FSK通信系统的设计的任务书

武汉理工大学通信原理课程设计说明书 1 信系统的设计 的任务书 号调制原理 2号波形图如 所示，它是由调制信号去控制载波信号，用载波的频率来传递数字信息，即用所传递的数字消息控制载波的频率。 图 接调频法和频移键控法，如图 示。 直接调频法是数字基带信号直接控制载波振荡器的振荡频率。虽然方法简单，但频率稳定度不高，同时转移速度不能太高。 频移键控法有两个独立的振荡器。数字基带信号控制开关，选择不同频率的高频振荡信号，从而产生 图 2本设计采用键控法产生 2用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 2 号解调原理 2号的解调方法有：非相干解调法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 过零检测法是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。 2零检测解调电路原理 框图 输入的 号经限幅放大后成为矩形脉冲波，再经过微分电路得到双向尖脉冲，然后整流得到单向尖脉冲，每个尖脉冲表示一个过零点，尖脉冲的重复频率就是信号频率的两倍。将尖脉冲去触发一单稳电路， 产生一定宽度的矩形脉冲序列，该序列的平均分量与脉冲重复频率成正比，即与输入信号成正比。所以经过低通滤波器输出的平均分量的变化反映了输入信号频率的变化，这样把码元“ 1”与“ 0”在幅度上区分开来，再通过判决恢复出数字基带信号。其原理框图如图 点波形图如图 图 过零检测电路信号波形 锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入参考信号频率的变化 ,环路锁定后输入参考信号和输出参考信号之间的稳态相位误差可以通过增加环路增益被控制在所需数值范围内。这种输出信号频率随输入参考信号频率变化的特性称为锁相环的跟踪特性 调频波（经过放大器放大后）与压控振荡器的输出被送入鉴相器，经鉴相器获得变化的相位误差的电压，该误差电压通过低通滤波器被滤出高频成份，从而获得随调制信号频率变化而变化的解调信号，从而实现了解调（鉴频）过程，其武汉理工大学通信原理课程设计说明书 3 原理框图如图 示 。 本设计采用 过零 检测法来解调信号 。 频器电路设计与工作原理 将主载波按设计技术指标要求，一般用 得载频 序列所需的时钟信号。本实验系统，将主载波 16行二分频得 8号作 8波进行二分频 得 4号作 将 4分频得 1 频器的实际电路如图 图 频器原理图 序列发生器电路设计与工作原理 的显著特点是：（ a）随机特性；（ b）预先可确定性；（ c）可重复实现。电路原理图如图 示： U 2 4 Q 51Q 61 2 4 Q 92Q 82 3 4 Q 51Q 61 3 4 Q 92Q 82 K H 入8 K H Z 4 K H H 信原理课程设计说明书 4 图 序列码发生器电原理图 从图中可知，这是由 4 级 D 触发器和异或门组成的 4 级反馈移位寄存器。本电路是利用带有两个反馈抽头的 4 级反馈移位寄存器，该电路输出的信码序列为 :111101011001000。如 右边列表所示： 制器电路设计与工作原理 2 1）频率选择法；（ 2）载波调频法。由于频率选择法产生的 2二进制码元状态转换（或）时刻， 2会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生 2时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。 四级伪随机码 2 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 5 图 电路与电子开关构成的调制器电原理图 在这里，我们采用的是载波调频法，其调制器电路原理图如图 A）或（ B）所示： 其工作过程是：从“信码 入的基带信号分成两路， 1路经（ 74相后接至 74控制端，另 1路直接接至 “载波 “载波 入的载波信号分别接至 输入端。当基带信号为“ 1”时，门电路 开， 闭，输出第一路载波；当基带信号为“ 0”时， 时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到 2形如图 图 要实现 2号，除用上述门电路调制器外，我们还可采用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个不同的频率源作为输出。键控法产生的 2号频率稳定度可以做得很高并且没有过度频率，它的转换速度快，波形好。输入的基带信号由转换开关分成两路，一路控制 一路经倒相去控制载频。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 基带信号为“ 0”时，模拟开关 2开通。此时输 出 是可在输出端得到 2图 示 : 图 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 6 调电路设计与工作原理 过零检测法是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。解调系统组成原理框图如图 图 入的 号经限幅放大后成为矩形脉冲波，再经过微分电路得到双向尖脉冲，然后整流得到单向尖脉冲，每个尖脉冲表示一个过零点，尖脉冲的重复频率就是信号频率的两倍。将尖脉冲去触发一单稳电路，产生一定宽度的矩形脉冲序列，该序列的平均分量与脉冲重复频率成正比，即与输入信号成正比。所以经过低通滤波器输出的平均分量的变化反映了输入信号频率的变化，这样把码元“ 1”与“ 0”在幅度上区分开来，恢复出数字基带信号。 幅 、微分、整流、展宽电路 脉冲形成电路用双 4极管、阻容等元件组成。 信原理课程设计说明书 7 图 冲 形成电路图 该电路具有单稳态特性，它的稳定状态是： Q=1 或 =0。当 有输入信号触发时，输入信号的下降沿使电路状态发生改变 :Q=0 或 =1。这时 发器清零端的电压 缓慢降低，当降至 右时，触发器清零，电路又回到稳定状态，此时，二极管导通，电容 向充电，因为反向充电的时常数充 = 小，因而触发器清零端的电压会很快上升至高电位上，保证 然，输入信号的下降沿作用后，清零端电平下降到 冲宽度放 =节 以改变形成脉冲的宽度。调节 1/2（ ），保证两路脉冲叠加后不混叠，但也不能使脉宽过窄，因为形成脉冲的宽度将影响低通滤波器输出幅度 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 8 压比较器电路 电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中，所谓电压比较器就是将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压 相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域 电压比较器的主要任务是将输出的数字基带信号进行零电平判决与实现波形的变换，使之成为规则的矩形波。其基本电路构成如图 它由通用电压比较器芯片 反相输入端接分压电位器的中心抽头，以取得参考电压 输入信号电压 ；当输入信号电压 图 压比较器 通滤波器 为了获得良好的幅频特性，脉冲展宽电路输出端所接的低通滤波器的带外衰减应很快，达 40倍频程。 其电路如图 图中所示的低通滤波器为二阶有源低通滤波器。能提供 40倍频程衰减量，由截止频率公式知： 1 2 1 22 1R R C C 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 9 图 通 滤波器 样判决器电路组成与工作原理 抽样判决器的功用是：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 过零检测电压比较器输出的信号，必须进行码再生电路（即抽样判决电路）才能恢复出和发送端相同的非归零码。在 2信系统中，抽样判决电路通常用触发器对判决信号进行抽样再生，其基本电路如图 出信号波形如图 由图可见，该电路使用 D 触发器构成，其时钟信号是由码元定时电路恢复的与发送端同频同相的位同步信号。 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 10 图 图 出波形 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 11 真电路图 真结果 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 12 作 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 13 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 14 武汉理工大学通信原理课程设计说明书 15 本次课程设计题目是 2制电路的设计，开始时在网上和图书馆查找相关的资料和书籍。之后翻阅资料了解 2基本工作原理和框架结构，利用真软件设计电路图，修改不同元件的参数。利用示波器检查输出信号。 这次的课题看上去不算太难，但是我们在设计的过程中还是遇到了许多之前没有想到的问题，信号的调制部分我们做的还算顺利，很快就有了结果，但是解调部分却始终没有做出来，我们尝试了多种方案，修改相关参数，结果一直不理想，很遗憾的是这个问题直到最厚 也没 得到解决。这次课程设计给我的感触是仿真的事物与实际做 出的产品所要获得的结果又许多差异。 经过这次课程设计，我们不仅完成了设计内容，更重要的是学到了很多课堂上得不到的东西。我体会最深的是仿真的设计与实际的设计有太大的变化，有许多的不确定因素在里面，这都是我们需要考虑到的。在设计过程中，我们查阅了大量的有关书籍，巩固了以前所学过的通信原理知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的必要性，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 参考文献 1 通信电子线路 刘泉 武汉理工 大学出版社 2 通信原理 樊昌信，曹丽娜 国防工业出版社， 2008 3 通信电子电路 于洪珍 北京清华大学出版社 , 信原理课程设计说明书 16 本科生课程设计成绩评定表 姓 名 龙江游 性 别 男 专业、班级 电信 1204 班 课程设计题目： 信系统的设计 课程设计答辩或质疑记录： 义 ？ 答 ： 2义为二进制频移 键 控 ， 2特点是传号 “0” 和 “1” 的 载波频率 分别 为 实现过程 又 分为 相位 不连续及相位连续两种 频移 键控信号 。 2两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供，它们之间的相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号；若两个振荡频率由同一振荡信号源提供，是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 哪些方式？ 答 ： 相干解调， 非 相干解调 又分 包络检 波 法和过零检测 法。 测法原理？ 答 ： 输入的 号经限幅放大后成为矩形脉冲波，再经过微分电路