锁相技术结课论文.doc

锁相技术课程结业论文 题 目： 2FSK信号的解调电路设计 院系名称： 信息科学与工程学院 专业班级： 电子信息工程10级1班 学生姓名： 学 号： 授课教师： 朱春华 摘 要 本课程设计是一个2FSK的解调电路。功能是实现一个数字基带信号，经过调制信号的调制，输出一个2FSK的模拟信号，然后用锁相环进行解调，最后用system view软件进行仿真。调制采用载波调频法产生2FSK信号；解调采用锁相环对2FSK调制信号进行解调，解调出数字基带信号。总之，我们所采用的调制技术的最终目的就是使得调制以后的信号对干扰有较强的抵抗作用，然后解调出基波信号即可。关键词:2FSK 解调 systemview 仿真 目 录 1、引言41.1、课题目的和意义41.2、课题研究内容42、2FSK解调电路的工作原理42.1、2FSK简介42.2、锁相环技术简介53 2FSK解调电路的设计及systemview仿真53.1、解调系统框图53.2、2FSK信号的电路设计63.2.1、2FSK信号的产生63.2.2、2FSK信号的解调74、 结论105、 参考文献111 引言1.1、课题目的和意义 通过课程设计，是学生加强对锁相技术的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手、独立开展电路实验的机会，锻炼分析、解决锁相技术问题的时候本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作 ，加深对基本原理的了解，增强学生的实际能力。1.2 、课题研究内容 1、要求掌握2FSK解调模块的电路。2、 掌握解调的基本原理。3、 通过实际的方案分析进行比较，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4、 了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确地反映设计和实验成果，能正确的绘制电路图。2 2FSK解调电路的工作原理2.1、2FSK简介 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控制载波的频率。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，而且 与之间的改变是瞬间完成的。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用的实现方法。2FSK键控法则是利用受矩形脉冲序列控制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）是数据通信中最常用的一种调制方式。FSK方法简单，易于实现，并且解调不需要恢复本地载波，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、稳定度高且易于实现。缺点是占用频带较宽，频带利用不够经济。FSK主要应用于低中速数据传输，以及衰落信道和频带较宽的信道中。2.2、锁相环技术简介 许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。 锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。 锁相环是一种自动相位控制系统,它由鉴相器（PD）、环路滤波器(LP)和压控振荡器（VCO）三个部分组成，广泛应用于通信、雷达、导航以及各种测量仪器中。锁相环技术目前的应用集中在以下三个方面：第一 信号的调制和解调；第二信号的调频和解调；第三信号频率合成电路。3 2FSK解调电路的设计及systemview仿真3.1、解调系统框图 VCOPN码产生器 LF PD+PM载波器噪声LPF 图1、ZFSK解调框图3.2、2FSK信号的电路设计3.2.1、2FSK信号的产生 图2、调频法实现2FSK信号Token0：PN码源，参数：Amp1v、Offset0v、Rate10Hz、No.of levels2；Token1：直接调频器，参数：Amp1v、F3000Hz、Phase0、Mod Gain400Hz/V；仿真波形： 图3、基带信号 图4、2FSK信号 3.2.2、2FSK信号的解调 图5、锁相鉴频法解调2FSKToken0：PN码源，参数：Amp1v、Offset0v、Rate10Hz、No.of levels2；Token1：直接调频器，参数：Amp1v、F1700Hz、Phase0、Mod Gain400Hz/V；Token2,3，4为锁相环路，其中Token3为Butterworth_LPF、No.of Poles1、loCuttoff1200Hz； Token4：VCO，参数：Amp=2v、F=1700Hz、Phase=0、Mod Gain=800Hz/v； Token5：低通滤波器，参数：Butterworth_BPF、No.of Poles7、Lo Cuttoff800Hz；Token6：过零比较器，参数：选ab模式、a输入为Token8输出、b输入为门限电平、 True Output1v、false Output-1v ；Token7：比较门限电平，选正弦信号源，Amp0V、F0Hz，即比较门限为0电平Token8、9、10、11：信宿接收分析器Sink。仿真波形： 图6、基带信号 图7、滤波器3输出信号 图8、滤波器5输出信号 图9、解调出来的信号 结 论通过这次对2FSK解调电路的设计，让我学到了很多新的知识，对自己的知识面有了很大的扩展，而且对systemview的仿真软件的应用有了进一步的认识，很多模块的实用性功能对我们的专业知识的学习很有帮助。本课程设计中调制电路采用的是载波调频法，而解调电路采用的是锁相环解调出数字基带信号。由于对课本的学习，了解了对2FSK调制解调的基本原理，因此对电路的设计有了基础的认识。但对各电路的分解的具体设计不是很清楚。通过查阅资料和自己的努力下最终设计出一个完整的2FSK解调电路。通过设计，让自己对整个过程的理解得更加彻底，同时在电路设计的过程中，我认真复习了很多相关的知识，尤其是在滤波电路和锁相环电路中各元件以及参数的设置，我们必须得明确。在设计的过程中，我也认识到了自己所学知识的不足。以前上课都是学一些基本的东西，自以为知识掌握的很熟练，实际只是了解了最表面的东西，好多理论只是不能很好的应用于实践，现在运用学到得的东西做出有实际应用价值的东西,对所学知识点进一步的理解，并进行系统化。这也让我再次认识到知识是无尽的，只有不断的充实自己、完善自己的知识理论体系，才能够更好的胜任自己以后的工作。课程设计也是一个和同学交流的时机。在课程设计中，通过和同学的交流，我深深地认识到了自己和其他同学之间的差距。每次遇到问题，无从下手时，就问旁边的同学，咨询后才发现只是一个很小的问题。不断在反问自己：同样的学习环境，别人会，自己为什么不会？归根结底是学习态度的问题。在以后的学习中，我会端正自己的学习态