模擬通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、 模擬通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院系名稱： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： I目 錄第 1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容.1第 2 章 實(shí)現(xiàn)方法.22.1 信號(hào)產(chǎn)生模塊.32.2載波產(chǎn)生模塊.32.3調(diào)制器.32.4 解調(diào)器.3第 3 章 設(shè)計(jì)平臺(tái).43.1 硬件平臺(tái).43.2 軟件平臺(tái).4第 4 章 實(shí)際電路.54.1 FM調(diào)頻電路 .54.2 振蕩器.6 4.3 AM調(diào)頻電路.7第 5 章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程.8第 6 章 結(jié)論與感想.10參考文獻(xiàn).12 II第 1章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)圖1模擬通信系統(tǒng)框圖確定設(shè)計(jì)思路。 圖1.1 本設(shè)計(jì)主要完成以下模塊 a. 信號(hào)源產(chǎn)生模塊 （語(yǔ)音低頻信號(hào)） b. 載頻信

2、號(hào)產(chǎn)生模塊 （載波） c. 調(diào)制器 d. 解調(diào)器 第 2 章 實(shí)現(xiàn)方法 2.1 信號(hào)產(chǎn)生模塊實(shí)現(xiàn)方法1：RC振蕩器振蕩頻率f=，要求f=1kHz。實(shí)現(xiàn)方法2：專用芯片8038本實(shí)現(xiàn)由于條件限制，直接采用低頻信號(hào)輸出，使f=1kHZ。2.2載頻信號(hào)產(chǎn)生模塊要求振蕩頻率f=10.7MHz實(shí)現(xiàn)方法1：LC振蕩器可以用西勒電路，也可用克拉潑電路。實(shí)現(xiàn)方法2：壓控振蕩器 壓控振蕩器通過(guò)電壓控制振蕩器輸出頻率，一般是用電壓控制變?nèi)荻O管來(lái)實(shí)現(xiàn)，它可以產(chǎn)生很高的振蕩頻率。實(shí)現(xiàn)方法3：石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器最大的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度高，缺點(diǎn)是輸出頻率可調(diào)范圍比較窄。實(shí)現(xiàn)方法4：數(shù)字振蕩器可以用VHDL編程用

3、EPLD或PFGA實(shí)現(xiàn)，也可以用C語(yǔ)言編程用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但產(chǎn)生的波形為方波（或者矩形波）。由于單片機(jī)課程還沒(méi)有學(xué)習(xí)，因此這次不采用這些方式。本模塊采用FM調(diào)頻波自帶載波10.7MHZ。2.3調(diào)制器方案一AM調(diào)制器實(shí)現(xiàn)方法1：模擬相乘器模擬相乘器實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)（調(diào)制信號(hào)與載頻）的相乘，從而產(chǎn)生差頻與和頻，從而實(shí)現(xiàn)頻譜的線性搬移，它產(chǎn)生無(wú)用頻率分量少，是調(diào)制AM實(shí)現(xiàn)的最好方法。實(shí)現(xiàn)方法2：分立元件如二極管電路等，只要能實(shí)現(xiàn)頻譜線性搬移，均可用于調(diào)制AM，但它們產(chǎn)生的無(wú)用頻率分量較多，因此不常用。本設(shè)計(jì)AM調(diào)制采用模擬相乘器MC1496。方案二FM調(diào)制器實(shí)現(xiàn)方法：變?nèi)荻O管調(diào)頻器本次實(shí)驗(yàn)主要研究調(diào)頻波

4、，所以本模塊采用方案二FM調(diào)制器，實(shí)驗(yàn)方法為變?nèi)荻O管。2.4 解調(diào)器方案一AM解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法1：同步檢波器（用模擬相乘器實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)方法2：二極管峰值包絡(luò)檢波器由于模擬相乘器解調(diào)電路比較復(fù)雜，而AM調(diào)幅波包絡(luò)反應(yīng)了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，因此可用二極管峰值包絡(luò)檢波，且電路較簡(jiǎn)單，無(wú)需載波信號(hào)。因此本設(shè)計(jì)用二極管峰值包絡(luò)檢波器。方案二FM解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法1：集成電路MC3361頻率解調(diào)器實(shí)現(xiàn)方法2：相位鑒頻器實(shí)現(xiàn)方法3：集成鎖相環(huán)構(gòu)成的頻率解調(diào)器 本模塊解調(diào)采用FM解調(diào)器 第 3 章 設(shè)計(jì)平臺(tái)3.1硬件平臺(tái)：(1) 高頻實(shí)驗(yàn)箱（GP-4）（2）通信電路綜合實(shí)驗(yàn)箱（ZH5006）ZH5006實(shí)驗(yàn)箱中提供了很

5、多標(biāo)準(zhǔn)化模塊：可變加法器、可變減法器、可變相乘器、乘法器、低通濾波器、EPLD模塊、80C3模塊，DA模塊等。本次設(shè)計(jì)用壓控振蕩器模塊，乘法器模塊，濾波器模塊，和兩片通用模塊： 一個(gè)通用模塊用作RC振蕩器，另一個(gè)用作二極管檢波器。(3) 高頻實(shí)驗(yàn)臺(tái)XSGZ-1。 3.2 軟件平臺(tái)：（1） work bench仿真；（2） MaxplusII進(jìn)行EPLD設(shè)計(jì)；（3） Protel原理圖設(shè)計(jì)；（4） 單片機(jī)開發(fā)裝置。本設(shè)計(jì)采用work bench或者M(jìn)ultisim進(jìn)行正弦振蕩器、調(diào)制電路、檢波電路等部分的仿真，采用Protel進(jìn)行原理圖繪制。 第 4 章 實(shí)際電路4.1 FM調(diào)頻電路 圖4.1

6、FM調(diào)頻器 圖4.2 FM解調(diào)器4.2 振蕩器 圖4.3 壓控振蕩器 圖4.4 鎖相環(huán)解調(diào)器 4.3 AM調(diào)幅電路 圖4.5 AM調(diào)幅器 圖4.6 AM解調(diào)器 第 5 章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程關(guān)于課程設(shè)計(jì)我選擇了的是FM調(diào)頻電路，由于 實(shí)驗(yàn)條件限制，我們是在試驗(yàn)臺(tái)上完成的本次實(shí)驗(yàn)。首先，需要完成的是信號(hào)源產(chǎn)生，由于試驗(yàn)臺(tái)限制，我們直接使用的是信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生的是峰值為50mv，頻率為1kHZ的正弦波，用示波器顯示的如下： 圖5.1接下來(lái)就是生成頻率為10.7MHZ的載波，這個(gè)模塊和FM調(diào)制模塊設(shè)計(jì)到一個(gè)電路中，不需要再設(shè)計(jì)電路。步驟為先生成信源信號(hào)，然后再確定載波，先把FM調(diào)制器接入示波器，然后調(diào)節(jié)電

7、位器，使示波器中顯示的為10.7MHZ的正弦波。圖如下： 然后就是把信源信號(hào)接入FM調(diào)制器，輸出接入示波器，顯示的波形為疏密相間的正弦波信號(hào)。如下圖所示：最后就是把調(diào)制好的信號(hào)接入FM解調(diào)器電路，解調(diào)出原始信號(hào)，就是原來(lái)的信源信號(hào)。如下圖所示： 由圖可以看出，解調(diào)出的波與原始信號(hào)相差不大。第 6 章 結(jié)論與感想為什么要選擇調(diào)頻，相比于調(diào)幅波，調(diào)頻波有以下優(yōu)點(diǎn)：1 調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強(qiáng)外來(lái)的各種干擾、加工業(yè)和天電干擾等，對(duì)已調(diào)波的影響主要表現(xiàn)為產(chǎn)生寄生調(diào)幅，形成噪聲。調(diào)頻制可以用限幅的方法，消除干擾所引起的寄生調(diào)幅。而調(diào)幅制中已調(diào)幅信號(hào)的幅度是變化的，因而不能采用限幅，也就很難消除外來(lái)的干擾。

8、另外，信號(hào)的信噪比愈大，抗干擾能力就愈強(qiáng)。而解調(diào)后獲得的信號(hào)的信噪比與調(diào)制系數(shù)有關(guān)，調(diào)制系數(shù)越大，信噪比越大。由于調(diào)頻系數(shù)遠(yuǎn)大于調(diào)幅系數(shù)，因此，調(diào)頻波信噪比高，調(diào)頻廣播中干擾噪聲小。2調(diào)頻波比調(diào)幅波頻帶寬頻帶寬度與調(diào)制系數(shù)有關(guān)，即：調(diào)制系數(shù)大，頻帶寬。調(diào)頻中常取調(diào)頻系數(shù)大于1，而調(diào)幅系數(shù)是小于1的，所以，調(diào)頻波的頻帶寬度比調(diào)幅波的頻帶寬度大得多。3調(diào)頻制功率利用率大于調(diào)幅制發(fā)射總功率中，邊頻功率為傳送調(diào)制信號(hào)的有效功率，而邊頻功率與調(diào)制系數(shù)有關(guān)，調(diào)制系數(shù)大，邊頻功率大。由于調(diào)頻系數(shù)mf大于調(diào)幅系數(shù)ma，所以，調(diào)頻制的功率利用率比調(diào)幅制高。這次課程設(shè)計(jì)為時(shí)1周，兩周的時(shí)間非常短暫，課設(shè)題目下來(lái)后

9、我明確任務(wù)，首先熟悉軟件，進(jìn)行系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)，完成有關(guān)的系統(tǒng)流程圖及其模型。完成上述兩個(gè)步驟后開始進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)及整機(jī)調(diào)試，然后撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。之后進(jìn)行答辯。本次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，我深深體會(huì)到平時(shí)學(xué)習(xí)的不足以及動(dòng)手能力的缺乏。課設(shè)要求用Multisim軟件仿真出來(lái)，我再尋找電路圖的過(guò)程中遇到一些困難，要么是電路圖有問(wèn)題，要么是調(diào)不出來(lái)。調(diào)頻波形應(yīng)為彈簧波而我卻只能跳出正弦波形。老師鼓勵(lì)學(xué)生做實(shí)物圖，我就去嘗試了一下，發(fā)現(xiàn)自己動(dòng)手能力不足，經(jīng)驗(yàn)也不豐富，關(guān)于電阻的認(rèn)識(shí)及電容的讀寫。做實(shí)物的過(guò)程，是學(xué)習(xí)的過(guò)程，能教會(huì)很多，也能體會(huì)到很多。在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多,我學(xué)會(huì)了獨(dú)自完成一件事情所需要的毅力和勇氣及堅(jiān)持，當(dāng)你做完之后會(huì)有一種成就感。過(guò)程中學(xué)會(huì)與人溝通，鍛煉了自己從外界獲取信息的能力。懂得做一件事情前所需要做各種準(zhǔn)備工作，才能在接下來(lái)的問(wèn)題中越來(lái)越輕松自如。 參考文獻(xiàn)1 魏平俊、楊艷.現(xiàn)