2ASK数字调制、解调系统的设计

通信原理课程设计报告

设计课题： 2ASK数字调制、解调系统的设计

专业班级： 电子信息工程060班

学生姓名：

指导教师： 王枫

设计时间： 2008.12.26

2ASK数字调制、解调系统的设计

设计者：

指导教师：王枫 郭秀梅

摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。

关键词：调制解调 2ASK 误码率 仿真 波形

1 设计任务与要求

1利用所学《通信原理》的基本知识，设计一个2ASK数字调制器。 完成对2ASK的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析。

2理解2ASK信号的产生，掌握2ASK信号的调制原理和实现方法并画出实现框图。

2 方案设计与论证

振幅键控（也称幅移键控），记做ASK,或称其为开关键控（通断键控），记做OOK 。二进制数字振幅键控通常记做2ASK。

对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。2ASK信号可表示为

式中,为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列

其中，g(t)是持续时间为、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数； 为二进制数字

2ASK信号的产生有两种方法:

 相乘电路法:

图 二进制振幅键控(2ASK)信号的产生方法之一:相乘电路法

 通-断键控法:

图 二进制振幅键控(2ASK)信号的产生方法之二:键控法

经过论证决定选用方法1 也就是相乘电路法来产生2ASK 信号。

3 单元电路与参数计算

2ASK信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。

包络检波法的原理方框图如图2所示。带通滤波器（BPF）恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。低通滤波器（LPF）的作用是滤除高频杂波，使基带信号（包络）通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄的脉冲，通常位于每个码元的中央位置，其重复周期等于码元的宽度。不计噪声影响时，带通滤波器输出为2ASK信号，即，包络检波器输出为s(t)。经抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列。

相干检测法原理方框图如图3所示。相干检测就是同步解调，要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘，输出为

经低通滤波滤除第二项高频分量后，即可输出s(t)信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。

虽然2ASK信号中确实存在着载波分量，原则上可以通过窄带滤波器或锁相环来提取同步载波，但这会给接收设备增加复杂性。因此，实际中很少采用相干解调法来解调2ASK信号。因此采用包络检波解调。

4 总原理图及元器件清单

4.1 电路总原理图

4.2 元件清单

元件序号 型号 主要参数 数量 备注

R 5k,10k 12

C 1uF 3

U 3554AM,AD644SH 3

D MUR5005 2

5 安装与调试

在图1的仿真电路中，方波信号源V2和载波信号源V1还有相乘器组成调制电路输出 2ASK 信号。电路仿真和波形输出如图 1、2.

以下为2ASK 的 调制 仿真电路图

图 1 仿真电路图

图2 仿真示波器输出

以下为2ASK 的 解调 仿真电路图

6 性能测试与分析

对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量，以便提供调整电路的依据。经过反复的调整和测量使电路的性能达到要求。

7 结论与心得 通过对通信系统原理和Multisim的学习，在通过硬件实现时会时不时地会出现一些问题，诸如：某个芯片的用法、其适用范围、其典型应用时会出现的问题、滤波器的设计、模拟电路中反馈电阻与控制增益器件的调节等等，都需要理论知识和实践经验结合才能解决。在此期间，首先，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。

8 参考文献

【1】周凯. 《EWB虚拟电子实验室》[M]电子工业出版社 2005.Ｐ150。

【2】薛鹏骞.《电子与通信电路计算机仿真》[M]煤炭工业出版社 2003.7Ｐ226。

【3】 K.K.克拉克.《通信电路：分析与设计》[M]人民教育出版社1980.Ｐ166.

2ASK digital modulation, demodulation system's design

Designer:

Supervising teacher : Wang Feng Guo Xiumei

Abstract: The Communications Today system request signal distance is far, the message capacity is

big, the transmission quality is good. Of a modulation demodulation technology as its key

technologies has been an important direction which the people study. From earliest simulation

amplitude modulation frequency modulation technology's better and better, to the present digital

modulation technology's widespread utilization, causes the information the transmission to be more

effective and to be reliable. The binary numeral amplitude shift keying is one ancient modulation

system, is also each kind of digital modulation foundation.

Key Word: The modulation demodulates 2ASK error rate simulation waveform

这次课程设计历时二个星期多左右，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的绘制原理图，进行仿真实验，有的积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。

在这个过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作（八路抢答器），可是平心而论，也耗费了我们不少的心血，这就让我不得不佩服专门搞单片机开发的技术前辈，才意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！

通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，和团队人员这十几天的一起工作的日子，让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了。这个工程确实很累，但当我们仿真实验成功的时候，当我们连好线，按下按钮，LED亮了起来，喇叭响起的是我一生以来最好听的声音，我们的心中就不免兴奋，不免激动。以前种种艰辛这时就变成了最甜美的回忆！

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！