觀易懂、采用圖形方式創(chuàng)建電路的特點(diǎn)；

23、它豐富的元件庫中提供了超過16000個(gè)組件，全部采用世紀(jì)模型，確保了仿真結(jié)果的真實(shí)性和實(shí)用性；它采用開放式的庫管理模式，能自動(dòng)地生成模擬和數(shù)字組件模型，這對(duì)新器件的補(bǔ)充十分有利。multisim10的虛擬測(cè)試儀器種類齊全，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬用表、信號(hào)發(fā)生器、雙通道示波器、直流、交流電源；還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒有的儀器，如波特圖示儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真度測(cè)試儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。</p>

24、;<p>　　Multisim10具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。</p><p>　　Multisim（電子工作平臺(tái)）軟件，是一種在電子技術(shù)界廣為應(yīng)用的優(yōu)秀計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)軟件，被譽(yù)為"計(jì)算機(jī)里的電子實(shí)驗(yàn)室

25、"。其特點(diǎn)是圖形界面操作，易學(xué)、易用，快捷、方便，真實(shí)、準(zhǔn)確，使用Multisim可實(shí)現(xiàn)大部分硬件電路實(shí)驗(yàn)的功能。最突出的特點(diǎn)是用戶界面友好，各類器件和集成芯片豐富，尤其是其直觀的虛擬儀表是Multisim軟件的一大特色。它采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選取。</p><p><b>　　三、方案

26、設(shè)計(jì)與論證</b></p><p>　　頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數(shù)字信號(hào)，在2FSK中，載波的頻率隨著二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，頻移鍵控是利用載波的頻移變化來傳遞數(shù)字信息的。在2FSK中，載波的頻率隨基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化。故其表達(dá)式為：</p><p>　　典型波形如下圖所示。由圖可見。2FSK信號(hào)可以看作兩個(gè)不同載頻的ASK信號(hào)的疊加。

27、因此2FSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式又可以寫成：</p><p>　　圖3.1 2FSK時(shí)間波形 </p><p>　　3.1 調(diào)制方案設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　FSK信號(hào)的產(chǎn)生有兩種方法：直接調(diào)頻法和頻移鍵控法。</p><p>　　直接調(diào)頻法是數(shù)字基帶信號(hào)直接奇偶內(nèi)閣制載波振蕩器的振蕩頻率。雖然方法簡(jiǎn)單，但頻率穩(wěn)定度不高，同時(shí)轉(zhuǎn)移速

28、度不能太高。</p><p>　　頻移鍵控法有兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器。數(shù)字基帶信號(hào)控制開關(guān)，選擇不同頻率的高頻振蕩信號(hào)，從而產(chǎn)生FSK調(diào)制。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用鍵控法產(chǎn)生2FSK信號(hào)，用一個(gè)受基帶脈沖控制的開關(guān)電路去選擇兩個(gè)獨(dú)立頻率源的振蕩作為輸出，就</p><p>　　2FSK調(diào)制就是使用兩個(gè)不同的頻率的載波信號(hào)來傳輸一個(gè)二進(jìn)制信息序列?？梢杂枚M(jìn)制“1”

29、來對(duì)應(yīng)于載頻f1，而“0”用來對(duì)應(yīng)于另一相載頻w2的已調(diào)波形，而這個(gè)可以用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立的頻率源w1、f2進(jìn)行選擇通。如下原理圖：</p><p>　　圖3.2 鍵控法原理框圖</p><p>　　3.2 解調(diào)方案設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　2FSK信號(hào)的方式除了有過零檢測(cè)法、包絡(luò)檢波法還可以用鎖相環(huán)電路來完成解調(diào)。下面將對(duì)

30、這幾鐘方法進(jìn)行介紹和比較：</p><p><b>　　包絡(luò)檢波法</b></p><p>　　由于一路2FSK信號(hào)可視為兩路2ASK信號(hào)，所以，2FSK信號(hào)也可以采用包絡(luò)檢波解調(diào)。性能分析模型如下所示:</p><p>　　圖3.3 包絡(luò)檢波法模型圖</p><p>　　與同步檢測(cè)法解調(diào)相同，接收端上下支路兩個(gè)帶

31、通濾波器的輸出波形和分別表示為下式:</p><p>　　經(jīng)過調(diào)制后的2FSK數(shù)字信號(hào)通過兩個(gè)頻率不同的帶通濾波器f1、f2濾出不需要的信號(hào)，然后再將這兩種經(jīng)過濾波的信號(hào)分別通過包絡(luò)檢波器檢波，最后將兩種信號(hào)同時(shí)輸入到抽樣判決器同時(shí)外加抽樣脈沖，最后解調(diào)出來的信號(hào)就是調(diào)制前的輸入信號(hào)。</p><p><b>　　過零檢測(cè)法</b></p><p&

32、gt;　　單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)經(jīng)過零點(diǎn)的次數(shù)多少，可以用來衡量頻率的高低。數(shù)字調(diào)頻波的過零點(diǎn)數(shù)隨不同載頻而異，故檢出過零點(diǎn)數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異，這就是過零檢測(cè)法的基本思想。過零檢測(cè)法方框圖及各點(diǎn)波形如圖4所示。2FSK輸入信號(hào)經(jīng)放大限幅后產(chǎn)生矩形脈沖序列，經(jīng)微分及全波整流形成與頻率變化相應(yīng)的尖脈沖序列，這個(gè)序列就代表著調(diào)頻波的過零點(diǎn)。尖脈沖觸發(fā)一寬脈沖發(fā)生器，變換成具有一定寬度的矩形波，該矩形波的直流分量便代表著信號(hào)的頻率，脈沖越密，直流

33、分量越大，反映著輸入信號(hào)的頻率越高。經(jīng)低通濾波器就可得到脈沖波的直流分量。這樣就完成了頻率－幅度變換，從而再根據(jù)直流分量幅度上的區(qū)別還原出數(shù)字信號(hào)“1”和“0”。</p><p>　　圖3.4 過零檢測(cè)法方框圖及各點(diǎn)波形圖</p><p>　　鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，簡(jiǎn)稱鎖相環(huán)（PLL）。鎖相環(huán)的特點(diǎn)是：利用外部輸入的參考信號(hào)控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號(hào)的頻率和相位。</p>

34、<p>　　鎖相解調(diào)框圖如下所示：</p><p>　　圖3.5 PLL解調(diào)原理框圖</p><p>　　2FSK信號(hào)的解調(diào)可才用調(diào)制跟蹤環(huán),VCO要保證能跟蹤上與傳號(hào),空號(hào)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率.當(dāng)FSK信號(hào)輸入時(shí),LF輸出端有高低電平輸出,它們分別與傳號(hào)空號(hào)相對(duì)應(yīng).再經(jīng)過放大整形就可以解調(diào)出原來的數(shù)字基帶信號(hào).鎖相解調(diào)器由于具有跟蹤特性,低門限特性,與相干解調(diào)器相比約有4dB

35、~5dB門限改善.因此在信號(hào)為低信噪比時(shí),采用PLL可以降低誤碼率。故在上述三種解調(diào)方法中選擇PLL電路。</p><p><b>　　四、單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 調(diào)制部分</b></p><p>　　要將基帶信號(hào)NRZ碼經(jīng)過2FSK調(diào)制成為2FSK信號(hào)，我們采用一個(gè)受基帶脈沖控制的開關(guān)電

36、路去選擇兩個(gè)獨(dú)立的頻率源的真的作為輸出。鍵控法產(chǎn)生的FSK信號(hào)頻率穩(wěn)定度可以做得很高并且沒有過度頻率，它的轉(zhuǎn)換速度快，波形好。</p><p><b>　　模擬開關(guān)電路</b></p><p>　　輸入的基帶信號(hào)由轉(zhuǎn)換開關(guān)分成兩路，一路控制f1=32KHz的載頻，另一路經(jīng)倒相去控制f2=16KHz的載頻。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開關(guān)1打開，模擬開關(guān)2關(guān)閉，此時(shí)輸出f

37、1=32KHz，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，模擬開關(guān)2開通。此時(shí)輸出f2=16KHz，于是可在輸出端得到FSK已調(diào)信號(hào)。</p><p>　　圖4 模擬開關(guān)電路</p><p>　　圖4.1 模擬開關(guān)電路</p><p><b>　　射隨選頻電路</b></p><p>　　圖4.2 射隨選頻電路</p>

38、<p>　　電路中的兩路載頻由內(nèi)時(shí)鐘函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，分別經(jīng)射隨、LC選頻再送至模擬開關(guān)。</p><p>　　LC選頻電路函數(shù)： </p><p>　　最終可得到調(diào)制電路如下：</p><p>　　圖4.3 調(diào)制部分電路</p><p><b>　　4.2 解調(diào)部分</b></p>&l

39、t;p><b>　　模擬乘法器 </b></p><p>　　模擬乘法器是一種完成兩個(gè)模擬信號(hào)（電流或電壓）相乘作用的電子器件。它具有兩個(gè)輸入端對(duì)和一個(gè)輸出端隊(duì)，是三端對(duì)有源器件，它有兩個(gè)輸入端口，即X和Y輸入端口。</p><p>　　在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過程。采用集成

40、模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越。所以目前在無級(jí)通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器的常見產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。</p><p>　　根據(jù)雙差分對(duì)模擬相乘器基本原理制成的彈片集成相乘器MC1496是四象限的乘法器。</p><p>　　圖4.4 MC1496

41、的內(nèi)部電路 </p><p>　　其中V7、R、V8、R2、V9、R3和R5等組成多路電流源電路，V7、R5、R1為電流源的基準(zhǔn)電路，V8、V9分別供給V5、V6管恒值電流I0/2,R5為外接電阻，可用以調(diào)節(jié)I0/2的大小。由V5、V6兩管的發(fā)射極引出接線端2和3，外接電阻RY,利用RY負(fù)反饋?zhàn)饔?，以擴(kuò)大輸入電壓U2的動(dòng)態(tài)范圍。RC為外接負(fù)載電阻。</p><p>　　根據(jù)差分電路的工作原

42、理，可以得到：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　(3-5) </p><p><b>　　鎖相環(huán)工作原理</b></p><p>　　鎖相環(huán)是個(gè)相位誤差控制

43、系統(tǒng)。它比較輸入信號(hào)和壓控振蕩器輸出信號(hào)之間的相位差， 從而產(chǎn)生誤差控制電壓來調(diào)整壓控振蕩器的頻率，以達(dá)到與輸入信號(hào)同頻。在環(huán)路開始 工作時(shí)，如果輸入信號(hào)頻率與壓控振蕩器頻率不同，則由于兩信號(hào)之間存在固有的頻率 差，它們之間的相位差勢(shì)必一直在變化，結(jié)果鑒相器輸出的誤差電壓就在一定范圍內(nèi)變 化。在這種誤差電壓的控制下，壓控振蕩器的頻率也在變化。若壓控振蕩器的頻率能夠 變化到與輸入信號(hào)頻率相

44、等，在滿足穩(wěn)定性條件下就在這個(gè)頻率上穩(wěn)定下來。達(dá)到穩(wěn)定 后，輸入信號(hào)和壓控振蕩器輸出信號(hào)之間的頻差為零，相差不再隨時(shí)間變化，誤差電壓 為一固定值，這時(shí)環(huán)路就進(jìn)入“鎖定”狀態(tài)。這就是鎖相環(huán)工作的大致過程。     以上的分析是對(duì)頻率和相位不變的輸入信號(hào)而言的。如果輸入信號(hào)的頻率和相位在 不斷地變化，則有可能通過環(huán)路的作用，使壓控的頻率和相位不斷地跟蹤輸入頻率

45、的變 化。     鎖相環(huán)具有良好的跟蹤性能。若輸入FM信號(hào)時(shí)，讓環(huán)路通帶足夠?qū)?，使信?hào)的調(diào)制 頻譜落在帶寬之內(nèi)，這時(shí)壓控振蕩器的頻率跟蹤輸入調(diào)制的變化。     對(duì)于鎖相環(huán)的詳細(xì)分析可參閱有關(guān)鎖相技術(shù)的書籍。在此僅說明鎖相</p><p>　　圖4.5 解調(diào)部分電路</p>

46、<p>　　五、Multisim的仿真</p><p>　　載波頻率f1=8KHZ 載波幅值 5mv</p><p>　　載波頻率 f2=16KHZ 載波幅值 5mv</p><p><b>　　5.1 解調(diào)電路</b></p><p>　　利用Multisim仿真結(jié)果如下：</p><

47、;p>　　圖5.1 調(diào)制部分仿真結(jié)果</p><p><b>　　5.2 調(diào)制電路</b></p><p>　　圖5.2 解調(diào)部分仿真結(jié)果</p><p><b>　　5.3 結(jié)果分析</b></p><p>　　經(jīng)對(duì)比，仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果存在差異，幅值在傳輸過程中存在損耗，即并不

48、是完全與計(jì)算結(jié)果所得幅值相同，而是低于1/2.解調(diào)后波形的失真是由于載波并不能完全達(dá)到同步。</p><p><b>　　六、注意事項(xiàng)</b></p><p>　　1、調(diào)制模塊中，如果調(diào)制結(jié)果不明顯，可以加大載波頻率，一般來說載波頻率要比基帶頻率大得多。</p><p>　　2、在選擇帶通濾波器的參數(shù)時(shí)候嚴(yán)格按照需要的頻率范圍取值，通過計(jì)算載波

49、和基帶信號(hào)的頻率可以得出頻率范圍取值。</p><p>　　3、在整個(gè)仿真過程中，各模塊的參數(shù)設(shè)置十分重要，一定要設(shè)置合適的參數(shù)，才會(huì)得出所需的信號(hào)。</p><p>　　4、由于電路中選擇的芯片作用，相乘器的最大容許輸入電壓與電路中本機(jī)振蕩電壓相差不大，致使產(chǎn)生的解調(diào)信號(hào)波形產(chǎn)生少許失真。</p><p>　　5、在乘法器的輸出端口有少許的載頻泄漏，在低通濾波器濾

50、除時(shí)仍然留有少許，對(duì)解調(diào)出的波形產(chǎn)生干擾，從而產(chǎn)生少許失真。</p><p>　　6、信號(hào)傳遞過程中，頻率和相位偏移都會(huì)影響波形的質(zhì)量，從而產(chǎn)生失真。</p><p><b>　　七、總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過為期兩周的課程設(shè)計(jì)，在同學(xué)和老師的幫助下我順利的完成任務(wù)。不同于在教室上的理論，這次的課程設(shè)計(jì)需要將我們平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)學(xué)以致

51、用因?yàn)槭且运鶎W(xué)理論為基礎(chǔ)，所以在課程設(shè)計(jì)的過程中，我又重溫了２ＦＳＫ的調(diào)制與解調(diào)等知識(shí)，更加熟悉了Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的基本功能和操作，學(xué)會(huì)了獨(dú)立建立模型，分析調(diào)制與解調(diào)結(jié)果，和加入噪聲之后的情況，通過自己不斷地調(diào)試，更好的理解加入噪聲對(duì)信道的影響。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了實(shí)際操作能力，綜合素質(zhì)也得到了提高，進(jìn)一步加深了我們對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)了我們對(duì)專業(yè)的興趣。同時(shí)也鍛煉了我們獨(dú)

52、立思考問題、分析問題、解決問題的能力。而且本次設(shè)計(jì)有自己和隊(duì)友共同完成。加強(qiáng)了和別人溝通的能力已經(jīng)團(tuán)隊(duì)精神，對(duì)我們走向社會(huì)是個(gè)很好的鍛煉。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《通信電子線路》 主編：劉泉 武漢理工大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試》 主編：謝自美

53、 華中理工大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 主編：康華光 高等教育出版社</p><p>　　[4] 《通信原理》 主編：樊昌信 曹麗娜 國防工業(yè)出版社</p><p>　　[5] 《電腦輔助電路設(shè)計(jì)－multisim2001》 主編：韋思健 中國鐵道出版社</p><p>　　[6] 《擴(kuò)展頻譜通

54、信及其多址技術(shù)》 主編：曾興雯 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[7] 《通信原理與通信技術(shù)》 主編：徐國平 電子工業(yè)出版社</p><p>　　[8] 《通訊原理教程》 主編：樊昌信 電子工業(yè)出版社 </p><p>　　[9] 《Multisim進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的教學(xué)研究》 主編：余群 人民郵電出版社 </p&g