電子信息工程通信課程設(shè)計FSK包絡(luò)檢波

1、目錄1.設(shè)計基本原理與系統(tǒng)框圖11.1設(shè)計原理11.2系統(tǒng)框圖12.各單元電路設(shè)計32.1帶通濾波器32.2包絡(luò)檢波器42.3抽樣判決電路53.System view的仿真及其結(jié)果63.1System view的原理框圖63.2原理框圖設(shè)計原理及其參數(shù)73.3仿真結(jié)果（波形圖）84、總結(jié)與體會105、附錄（整機電路圖）116參考文獻12第1章 設(shè)計基本原理與系統(tǒng)框圖1.1設(shè)計原理數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中常見的一種常見的調(diào)制方式，頻移鍵控（FSK）易于實現(xiàn)，并且解調(diào)不須恢復(fù)本地載波，可以異步傳輸，對抗衰落性能也比較強。2FSK是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，信號便是符號“1”對應(yīng)于載頻，符號“0”

2、對應(yīng)于載頻的已調(diào)波形。而且與之間的改變是瞬間完成的。2FSK鍵控法則是利用矩形脈沖序列控制開關(guān)電路的對于兩個不同獨立頻率源進行選通。鍵控法的特點是轉(zhuǎn)換速度快，波形好，穩(wěn)定度高且易于實現(xiàn)。這次設(shè)計2FSK采用鍵控法產(chǎn)生信號，然后用非相干接收（包絡(luò)檢波）進行解調(diào)。1.2系統(tǒng)框圖2FSK信號的接收主要分為相干和非相干接收兩類，本次設(shè)計采用非相干法(即包絡(luò)檢波法)，其方框圖如下。包絡(luò)檢波法可視為由兩路2ASK解調(diào)電路組成。這里，兩個帶通濾波器（帶寬相同，皆為相應(yīng)的2ASK信號帶寬；中心頻率不同,分別為（、）起分路作用，用以分開兩路2ASK信號，上支路對應(yīng) ，下支路對應(yīng)，經(jīng)包絡(luò)檢測后分別取出它

3、們的包絡(luò)s(t)及；抽樣判決器起比較器作用，把兩路包絡(luò)信號同時送到抽樣判決器進行比較，從而判決輸出基帶數(shù)字信號。 帶通f1濾波器包絡(luò)檢波器器抽樣判決器2FSK包絡(luò)檢波器帶通f2濾波器 n(t) FSK信號包絡(luò)解調(diào)方框圖設(shè)頻率代表數(shù)字信號1；代表數(shù)字信號0，則抽樣判決器的判決準(zhǔn)則：式中x1和x2分別為抽樣判決時刻兩個包絡(luò)檢波器的輸出值。這里的抽樣判決器，要比較x1、x2的大小，或者說把差值x1-x2與零電平比較。因此，有時稱這種比較判決器的判決電平為零電平。當(dāng)FSK信號為時，上支路相當(dāng)于接收“1”碼的情況，其輸出x1為正弦波加窄帶高斯噪聲的包絡(luò)，它服從萊斯分布。而下支路相當(dāng)于接收“0”碼的情況，

4、輸出x2為窄帶高斯噪聲的包絡(luò)，它服從瑞利分布。如果FSK信號為，上、下支路的情況正好相反，此時上支路輸出的瞬時值服從瑞利分布，下支路輸出的瞬時值服從萊斯分布。無論輸出的FSK信號是或，兩路輸出的判決準(zhǔn)則不變，因此可以判決出FSK信號。第2章 各單元電路設(shè)計2.1帶通濾波器帶通濾波器是一個允許特定頻率通過同時屏蔽其他頻段的設(shè)備。此電路通過上、下兩個帶通濾波器，濾去帶外噪聲，濾除掉高次諧波并將信號放大。帶通濾波器在這里相當(dāng)于分支的作用，上支路只準(zhǔn)許頻率為f1的高頻信號通過，下支路只準(zhǔn)許為的高頻信號通過。用放大器741和電容、電阻構(gòu)成。R1.C1 組成低通網(wǎng)絡(luò)，C2和R2組成高通網(wǎng)絡(luò)，LC諧振回路能

5、夠起到濾掉不需要的雜波、諧波，選出需要的頻率的作用。兩者串聯(lián)就組成了帶通濾波電路。后面是由放大器741和電阻組成同向比例放大電路，是實現(xiàn)對對進行選波之后進行放大的功能。兩個帶通濾波器就對2FSK進行了選頻的工作。2.2包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器可以由二極管和低通濾波網(wǎng)絡(luò)組成。由帶通濾波器輸出的高頻信號將通過二極管和電阻電容構(gòu)成的包絡(luò)檢波器，二極管相當(dāng)于半波整流，去掉了小于門坎電壓的波形。低通濾波器由R.C串聯(lián)來實現(xiàn)的，濾掉不需要的雜波。包絡(luò)檢波器將各自的包絡(luò)取出至抽樣判決器。整個形成一個二極管包絡(luò)檢波電路。完成對于2FSK的波形的檢波工作。2.3抽樣判決電路檢波之后的波形是模擬信號，需要通過比較器還

6、原為數(shù)字信號。包絡(luò)檢波器將各自的包絡(luò)取出至抽樣判決器，抽樣判決器在抽樣脈沖到達時對包絡(luò)的樣值和 (上邊路為V1,下邊路為)進行判決，判決準(zhǔn)則是當(dāng)抽樣值滿足判為頻率代表的數(shù)字基帶信號，即“1”碼；當(dāng)時判為頻率代表的數(shù)字基帶信號，即“0”碼。本次課程設(shè)計采用運算放大器LM311來當(dāng)比較器，因為比較器其實就是開環(huán)狀態(tài)下的運算放大器，可以用來比較這兩個電壓。完成對于模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的工作。V1(f1頻率)V2（f2頻率）第3章 System view的仿真及其結(jié)果3.1System view的原理框圖3.2原理框圖設(shè)計原理及其參數(shù)2FSK非相干解調(diào)器（包絡(luò)檢波）仿真設(shè)計原理上圖所示.設(shè)計解調(diào)電路

7、時,先將調(diào)制后的信號分別送入帶通濾波器,由帶通濾波器將100HZ和150HZ信號分開,其帶通濾波通帶寬度分別設(shè)計為80-130HZ和120-170HZ;然后送入半波整流器、低通濾波器，再經(jīng)過比較器比較、整形，信號就解調(diào)還原成傳輸?shù)膫坞S機信號。選用合適的器件實現(xiàn)包絡(luò)檢波器的功能，2FSK信號用包絡(luò)檢波法解調(diào)，包絡(luò)檢波器可由半波整流器與低通濾波器串聯(lián)實現(xiàn)其功能。半波整流器的功能描述為：選用的模擬濾波器為低通濾波器，截止頻率設(shè)置為5HZ。具體參數(shù)為:信號源碼f1為正弦波,幅度為1V,頻率為100HZ,相位為0.信號源碼f2為正弦波,幅度為1V,頻率為150HZ,相位為0.隨機信號發(fā)生器為PN序列,幅

8、度為500e-3V,偏值為500e-3V,頻率為10HZ,電平數(shù)為2,相位為0.延時時間為150e-3切比鍥夫帶通濾波器1下限頻率為80HZ,上限頻率為130HZ.切比鍥夫帶通濾波器2下限頻率為120HZ,上限頻率為170HZ.巴特沃斯低通濾波器1截至頻率為5HZ.巴特沃斯低通濾波器2截至頻率為5HZ.3.3仿真結(jié)果（波形圖）上支路帶通濾波器下支路帶通濾波器上支路的半波整流器下支路的半波整流器 上支路低通濾波器下支路低通濾波器偽隨機序列 解調(diào)后的波形第4章 總結(jié)與體會課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察

9、過程.。 回顧起此次課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論。這次課程設(shè)計歷時兩個星期多左右，通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。對于system view我是第一次用，從安裝到自學(xué)，我都是一個新手，整整花了一個下午的時間

10、是認(rèn)真的熟悉這個軟件的基本操作，當(dāng)自己終于可以靠自己畫出電路并進行仿真時候，心情真的是無比的高興。后來就用protel畫電路圖，因為以前有學(xué)過這個軟件，所以用起來順手一點。但是還是有些東西忘了，只好請教別人或者找資料尋求答案。最后終于弄好了。這次主要的問題開始不知道應(yīng)該用什么元器件去實現(xiàn)那些功能，只好網(wǎng)上找通信實驗的教程，還有自己的教科書，比如數(shù)電，模電，高頻去參考。以便了解去怎么樣去實現(xiàn)一個模塊的功能。還有過程是怎么樣的。經(jīng)歷了很多，也做錯過很多次，但是最后終于找到了解決辦法。 “態(tài)度決定一切”，讓我自己只要自己認(rèn)真的去做，就會有收獲，這次課程設(shè)計讓我更加了解2FSK信號的解調(diào)與調(diào)制。也讓我對通信有了更加深入的了解。讓我更加喜歡這門