杭电通信系统课程设计实验报告

1、小山在。4外九学通信系统课程设计实验报告姓名： 田听煜学号：班级： 通信四班班级号：基于FSK调制的PC机通信电路设计、目的、内容与要求目的：掌握用FSKS制和解调实现数据通信的方法，掌握FSKS制和解调电路中相 关模块的设计方法。初步体验从事通信产品研发的过程.课程设计任务：设计并制作能实现全双工FSKS制解调器电路，掌握用OrcadPspice、Protel99se进行系统设计及电路仿真。要求：合理设计各个电路，尽量使仿真时的频率响应和其他参数达到设计要求。尽量选择符合标称值的元器件构成电路，正确完成电路调试。二、总体方案设计信号调制过程如下：调制数据由信号发生器产生（电平为 TTL,波特

2、率不超过9600Bau。，送入 电平7幅度调整电路完成电平的变换，再经过锁相环（CD4046，产生两个频率信 号分别为30kH环口40kHz（发“1”时产生30kHZJ波，发“0”时产生40kHZJ波）， 再经过低通滤波器2,变成平滑的正弦波，最后通过线圈实现单端到差分信号的 转换。信号的解调过程如下:首先经过带通滤波器1,滤除带外噪声，实现信号的提取。在本设计中 FSK 信号的解调方式是过零检测法。所以还要经过比较器使正弦信号变成方波，再经 过微分、整流电路和低通滤波器1实现信号的解调，最后经过比较器使解调信号 成为TTL电平。在示波器上会看到接收数据和发送数据是一致的。各主要电路模块作用：

3、电平7幅度调整电路：完成TTL电平到VC被制电压的调整；VCO1路：在控制电压作用下，产生 30KH才口40KH力波；低通2:把30KHz 40KH用波滤成正弦波；线圈：完成单端信号和差分信号的相互转换；带通1:对带外信号抑制，完成带内信号的提取；限放电路：正弦波整形成方波，同时保留了过零点的信息；微分、整流、脉冲形成电路：完成信号过零点的提取；低通1:提取基带信号，实现初步解调；比较器：把初步解调后的信号转换成TTL电平三、单元电路设计原理与仿真分析（1）带通1（4阶带通）- 接收滤波器（对带外信号抑制，完成带内信号的提取）要求通带：26KHz-46KHz，通带波动3dB;阻带截止频率：fc

4、=75KHZ寸，要求衰减大于10dB。经分析，二级四阶巴特沃斯 带通滤波器来提取信号。具体数值和电路见图1仿真结果见图2图1图2（2）低通1 （4阶低通）-提取基带信号，实现初步解调这两个低通的指标一样，可用一通带（0-20KHz）波动为3dB, 3dBtt止频率为20KHz 的四阶切比雪夫低通滤波器实现。计算得理论值：C2=333r C1=24p, R1=R2= R3=具体数值和电路见图3仿真结果见图4图4（3）低通2 （4阶低通）一把30kHz,40kHz方波滤成正弦波可用一通带波动为3dB, 3dBtt止频率为50KHz勺四阶巴特沃兹滤波器实现。 电路 形式采用多路反馈（MFB有源滤波器

5、，用两级二阶（四阶）低通滤波器串联实现 具体数值和电路见图5仿真结果见图6。(4)限放电路设计 一正弦波整形成方波，同时保留了过零点的信息限放电路采用过零点比较器(LM339)制作，比较电压为0,即当输入信号的电 压在零点处变化时，输出信号发生阶跃。比较电压的值就是R8±的电压，即输入的直流电压在 8±的分压。要使比较电 压为0,则R* R8的比值应尽量大，使R8±的电压尽可能接近于0。在图7中，R* R8 的比值为10: 1,所以进入电压比较器LM33笄5脚的电压接近于0,满足了比较电压 的要求。另外，电路中要求R31f R1、R2目加值的比值应等于R41fR8

6、勺比值，在实际电路 中取 R3=R4=100k R8=10k, R1=R2=符合了要求。具体数值和电路见图7仿真结果见图8。(5)微分、整流、脉冲形成电路R1和C1构成一个微分电路，作为方波信号的高电平输出。R2? 口 C2勾成另一个微分电路，作为方波信号的低电平输出。具体数值和电路见图9仿真结果见图10。图10(6)比较器一把初步解调后的信号转换成TTL电平比较器的电路形式与限幅放大电路相同，只是比较电压不同。它的比较电压即R1和R2k的分压值，这个比较电压值也是输入的方波信号的高电平与低电平的平均值。这里取R1=40k, R2= 6k, R3=3k, R4=10meg实际电路中，R劝一 1

7、0k的可调电 阻。具体数值和电路见图11仿真结果见图12图12(7)电平/幅度调整电路 一完成TTL电平到VC猊制电压的调整根据VC航路的实际调试结果得出与各频率相对应的输入电压即电平/幅度调整电路的输出电压，并据此进行Pspice仿真。在实际电路中R1 = 75k, Rf是一阻值为10k的可调电阻，所以调整Rf可以改变输 出Vo的大小，若减小Rf,则Vo增大；若增大Rf,则VoM小，据此进行电路调整，使 输出符合要求。而电阻R2、R3的分压值决定了输出Vo的中心电平，在实际电路中， R泌一阻值为10k的可调电阻，改变R2,可以调整输出Vo的中心电平，使输出满足要求。中心频率fo=35kHz时

8、对应的电压为，f=30kHz对应的电压为，f=40kHz对应的电 压为，这就是电路输出的直流电压分量和方波信号的电压范围。其中直流电压就是TL084第3脚输入的电压V1,即5V勺电源电压在R3上的分压。按比例计算得 R2、R3勺值。输出的方波信号的电压 Vo由R2 Rf来调节，使之高低电平分别为和，在 Pspice 仿真中使用参数扫描，得到符合要求的 R2、Rf值。具体数值和电路见图13仿真结果见图14。图14(8)系统PCB版图四、调试过程分析1 .检查电源检查+5V、GND -5V是否正确，然后进行调试。2 .调制调试(1)锁相环调试断开S3。调整R28,使CD4046的输出(4号脚)为3

9、5KHz的方波；在S3的圆脚加入调制数据，0为GND 1为5VCC调整电位器R30,使CD4046 的输出分另I为30KHz和40KHz(2)低通滤波器2的调试断开S2,观察低通滤波器2的频率特性。S2的圆角输入Vpp为1V,频率为5K-50K 的的正弦波信号(每次增加 5KHZ,在U1 (TL084)的第8引脚观测输出波形，记录 Vpp,与仿真结果比较；(3)放大电路驱动连接S2,在输出端(J7)观测并记录放大驱动电路的输出结果；3 .解调调试：(1)带通滤波器1的调试(2)限放电路记微分整流脉冲形成电路的调试(3)低通滤波器1(4)比较电路的调试4 .硬件电路板及调试结果波形图五、总结本次课程设计分为软件部分和硬