【2ASK调制解调电路设计案例4400字】

模拟相乘法的缺点是实现电路更为复杂一些，需要通过乘法器来设计电路，但乘法器的优点显著,它的调制效果比开关器件更好，通断键控法优点是电路简这次仿真我选择使用的软件是multisum14.0,是一个使用比较选择741s86n异或门，而移位寄存器。我们可以选择741s194n型号移位寄存器，两种方法都可以实现，但是741s194n移位寄存器比741s86n异或门更加便捷，同时实现的效果更加明显，两者相比较之下，我选择使用741s194n来设计这次电图3-174LS194N仿真芯片图图3-274LS194N芯片实物图图3-5是基带信号发生电路，主要由一个74LS194N移位寄存器和一个始生成01序列，从11引脚输入一个32千赫兹的矩形方波，通过74LS194N生成符合序列规律的矩形波信号。图3-6为二进制序列的波形。示波器-示波器-XSC3Y轴位移(格):边沿：水平：Y轴位移(格):标度：通过观察信号的波形，我们发现序列是有规律010111100010011的循环序列，符合这次做石英振荡电路，RC振荡电路，LC振荡电路等等，其中LC振荡电路产生的正弦波频率最高，RC振荡电路产生的最低，但本次设计的电路需要产生1的正弦振荡电路，电路图如图3-8所示。p图3-5EL4451CN概述图5%.5%.图3-6低失真正弦波振荡电路图这个电路设计的核心是EL4451CN集成电路芯片和两个1N914二极管，EL4451CN有着良好的电压增益效果以及线性度，同时它电压工作范围在5v到图3-9是低失真正弦波振荡电路仿真产生的正弦载波，我们可以观察到波形十分的平稳，有规律，没有出现失真现象，符合载波发生电路的要求。示波器-XSC5通道_通道_A通道A通道B单次正常时基保存1.13开关电路2ASK调制电路的最后一个部分就是开关电路，也是调制电路最为重要的部分，模拟开关芯片有很多，例如CD4066,74HC4066D,74HC4016等等，本次设计使用的是CD4066,CD4066是一个四双向的模拟开关芯片，总共有14个引脚，有，1,2一对，3,4一对，8,9一对，10,11一对总共4对互不干扰的开关每一对开关都有相应的输入和输出并且可以相互置换，同时每个开关都有一个控制端。当我们在控制端口施加高电平时，开关正常连通，电阻阻值具有几十欧，有着十分高的阻抗，相当于一个断路。当施加一个低电平时开关关闭，CD4066通常用于传输模拟和数字信号，同时也可以实现多路的传输。模拟信号的最高频率的上限为40兆赫兹，本次设计的最高频率为128K赫兹，符合要求。ss上图是开关电路，二进制序列信号从1EN引脚进入，载波信号从1A引脚进入，调制后的信号从1Y输出到解调电路。非相干解调法的电路较为简单，电路十分稳定，不仅效率比相干解调法高，价格也比较低廉，所以使用的较多一些。非相干解调电路中，带通滤波器负责把信号多余的噪声滤除，使信号波形更加准确，包络检波器电路利用电容的充电放电，使电容上的电压改变从而使信号达到要求。包络检波法也有十分明显的缺点，就是在传输数字信号时，特别是传输速度较快时，包络检波器的码元相比于全波整流器更窄，所以包络并不明显。相比较之下，我还是选择使用全波整流电路。由于调制信号一定需要载波，所以一定有载波分量分布在信号中，我们通常会使用锁相环的方法或者设计一个滤波器来帮助提取信号的载波，但是如果加上这两个部分，电路会变得更加复杂，成本也会提高，所以现实生活中我们选择相干解调的时候较少，大多使用非相干解调法，所以通过比较，我选择使用非相干解调法。首先让已经调制后的信号进入带通滤波器，滤除无关的噪声，使已调信号的为1,没有的地方为0,就可以得到调制前的矩形脉冲信号了。带通滤波器是一个让特殊频段的信号正常通过而滤除其他频段信号的滤波器的滚降现象，衰减幅度一般用dB来表示，我么只能把这个衰减的区域做的尽设计这个多反馈二环滤波器时，首先我们需要根据所设计的电路图，;利用基尔霍夫定理，节点电压法或回路电流法得到每个电阻和电容的参数，各个电阻的计算公式如3-1:传递函数的表达式如3-2:将各个电阻的计算公式带入可得：同时这个电路特性的各个参数的计算公式如下：8181图3-16为带通滤波电路的仿真电路图，根据设计要求，我们的载波频率为128k赫兹，所以我们令Go=4,ζ=0.5,w0=2πx128x10*3,取电容为1nF。计算公式如下：把我们所设计的参数带入上面的公式中的到Q=2,R1=R2=622欧，R3=4976欧，再利用中心频率和最高截止频率和最低截止频率之间的公式：得到最高截止频率为164kHZ,最低截止频率为大约100kHZ,而我们调制波的频率为128kHZ,符合这次的设计要求。保存时基x轴位移(格):0通道B触发边沿：水平：通道A刻度：Y轴位移(格):交流直流通道B反向通过观察示波器我们可以观察到经过带通滤波器滤波过后的信号更加的平整，有利于接下来全波整流电路的运行，符合设计要求。1.22全波整流器全波整流电路是解调电路的第二个部分，也是极为重要的一个环节。信号通过全波整流电路后，正常情况下信号并没有衰减多少，如果出现衰减过大的情况，我们则需要另外设计一个放大电路，不仅增加了设计难度，也让电路的变得更加复杂。所以我们需要在全波整流电路上增加运放的模块才能减少衰减。通过选择比较，这次设计我准备采用ne5532p作为这个电路的核心，与相同功能的芯片相比，ne5532p不仅具有更加优异的性能，电压范围也十分的大，适用于很多信号，不仅具有全波整流的功能，还能把电路进行放大，抗噪能力也十分876523本次设计的电路图如3-20所示，这个电路是一个精密的全波整流电路，同时带有运放功能的模块。本次设计用了两个NE5532P集成运放芯片，同时带有四个1N4148和电阻。R1,R5,R4,都是一千欧姆，R2为4.7千欧姆。当电路运行时，在第一个NE5532P输入信号，其输出信号与输入信号相反，输入是负向信号时，输出就是正向信号，同时二极管正常运行，此时电路相当于一个反向比例放大器，当输入一个正向信号时，由于R5和R1都是一千欧，所以输出电压和输入电压相反，输出为两个信号之和，使下面的波形实现了翻转，达到了整流的要求。这个电路较为容易实现，同时效果也很好。W里.一.0仿真出来的结果如图3-21所示，上面的调制波是整流之前信号的仿真波形，下面的是整流之后的仿真波形，我们可以发现整流之后的波形下半部分翻转到上面去了，上面的波形更加的密集，频率是整流之前的二倍，同时我们也可以观察到波形从出现到消失最后部分并不是理想的，依然存在一定的失真。和理想波形存在一定不同。示波器-示波器-XSC2x轴位移(格):单次正常0.000VY轴位移(格):刻度：Y轴位移(格):边沿：水平：保存1.23低通滤波器低通滤波器是调制电路的第三个部分，也是十分重要的一个部分，低通滤波器的作用是滤除高频的波形，使留下的低频波形频率都大致相似，让滤波后的信号更加接近矩形方波。低通滤波器依然使用NE5532P作为电路的核心，下图是有源二阶低通滤波电路的仿真电路图。这个电路使用了两个相同阻值的电阻R6,R7,阻值为一千欧，同时采用了四个电容，两个10PF和两个0.1uF,,C1和C4十分的小，目的是让滤波器电路的电压更加稳定，而C2和C3需要稍微大一点，这两个电容的功能主要是充电放电，电容值的大小要合适。电路的主要核心还是NE5532P,通过计算，我们发现这个电路的截止频率十分的高，超出了我们基带信号的频率，32千赫兹，符合我们这次设计的要求，可以滤除远远高于32千赫兹的波，留下合适的频率的调制信号。示波器-XSC1示波器-XSC1标度：6.301msx轴位移(格):0通道_A通道B保存边沿：外角发V图3-23是低通滤波器的仿真电路波形，上面的波形是低通滤波之前的波形，下面的是低通滤波之后的波形，通过观察我们可以发现低通滤波之后的波形已经十分接近基波信号的矩形方波了，但是在上升下降时候的波形依然存在着失真，边缘和原本的信号依然存在差距，需要通过下面的抽样判决电路进行整形和判断。1.24抽样判决器抽样判决器是2ASK解调电路的最后部分，通过电路的抽样判决来得到最后的信号波形，电压比较器有很多，如LM339,LM311H等等，这里我选择用LM339来对滤波后的信号波形进行整形，与LM311H相比，LM339集成电路芯片失调电压更小，电压的范围更大，一般为0到1.5伏，同时LM339的输出端更加的方便选择，一般我们可以通过滑动变阻器来控制判决电路电压的大小。抽样判决电路的芯片我选择使用SN74HC74N。整形电路主要由一个滑动变阻器和LM339D构成，通过滑动变阻器来改变判决电压大小，由LM339D来判决，高于判决电压时，输出信号为高电平，低于判决电压时输出信号为低电平，然后由SN74HC74N来控制到来的信号，其功能与数字电路中的D触发器有些相似，输入信号为上升沿触发，当信号处于