2FSK调制与解调电路课程设计

1、成绩评定表学生姓名*班级学号*专业通信工程课程设计题目2FSK调制与解调电路评语组长签字：成绩日期20年月曰课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业通信工程学生姓名*班级学号*课程设计题目2FSK调制与解调电路实践教学要求与任务：1. 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（白选）。可以涉及模拟、数字、高频、单片机等等电路。2. 绘制电路原理图相应的双面印刷版图*.pcb3. 选做：对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形*sdf、数据）并说明是否达到设计意图。工作计划与进度安排：第20周：1. 安排任务2. 绘图仿真设计3.兀成（答辩，提交报口，演小）指导教师：201年月曰专

2、业负责人：201年月曰学院教学副院长：201年月曰目录1. 摘要41.1 关于Protel51.1.1 FSK调制及解调原理介绍62FSK的调制原理介绍62FSK信号的解调原理81.2 2FSK的各电路模块设计82FSK的调制单元82FSK的解调单元102. Protel原理图绘制102.1 准备画图103.2定位元件和加载元件库123.3原理图放置元件133.4连接电路133. PC戢制作143.1 生成网络表1443.2 创建PCE件164.3导入器件174.4元件的布局及布线175心得体会196参考文献201.摘要Protel设计系统是世界上第一套将EDA环境引入到Windows环境中的

3、EDA开发工具，是具有强大功能的电子设计CADB件，它具有原理图设计、印刷电路板（PCB、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，是进行电子设计最有用的软件之一。在原来Protel99SE的基础上，应用最先进的软件设计方法，率先推出了一款基于Windows2000和WindowsXP操作系统的EDA计软件ProtelDXPProtelDXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。ProtelDXP是第一个将所有设计工具集于和一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。ProtelDXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备

4、当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PC瞪制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，ProtelDXP提供了全面的设计解决方案。本次protel课程设计实现函数信号发生器的原理图绘制，PCB板图制作，以及电路仿真。运用uA747实现矩形波和三角波的输出，再经差分对管产生正余弦波形。本次protel课程设计实现FSK的调制与解调的原理图的绘制，电路仿真和PC哌图制作。自激振荡产生载波信号，利用键控完成FSK的调制，使用包络检波完成FSK的解调。1.1 关于Protel早期的Protel主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DO研境，对硬件的

5、要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电路原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的Protel已发展到DXP2004,是个庞大的EDA件，完全安装有200多M它工作在WINDOWSOOT,是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCADPSPICEEXCELS,其多层印制线路板的自动

6、布线可实现高密度PCB勺100的通率。Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：1.2.1 1）可生成30多种格式的电气连接网络表；2）强大的全局编辑功能，在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；3）同时运行原理图和PCB在打开的原理图和PCB图问允许双向交义查找元器件、引脚、网络4）既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB,也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCM设计上的一致性；5）强大的“规则驱动”设计环境，符合在

7、线的和批处理的设计规则检查；6）提供大量的工业化标准电路板作为设计模版；1.22FSK调制及解调原理介绍2FSK的调制原理介绍2FSK信号波形图如1.1图所示，它是由调制信号去控制载波信号，用载波0011/2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0/i图1.12FSK信号波形图FSK信号的产生有两种方法：直接调频法和频移键控法。产生的信号有相位连续和相许不连续两种如图1.2所示虽然方直接调频法是数字基带信号直接奇偶内阁制载波振荡器的振荡频率。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O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

8、2FSK调制0）调频法A(t)2FSK0相位连续(c)图1.22FSK信号调制方法本设计采用键控法产生2FSK信号，即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，如图1.3:图1.3键控法产生2FSK信号原理框图2FSKirnQoj1|L._-1./ih图1.4频移键控法产生波形移频键控是利用载波的频率变化来传递数字信息，而且振幅不变。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号的频率在f1、f2两个频点之间变化。故其表达式为:弓位（。=如os（Sf+&）发送为T时(1.1)工CM（气久）发送为时2FSK信号可以看成是两个不同载频的振幅键控信号之和，因此它的频带宽度是两倍数字

9、基带信号带宽（B）与fc2-fc1之和，即：BW=2B九2一-=2Ts旗一梧本次课程设计采用开关法产生2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生的信号，故相邻码的相位不一定是连续的，如图1.4。1.2.2 2FSK信号的解调原理2FSK信号的解调方法有：非相干解调（包络检波法）、相干解调法，还有鉴频法、过零检测法等。本次课程设计采用非相干解调进行FSK的解调。解调的原理就是将2FSK信号分解为上下两路分别进行解调，然后进行判别,其原理框图如下图1.5所示：图1.5非相干解调原理框图2.2FSK的各电路模块设计2.12FSK的调制单元要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号，我们采用一个受基

10、带脉冲控制的开关电路去选择两个独立的频率源的真的作为输出。键控法产生的FSK信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。2.1.1模拟开关电路输入的基带信号由转换开关分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16KHz的载频。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f1=32KHz,当基带信号为“0”时，模拟开关2开通。此时输出f2=16KHz,丁是可在输出端得到FSK已调信号。4066BD_10V；:厂：U7EdN一一CDDC-CN-图2.1模拟开关电路4066芯片调制电路利用模拟开关CD406洌图2.1,实现输入基波信号控

11、制模拟开关通断,通过模拟开关把不同频率的载波叠加的一起实现调制B的。2.1.2振荡电路L2N2219A6用eH312dm&eJR3inc*&meritDuhr-igFl昌匚七khhMFnmaryJ_SecoridafIDe*AJiBla.SlmtSizADEngArA4|TliKOrrtln7600132.1mmm133D4mmDel-auP:IempMeiNaDwf-aukTHnipIfllMFilnrL二盅潮mrMpMWGcAf;的。口口mm吕吕号二二二_1|_1_1|图3.1DocumentOption对话框原理图参数设置:1、从菜单选择Tools?Preferences打开原理图参数对

12、话框。这个对话框允许你设置全部参数，这些将应用到你将继续工作的所有原理图图纸。2、点击DefaultPrimitives标签以使其为当前，勾选Permanent。点击OK钮关闭对话框。3、在你开始绘制原理图之前，保存这个原理图图纸，因此选择File?Save。匣，旧口iHgCa*JOptHm!ioWr-M!k5匚EimnEtvCytWiflut:/jErikilflIn-Fbm-Editing:由CTRL*DquWoClc+-OpemSheetICw濒OoMTEBkrM,DixpLay3Ciaxx-Dwrx呵Ft-!Deeliar-i5Enirji口igEE；flPg)E-_iSokcsDoc

13、umentsWhanshmPcbDocJhanshusim.SchDx1EuGenera面FlJAdvancedSimNetfstFilesdFtesIwhuNETE1*1JSimulatioriDocuments上输血sm.SchD&c1:HAN5HU.sdf1皿hnshuHETi12Vr.egV3RCL咖，T7SRCLciRM-C,3图4.1网络表的生成.彳DXP用皿血浙血园nSdiOoc,HAMHLLPRJPC艮Ik娜Mt。照哪快做yift?ProjectJlaw依闻ools脚油Window廿枷T用时，-WcAipKtlDpiW*1HAN5HUF5UPC8l_二一1标：。FbwliufM

14、E*Cr/gttHANSHUPHJPCB,rdStuaDccifmhupdatePCBDocumtnlhanshuAbDoc.部雌Ubr岬hjTAdd偷晒vf血町限整SdwnaikUbriryMikebitegFitedlibraryIfmpUteWlWuPtWoc蜂tlKtForProjectJCmAled*输跑呻丽剑JFist“_JFin心倾C)S+础汕畔映ForDocumentEmulateCreateSh(FromSymbolCf?a!eyDLFifffromSymtroCreateSheSymbofFromSheelCreateComponentFromShfetSynchroniz

15、eShwiErb韩AndPortsDoctimn|fiptiwi,图4.2生成的网络表DlFforKByultiwineudlbrPCBUPl岫4.2创建PCB文件使用菜单File/New/PCB建立PCB&件。在侧栏中可对其saveas并且重命名为hanshu.PCBdoc如图4.3所示。l3hanshusitlScIiDoc*gTAMSHU.sdf*画harWorkspacel-DsnWrk1WoikspaceHAMSHU.PRJPCBProjectProjectsaFileViewStructureEdioc三尊瓯顽IQ产云正二2SOU.TCCYEHI-IELjTSoiiroeL_fCo

16、mpilePCBProjectHANSHU.PRJPCBlanshi_L3_-lGenerate国口Advar曰巳Netlist司hmnE_lPCB3E国口SimukharnshiAddNewtoProjectAddExistingtoProject.SaveProjectSaveProjectAs.MakeActiveProjectOpenProjectDocumentsHideAllInProjectCloseProjectDocumentsCloseProjectExploreOther匚了+NScherraticPCBScherraticLibraryPCBLibraryCAMDocu

17、mentOutputJobFileDatabaseLinkHieTextDocunnerrt图4.3新建PCBt件图4.4PCB置线在PCB件中,place/line画下方框，如图4.4。1. 导入器件菜单Degsin/ImportChangesFrom.2. 弹出的对话框下方的W垩上1理空按钮，则在Status栏的Checks中可以查看装入的元件是否正确，如果正确的话，会有标志，确定所有元件封装和网络都正确以后，单击|e炽项日而峥按钮，再单击按钮，这时网络表和元件已经装载到PCBi件中。装好元件和网络表后，既要开始元件的布局工作，在DXP下可以有手动和自动两种方式来布局，这里先采用自动布局，

18、然后手动调整的方式。完成布局工作，就要开始自动布线。选择AutoRoute/All命令，弹出如图4.5所示的对话框。图4.5元件导入3.3 元件的布局及布线对元器件进行布局，布局的准则：面积尽量小，元器件不能互相覆盖。在元器件布局完成后，绘制PCBK的边缘线。首先绘制KeepOutLayer层，再在此边缘外绘制TopLayer层边缘线，最后U1BPl*：）逐2L23一CD对布局元成的电路板进行布线。布局元成后的PC成图如图4.6所示图4.5PCB双面板图图4.6PCB单面板图6心得体会这次课程设计历时一个星期多，本次课程设计与以往不同，更强调对EDA勺实用，使我对电子设计自动化有了初步的认识。我认识到EDAf支术在电子设计中以及实际生产应用中的重要性，EDAa术是在电子CADK术基础上发展起来的计算机软件系统，是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用EDAX具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCBK图的整个过程的计算机上自动处