高频电子设计

课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 题题 目目 高频电子线路 课程设计 专专 业业 电子信息工程电子信息工程 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号号 2010 06 17 至 2010 06 27 共 1 5 周 指导教师指导教师 签字签字 系系 主主 任任 签字签字 一 课程设计目的一 课程设计目的 1 掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用 2 进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法 3 学会应用 LabVIEW 软件进行仿真设计 4 提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题和解决问题的能力 二 设计内容及要求 内容 1 调幅与检波 1 AM 信号的产生与检波 2 DSB 信号的产生与检波 2 FM 波产生与解调 3 PM 波产生与解调 要求 1 上述 1 必做 1 和 2 选做其一 2 和 3 选做其一 载波频率 100kHz 5kHz 的正弦波作为调制信号 2 调幅波的检波可用包络检波或同步检波 3 明确设计任务 合理选择设计方案 4 利用 LabVIEW 进行仿真设计 三 设计原始资料 LabVIEW 软件 电子通信系统 教材及 高频电子线路 相关参考资料 四 四 设计完成后提交的文件和图表 1 计算说明书部分 各种类型调制与解调的主要公式 2 图纸部分 1 各种调制与解调的原理框图 2 实现各种调制与解调的程序流程框图 3 相应的仿真波形图 四 进程安排 1 学习使用 LabVIEW 软件 2 天 2 查阅资料 制定各种调制与解调实现方案 2 天 3 LabVIEW 进行仿真设计 2 天 4 验收成果与撰写设计报告 2 天 五 主要参考资料 1 LabVIEW 7 Express 实用技术教程 雷振山 中国铁道出版社 2 LabVIEW8 5 快速入门与提高 孙秋野 西安交通大学出版社 3 我和 LabVIEW 一个 NI 工程师的十年编程经验 阮奇桢 北京航 空航天大学出版社 4 高频电子电路 张肃文 高等教育出版社 5 高频电路 沈伟慈 西安电子科技大学出版社 正文正文 设计内容 设计内容 DSB 信号的产生与检波 PM 波产生与解调 设计原理 设计原理 调制电路和解调电路是通信系统中的重要组成部分 调制是在发射端将 调制信号从低频段转换到高频段 便于天线发送以及实现不同的信号源 不同 系统的频分复用 解调是在接收端将已调波信号从高频变换到低频 恢复原调 制信号 在模拟系统中 正弦波调制是以高频正弦波为载波 用低频调制信号去控 制正弦波的振幅 频率和相位三个参量 分别称为调幅 调频和调相 DSB 信号产生和检波 设载波为 t 调制信号为单频信号 即 uc t wU ccmcos t 则普通信号为 t u cos Um kCooscos UU cmm t wc cos t cos 2 UU cm k m wcwc 其中 k 为比例系数 双边带信号中仅含有两个边频 五载频分量 其频带宽 度仍为调制信号带宽的两倍 下显示了单频调制双边带调幅信号的有关波形与频谱 t uDSB 双边带调幅信号不仅其包络已不再反应调制信号波形的变化 而且在调制 信号波形经过零点处已调波的高频相位有 180 的突变 容易看出 在调制信 号正半周 cos t为正值 双边带调幅信号 t 与载波信号 t 同 uDSBuc 相 在调制信号负半周 cos t为负值 t 与 t 反相 所以 uDSBuc 在正负半周交界处 t 有180 的相位突变 uDSB 有公式可以看出 产生双边带调幅信号最直接的方法就是将调制信号与载 波信号相乘 t uc t u t uDSB 其调制前后波形如图 b 载波型号 c 已调信号 解调 解调 由于双边带调幅信号的包络不能反映调制信号 因此包络检波法在此并不 适用 而同步检波是进行双边带调幅波解调的主要方法 设同步信号为 则 t ur t wU crmcos t uo 2 tt uuk rDSB t 2 t 2 t 2 2 UUUkk cmmrm coscos 2 1 wc cos 2 1 wc 其中 是乘法器增益 k2 用低频滤波器取出低频分量 即可实现解调 低通滤波器 t uDSB t ur t u PM PM 的产生和解调的产生和解调 设高频信号载波为 t 调制信号为 uc t wU ccmcos t u 瞬时相位为 t ukp t wc 调相信号为 upm cos Ucmukp t wc 其中 为比例系数 表示单位调制电压产生的相位偏移量 kp 上式表明 调相信号的振幅恒定 瞬时相位是在随时间变化的载波相位上叠加了一个 与调制电压成正比的相偏 瞬时角频率是在固定载频上叠加一个与调制电压的导数成正比 的角频偏 最大角频偏 和调相指数分别定义为 wm wmkp max dt tdu Mpkp max t u 如调制信号为单频信号 则相应的调相信号为 t upm cos Ucm cos Mp t wc 实现相位调制的基本原理是使角频率为的高频载波 t 通过一个可 wcuc 控相依网络 此网络产生的相移 受调制电压的控制 满足 的 ukp 关系 调相原理可由下图表示 正弦波振荡器可控相移网络 uc U upm 鉴相 采用乘积鉴相是最常用的方法 如调相信号为 upm cos Ucm t wc 同步信号与载波信号相差 2 则 k sin t sin 2 uouu rpm 2U U rmcm k t wc 用低通滤波器取出低频分量既是解调信号 如图 乘法器低通滤 波器 载波 提取 90 相移 upm uo LabVIEWLabVIEW 仿真仿真 1 DSB 信号信号 产生程序产生程序 仿真的波形仿真的波形 调制波波形 调制波波形 载波波形 载波波形 已调制波 已调制波 解调时 输入程序如图解调时 输入程序如图 仿真结果 仿真结果 2 仿真仿真 PM 波波 调制编辑程序如下图调制编辑程序如下图 载波 载波 调制信号 调制信号 已调已调 pm 信号 信号 解调时 解调时 仿真的程序 仿真的程序 调制信号 调制信号 Pm 波信号 波信号 同步相移信号 同步相移信号 解调出来的信号 解调出来的信号 课程设计中遇到的问题 课程设计中遇到的问题 首先是仿真时学习 labView 遇到问题主要是程序的设计 程序框图的制作 以及参数的设置 包括安装 调试软件 以及了解软件的内容 在设计程序模 板时 要注意仿真器件的选择 器件之间的连线 设置器件参数时 要特别注 意时间坐标的设置 适当调整 得到合适的波形图 用程序面板编程时 调用正确的编程语言 如在语句之后添加分号等 添 加输入 输出及各种参数输入端 运行时 检查各器件之间是否可以之间传递数据 否则要用数据转换簇进 行转换 运行出的波形适当调整时间坐标和幅值参数 以便得出合适图形 做课程设计报告时 要用到调制解调基础知识 心得体会心得体会 整个设计通过了软件的调试 我想这对于自己以后的学习和工 作都会有很大的帮助 labview 程序设计是一个很灵活的东西 它反 映了你解决问题的逻辑思维和创新能力 因此在整个设计过程中大 部分时间是用在程序上面的 很多子程序是可以借鉴书本上的 但 怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在 这需要对系统的结构很 熟悉 因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合 二者是密不可 分的 通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处 运用到 实践的过程中仍有意想不到的困惑 经过努力才得以解决 这次设计激发了我今后努力学习的兴趣