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通信原理课程设计--基于FPGA的时分多路数字基带传输系统的设计与开发指导老师：戴慧洁武卫华班级：通信111班组长：徐震震组员：胡彬、韦景山、谢留香、徐勇、周晶晶、张秋红日期：一、课程设计目的通信系统课程设计是一门综合设计性实践课程。
使大家在综合已学现代通信系统理论知识的基础上，借助可编程逻辑器件及EDA技术的灵活性和可编程性，充分发挥自主创新意识，在规定时间内完成符合实际需求的通信系统电路设计与调试任务。
它不仅能够提高大家对所学理论知识的理解能力，更重要的是能够提高和挖掘大家对所学知识的实际运用能力，为将来进入社会从事相关工作奠定较好的“能力”基础。
二、课程设计内容时分多路数字电话基带传输系统的设计与开发三、课程设计要求任务1、64Kb/S的A律PCM数字话音编译码器的开发设计2、PCM 30/32一次群时分复接与分接器的开发设计3、数字基带编码HDB3编译码器的开发设计4、同步（帧、位、载波同步（可选））电路的开发设计四、小组分工小组成员负责项目徐震震同步（帧同步、位同步）谢留香PCM 30/32一次群时分复接韦景山64Kb/S的A律PCM数字话音编码胡彬PCM 30/32一次群时分分接徐勇64Kb/S的A律PCM数字话音译码周晶晶数字基带编码HDB3译码张秋红数字基带编码HDB3编码五、时分多路数字电话基带传输系统框图PCM编码设计一、设计要求1、PCM编码器输入信号为:一个13位逻辑矢量的均匀量化值:D0,D1…D12其中:D0为极性位,取值范围在-4096～+4096之间；一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号；一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号；2、PCM编码器输出信号为:一个8位逻辑矢量的13折线非均匀量化值:C0,C1…C7其中:C0为极性位.C0=1为正,C0=0为负；一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号；一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号；二、PCM编码分析脉冲编码调制(PCM)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
摘要数字通信系统是采用数字信号来传递信息的通信系统，数字通信过程中主要涉及信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调等技术问题。
而脉冲编码调制就是一种常用的信源编码方法，将模拟信号抽样、量化，直到转换成为二进制符号的基本过程。
为了扩大通信系统链路的容量，在一条链路上传输多路独立的信号，为此引入了一种复用技术来实现多路信号共同传输的目的。
而在本系统设计中，所运用的复用技术是时分复用，同时基于现场可编程门阵列器件作为主控芯片，在Quartus II软件中使用硬件描述语言Verilog HDL编写PCM编译码和时分复用模块的程序，再对其进行波形仿真以验证程序的正确性，从而设计出语音信号的PCM编码与译码、时分复用的过程。
本设计中，将两路语音信号通过外围硬件电路模块送至FPGA中进行PCM编码、译码处理，最后通过后级外围电路实现语音信号的重现。
关键词：语音脉冲编码调制时分复用FPGADesign of Two-way V oice PCM Systemby Time Division MultiplexingABSTRACT A digital communication system is a communication system that transmit information by using digital signal, and digital communication mainly relates to the source coding and decoding, channel coding and decoding, digital modulation and demodulation technology. Pulse code modulation is a common source coding, and it is that the analog signal sampling ,quantization ,until the transformation become the basic process of binary symbols. In order to expand the capacity of communication link system ,a transmission of multiple independent signal on a link, therefore introduction of a division multiplexing technology to achieve the purpose of multiplexing.In this system design, we use a time division multiplexing technology, and based on the Field Programmable Gate Array, using Verilog HDL hardware description language to write PCM encoding and decoding and time division multiplexing module in Quartus II, then Waveform simulation to verify the correctness of the program, thus design a voice signal process of PCM encoding and decoding, time division multiplexing. In this system design, The two-way voice signal through the peripheral hardware circuit module is sent to the FPGA for PCM encoding and decoding, finally to achieve reproducible speech signal through the peripheral circuit. Key Words：V oice Pulse code modulation Time division multiplexing FPGA目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 目录1 引言 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 QuartusⅡ软件 (2)1.3 FPGA的介绍 (3)1.4 本文内容简介 (4)1.5 实施过程简介 (4)1.6 设计结果简介 (4)2 基本原理介绍 (5)2.1 模拟信号的数字化 (5)2.1.1 采样定理 (5)2.1.2 量化原理 (5)2.1.3 A律13折线 (5)2.2 脉冲编码调制 (7)2.3 时分复用技术 (9)2.4 PCM一次群帧结构 (10)3 系统设计介绍 (11)3.1 总体框图 (11)3.2 外围硬件电路的介绍 (12)3.2.1 拾音电路 (12)3.2.2 仪用放大器 (12)3.2.3 带通滤波器 (13)3.2.4 抬升电路 (13)3.2.5 A/D转换电路 (14)3.2.6 D/A转换电路 (14)3.2.7 功率放大器 (15)3.3 基于FPGA的模块设计 (16)3.3.1 系统时钟的设计 (16)3.3.2 前端模块设计 (16)3.3.3 后级模块设计 (18)3.3.4 同步时钟的提取 (20)3.3.5 整体FPGA系统原理框图 (20)4 设计的结果 (21)致谢 (22)参考文献 (22)附录 (23)1 系统实物图 (23)2 FPGA中主要模块程序 (24)1 引言1.1 选题背景与意义在当今信息化极其高度的社会，信息和通信已经与现代社会的发展密不可分。
1时分复用的基本原理时分多路复用建立在抽样定理基础上，因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲，这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号。
与频分复用相对应，频分复用时占有不同频带的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路频带间要有防护频带；时分复用则是占有不同时隙的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路时隙间要有防护时隙。
本课设以PAM 信号为例说明时分复用的实现，同样，对于其他的脉冲及脉冲数字调制方式也是可以时分复用的。
1.1 时分复用的实现时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为“同步时分复用”。
我们以图1.1来说明N 路信号实现PAM 时分复用。
图(a)时分复用系统示意图，发送端低通滤波器(LPF)的作用是保证调制信号()t m A 0+的频带是带限的，最高角频率为m w ,加到m(t)上的直流电压0A 的作用是使抽样出来的脉冲具有单极性。
各路信号加到发送转换开关的相应位置上，转换开关每隔s T 秒顺序地接通各路信号一次，亦即对N 路信号顺序的分别抽样一次。
单极性的PAM 信号，合成多路PAM 信号是N 路抽样信号的总和，如图(d)所示。
在一个抽样周期s T 内，由各路信号的一个抽样值所组成的一组脉冲叫做一帧，对于每一路信号，一帧所占的时间称为一个路时隙，用1T 表示。
为了防止邻路抽样脉冲相互重叠或连在一起，要求在相邻脉冲间由一定的防护时隙g τ，所以每路占有时间为N TT s g 1=+=ττ或者说，对于、每一路抽样脉冲的宽度τ应满足g s N T ττ-≤(a)图1.1 时分复用系统示意图及其波形N路PAM信号顺序送入信道传输，在接收端有一个与发送端转换开关在时间上严格同步的的接收转换开关，它顺序地将各路抽样信号区分开并送到相应的低通滤波器，恢复出各路调制信号。
时分复⽤通信系统设计⽬录第⼀章摘要 (1)第⼆章总体设计原理 (2)2.1 PCM编码原理 (2)2.2 PCM原理框图 (3)2.3 时分复⽤原理 (4)第三章单元电路的设计 (6)3.1信号源系统模块 (6)3.2 PCM编码器模块 (7)3.3帧同步模块 (9)3.4位同步模块 (10)3.5 PCM分接译码模块 (12)3.6系统仿真模型 (14)第四章总结与体会 (15)第⼀章摘要SystemView是具有强⼤功能基于信号的⽤于通信系统的动态仿真软件，可以满⾜从底层到⾼层不同层次的设计、分析使⽤。
SystemView具有良好的交互界⾯，通过分析窗⼝和⽰波器模拟等⽅法，提供了⼀个可视的仿真过程，不仅在⼯程上得到应⽤，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。
时分复⽤（TDM：Time Division Multiplexing）的特点是，对任意特定的通话呼叫，为其分配⼀个固定速率的信道资源，且在整个通话区间专⽤。
TDM把若⼲个不同通道（channel）的数据按照固定位置分配时隙（TimeSlot：8Bit数据）合在⼀定速率的通路上，这个通路称为⼀个基群。
时分复⽤是建⽴在抽样定理基础上的。
抽样定理使连续（模拟）的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。
这样，当抽样脉冲占据短时间时，在抽样脉冲之间就留有时间空隙，利⽤这个时间空隙便可以传输其他信号的抽样值。
因此，这就有可能沿⼀条信道同时传送若⼲个基带信号。
当采⽤单⽚集成PCM 编解码器时，其时分复⽤⽅式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时分复⽤分配器合路后送⼊信道，接收端先分路，然后各路分别解码和重建信号。
PCM的32路标准的意思是整个系统共分为32个路时隙，其中30 个路时隙分别⽤来传送30 路话⾳信号，⼀个路时隙⽤来传送帧同步码，另⼀个路时隙⽤来传送信令码，即⼀个PCM30/32 系统。
通信原理教案一、引言。
通信原理是现代通信工程中的基础课程，它涉及了从模拟通信到数字通信的发展历程，包括了调制解调、信道编解码、多路复用等多个方面的内容。
本教案将围绕通信原理这一主题展开，通过系统的教学安排和生动的案例分析，帮助学生深入理解通信原理的基本概念和关键技术，掌握通信系统的基本原理和工作原理，为将来的通信工程实践打下坚实的基础。
二、教学目标。
1. 理解通信原理的基本概念和发展历程；2. 掌握调制解调、信道编解码、多路复用等关键技术；3. 能够分析和设计基本的通信系统；4. 培养学生的创新意识和团队合作能力。
三、教学内容。
1. 通信原理概述。
1.1 通信原理的基本概念。
1.2 通信原理的发展历程。
2. 调制解调技术。
2.1 模拟调制技术。
2.2 数字调制技术。
3. 信道编解码技术。
3.1 信道编码原理。
3.2 信道解码原理。
4. 多路复用技术。
4.1 频分多路复用技术。
4.2 时分多路复用技术。
5. 通信系统设计案例分析。
5.1 无线通信系统设计。
5.2 光纤通信系统设计。
四、教学方法。
1. 理论讲解结合实例分析，生动形象地介绍通信原理的基本概念和关键技术；2. 实验教学结合项目设计，引导学生动手实践，加深对通信原理的理解和掌握；3. 小组讨论结合个人总结，培养学生的团队合作精神和创新意识；4. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
五、教学评估。
1. 平时表现（包括课堂讨论、作业完成情况等）占成绩的30%；2. 实验报告和项目设计占成绩的40%；3. 期末考试占成绩的30%。
六、教学资源。
1. 教材，《通信原理》。
2. 实验设备，调制解调实验箱、信道编解码实验设备、多路复用实验器等。
3. 资料，通信原理相关的案例分析、项目设计资料等。
七、教学安排。
1. 第1-2周，通信原理概述。
2. 第3-4周，调制解调技术。
3. 第5-6周，信道编解码技术。
4. 第7-8周，多路复用技术。
湖南工程学院课程设计课程名称专业课程设计课题名称2FSK时分复用通信系统的研究与设计专业电子信息工程指导教师浣喜明2010年01月02日湖南工程学院课程设计任务书课程名称专业课程设计题目2FSK时分复用通信系统的研究与设计审批任务书下达日期2010年01 月02日设计完成日期2010年01 月20 日目录1．设计基本原理与系统框图 (1)2．各单元电路设计 (2)2.1 数字信源 (2)2.2 数字终端 (4)2.3 数字调制.............................. 错误!未定义书签。
2.4 2FSK解调 (7)2.5 位同步 (8)2.6 帧同步 (10)3．SystemVIEW仿真 (11)3.1 帧同步模块仿真 (11)3.2 模\数变换时分合复用模块仿真 (12)3.3 2FSK调制、解调模块仿真 (13)4．总结与体会 .............................. 1错误!未定义书签。
5．附录 .. (16)6．参考文献 (17)1.设计基本原理与系统框图图1.1给出了2FSK时分复用通信系统的原理框图，由信源（数据m1(t)和数据m2(t)两路数据）、复接器、数字调制（2FSK）、载波同步、解调（2FSK）、分接器、位同步、帧同步及数字终端（数据D1(t)和数据D2(t)两路数据）等部分组成。
m（t）为时分复用数字基带信号，为NRZ码。
发滤波器与手滤波器的作用于基带系统相同。
由数字信源任意给出两路不同速率的数据，将两路不同速率的数据送到复接器，复接成一路数字基带信号，经过2FSK来调制再经过信道的传输，在接收端将接收到的信号使用2FSK解调，用复接器将两路信号分离出来这就是一个2FSK的通信系统。
数字信源输出时分复数字基带信号用单极性不归零码NRZ码，其中有一个时隙为帧同步信号，两个时隙为数据信号。
帧同步与位同步模块从NRZ中提取帧同步信号和位同步信号，并且将数据和同步信号对齐后输出。
通信系统原理教程教学设计前言通信系统原理是电子信息专业中的重要课程之一，它是让学生了解和掌握通信系统中的各种基础知识，为后续通信技术课程的学习打下基础。
本文将从课程目标、教学方法、课程内容等角度进行教学设计，旨在为通信系统原理课程的教学提供参考。
课程目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.了解通信系统的基本构成：信源、信道、调制、发射机、接收机和信宿。
2.掌握各种调制方法的原理与特点，包括调幅、调频、调相等。
3.熟悉特种通信系统的基本原理与应用，如PAM、PCM、DM等。
4.能够理解数字、模拟信号的特点和基础知识。
5.了解现代通信系统开发的现状、发展趋势和应用。
教学方法针对课程目标，本课程采用以下教学方法：1.讲授法：以教师为中心，通过讲述、示范、解释等方法，向学生传递相关知识。
2.实验法：通过实验模拟、实际操作等方式，让学生深入了解和体验课程内容。
3.讨论法：组织课堂讨论，加强学生之间的交流和互动，提高学生的思维能力。
课程内容本课程主要内容如下：第一章通信系统的基本概念1.通信系统的定义和分类2.信源、信道、调制、发射机、接收机和信宿的基本概念第二章调制技术1.调制技术的定义和分类2.调幅、调频、调相等基本原理和特点3.复调调制技术第三章数字调制技术1.数字信号的特点2.PCM调制技术3.DM调制技术4.FSK、PSK、ASK技术第四章特种通信技术1.PAM、PWM、PPM、PCM技术2.时分复用技术3.频分复用技术4.波分复用技术第五章通信系统的现代应用1.移动通信技术2.卫星通信技术3.光纤通信技术4.无线电通信技术实践教学本课程除了理论教学外，还需要进行实践教学，具体包括以下内容：1.设计实验项目，让学生实践调制和解调技术。
2.借助信号生成器、示波器等实验仪器，让学生深入学习专业知识。
3.推荐学生阅读相关论文和文献，加深对课程的理解和认识。
教学评估本课程教学结束后，将进行教学评估，主要内容包括三个方面：1.学生日常表现：包括参与讨论的活跃度、课堂作业的完成情况等。
课程设计任务书学生：专业班级：电信1205班指导教师：工作单位：信息工程学院题目：简易两路时分复用电路设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成一个简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
2、在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
3、选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。
4、安装和调试整个电路，并测试出结果；5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：二十二周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1设计要求与意义 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 意义与目标 (1)2 设计原理 (2)2.1 时分复用技术 (2)2.2 基本设计思路 (3)3 电路仿真 (9)3.1仿真软件Multisim (9)3.2电路仿真 (9)3.3 仿真结果 (10)4 实物制作与结果 (13)4.1 实物制作 (13)4.2 调试结果 (14)4.3 结果分析 (15)5 总结与分析 (16)参考文献 (17)摘要此次课程设计要求设计简易的时分复用电路。
时分复用（TDM）是信道复用技术之一，复用是指多个用户共用同一物理信道，从而提高信息传输效率的技术。
时分复用电路时常是多个电路的复用，本次设计我们仅设计两路的时分复用电路，实现将两路不用的模拟信号的分时传输功能。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路限号在时间轴上互不重叠。
通过本次课设，运用通信课程的知识，实现两路时分复用电路的设计，掌握时分复用技术的功能以及原理。
关键词：PAM调制时分复用 MC1496 滤波电路抽样AbstractThe curriculum design simple time-division multiplexing circuit design requirements. Time-division multiplexing (TDM) is one of channel multiplexing, reuse refers to multiple users share the same physical channel, so as to improve the efficiency of information transmission technology. Time-division multiplexing are often multiple circuit of reuse, the design we have only two time multiplex circuit, to realize the two way without time-sharing transmission function of the analog signal. Time division multiple integral parameters with time as the signal, so the number must be got the limit on the time axis overlap each other. Through this class set, using the knowledge of communication course, two lines of time-division multiplexing design of the circuit, control function and the principle of time-division multiplexing technology. Keywords: PAM modulation time-division multiplexing MC1496 filter circuit sampling1设计要求与意义1.1 设计要求设计任务：设计简易的两路时分复用电路实现对两路不同的模拟信号的传输初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
时分复用的matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握时分复用的基本概念和原理，理解其在通信系统中的应用。
2. 学会使用MATLAB软件进行时分复用系统的仿真和性能分析。
3. 了解时分复用与其他复用技术的区别及优缺点。
技能目标：1. 能够运用MATLAB编程实现时分复用信号的生成、传输和解调过程。
2. 学会利用MATLAB分析时分复用系统的误码率、信道容量等性能指标。
3. 培养实际操作和解决问题的能力，提高编程和调试技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的精神。
2. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通与表达能力。
3. 提高学生的信息素养，使他们认识到通信技术在现代社会中的重要作用。
本课程针对高年级本科生或研究生，具有较强的实践性和应用性。
根据学生已具备的基础知识和实际操作能力，课程目标旨在使学生在掌握时分复用理论知识的基础上，运用MATLAB软件进行实际系统的设计与分析，从而提高学生的理论联系实际能力和创新思维能力。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成时分复用系统的仿真设计与性能评估，为从事通信工程领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 时分复用基本原理：介绍时分复用的概念、原理及其在通信系统中的应用，对应教材第3章。
- 时分复用的定义与分类- 时分复用的实现方法及关键技术- 时分复用在现代通信系统中的应用案例2. MATLAB编程基础：回顾MATLAB软件的基本操作、编程语法和数据结构，为后续仿真打下基础，对应教材第2章。
- MATLAB软件的安装与界面操作- MATLAB编程基础（变量、数据类型、运算符、流程控制等）- MATLAB函数和脚本文件的编写与调试3. 时分复用系统仿真：结合MATLAB软件，设计时分复用系统的仿真实验，对应教材第4章。
- 时分复用信号的生成与解调- 仿真系统的性能分析（误码率、信道容量等）- 参数优化与性能改进4. 实践项目与案例分析：安排实际操作项目，让学生动手实践，并分析典型案例，加深对时分复用技术的理解，对应教材第5章。
实验报告课程名称通信原理实验名称两路PCM时分复用实验专业通信工程班级学号姓名指导教师彭祯2011年12 月15 日实验五两路PCM时分复用实验实验名称两路PCM时分复用实验评分实验日期2011 年12 月11 日指导教师彭祯姓名专业班级通信工程学号一、实验目的1、掌握时分复用的概念。
2、了解时分复用系统的构成及工作原理。
3、了解时分复用的优点与缺点。
4、了解时分复用在整个通信系统中的作用。
二、实验内容对两路模拟信号进行PCM编码，然后进行复用，观察复用后的信号并将其与复用前的编码信号比较。
三、实验器材1、信号源模块一块2、②号模块一块3、⑧号模块一块4、⑦号模块一块5、20M 双踪示波器一台6、连接线若干四、实验原理时分复用的原理框图如图6-3所示：图6-3 时分复用原理框图2、解复用原理解复用是通过帧同步提取模块提取的帧同步信号和位时钟提取模块控制计数器产生帧同步信号TS0、TT1和TS_SEL。
然后，再通过TS0、TS1、TS_SEL将复用的信号分离开。
原理框图如图6-4所示：图6-4 解复用原理框图五、实验步骤1、将信号源模块和模块2、8固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、将信号源模块上S4拨为“0100”，S5也拨为“0100”。
3、在电源关闭的状态下，按照下表完成实验连线：* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源4、将模块8上的拨码开关S1，S2分别设置为0000 0100，用示波器观察模块8上“FJOUT“处的输出波形，改变拨码开关为其它值，观察输出波形变化情况。
5、实验结束关闭电源。
六、实验结果1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。
在数字通信中，PCM、ΔM、ADPCM 或者其它模拟信号的数字化，一般都采用时分复用方式来提高信道的传输效率。
所谓复用就是多路信号（语音、数据或图像信号）利用同一信道进行独立的传输。
如利用同一根同轴电缆传输 1920 路电话，且各路电话之间的传递是互独立的，互不干扰。
两路时分复用课程设计摘要：本次课程设计的任务是完成简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
随着通信网络的发展，时分复用设备的各路输入信号不再只是单路模拟信号。
在通信网中往往有多次复用，由若干链路来的多路时分复用信号，再次复用，构成高次复用信号。
在本课程设计中，我们只选用两次复用来完成设计。
我们将要在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
并且选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。
关键词：时分复用；抽样；解调；滤波引言在实际的通信系统中，复用的目的是为了扩大通信链路的容量，提高通信系统的利用率，在一条链路上传输多路独立的信号。
常见的有时分复用和频分复用，时分复用是一种重要的复用方法，如今它比频分复用的应用更为广泛。
本次课设将对时分复用进行讨论并以及EWB仿真。
1 设计内容及要求1.1 课程设计目的本次课设主要是使学生加深对通信原理的理解，熟悉各类编码方式及数字基带信号的传输方式，相关电路的构成，以及如何实现仿真，为以后的工程设计打下良好基础。
1.2 课程设计要求设计电路时，应以理论作为指导，构思设计方案；设计完成后应进行调试，仿真和分析；处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论；独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。
1.3 课程设计内容完成一个简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
在EWB软件平台上实现仿真，并对结果进行分析。
2 设计相关知识2.1 时分复用在实际的通信系统中，为了提高通信系统的利用率，往往用多路通信的方式来传输信号。
所谓多路通信，就是指把多个不同信源所发出的信号组合成一个群信号，并经由同一信道进行传输，在收端再将它分离并将它们相应接收。
时分复用就是一种常用的多路通信方式。
时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。
这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短，能够传输的路数也就越多。
图2-1表示的是两个基带信号在时间上交替出现。
显然这种时间复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离，各个信号就能分别得到恢复。
这就是时分复用的概念。
此外，时分复用通信系统有两个突出的优点，一是多路信号的汇合与分路都是数字电路，简单、可靠；二是时分复用通信系统对非线性失真的要求比较低。
图2.1 两个信号的时分复用然而，时分复用系统对信道中时钟相位抖动及接收端与发送端的时钟同步问题提出了较高的要求。
所谓同步是指接收端能正确地从数据流中识别各路序号。
为此，必须在每帧内加上标志信号（即帧同步信号）。
它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲。
在实际通信系统中还必须传递信令以建立通信连接，如传送电话通信中的占线、摘机与挂机信号以及振铃信号等信令。
上述所有信号都是时间分割，按某种固定方式排列起来，称为帧结构。
采用时分复用的数字通信系统，在国际上已逐步建立其标准。
原则上是把一定路数电话语音复合成一个标准数据流（称为基群），然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇合成更高速的数据信号，复接后的序列中按传输速率不同，分别成为一次群、二次群、三次群、四次群等等。
2.2 PAM编码利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样。
抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
下图2.2为PAM信号产生过程。
话音输入fH抽样脉冲f≥2fH图2.2 PAM信号产生这里抽样必须满足抽样定理，抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。
在满足这一条件的情况下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
2.3 时分解复用时分复用的解调过程称为时分解复用。
时分解复用通信，是把各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信分离出原来的模拟信号。
由抽样定理可知，将时间上离散的信号变成时间上连续的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。
时分解复用是建立在抽样定理的基础上的,因为抽样定理连续(模拟)的基带信号由可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替.具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。
抽样脉冲占据时间一般较短,在抽样脉冲之间就留出间隙.利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样,因此,就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短,能够传输的数据也就越多.时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开，互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。
2.4 时分解复用中的同步技术原理在通信系统中，同步具有相当重要的地位。
通信系统能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依赖有无良好的同步系统。
同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。
他们在通信系统中都具有相当重要的作用。
时分解复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。
时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过相应电力和滤波器，把时分复用的调制信号不失真的分离出来。
2.4.1 位同步位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。
位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。
位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。
因此，接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的的定时脉冲序列。
2.4.2 帧同步在传输时把若干个码元组成一个个的码组，即一个个的字或句，通常称为群或帧。
群同步又称帧同步。
帧同步的主要任务是把字或句和码区分出来。
在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送。
每一个帧中包含多路。
接收端为了把各路信号区分开来，也需要帧同步系统。
帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号，当然这必须是在位同步的前提下实现。
2.5 相关滤波器图2.3 二阶有源低通滤波器电路图品质因数表明了滤波器通带的状态，一般要求Q=0.707，由此可以得到截止频率ωc=1/RC,即f=1/2πRC。
3 电路设计3.1 抽样脉冲电路本次课设中因为要求为两路时分复用，因此简单得将每一帧信号分为两个相等的时隙，每个抽样信号的频率相等，及占空比相等。
下图即为EWB中做出的抽样电路，加入反相器后，延迟电路出现。
这里的抽样频率F大于或者等于2fH 即信号频率。
图3.1 脉冲抽样电路3.2 PAM编码电路及时分复用实现这里直接采用调制信号与抽样信号直接相乘的形式来实现PAM编码。
这里必须注意幅度，因为电路中没有语音限幅电路。
下图为PAM编码电路。
图3.2 PAM编码电路图中M1,M2为直接在EWB中调用的乘法器，其X端输入为抽样脉冲型号，Y 端输入为调制信号。
输出即为PAM编码信号。
图中JF加法器为EWB中直接调用，实际电路中用CD4066来实现加法功能，即可实现时域上的信号顺序输出。
3.3 二阶有源低通滤波器电路电路中要求较好的还原原输入信号，要采用功能较好的滤波器。
这里采用了二阶有源滤低通波器级联方式。
如下图：图3.3 低通滤波电路由二阶滤波器的计算公式可以得出低通滤波器为3dB带宽、截止频率为3400HZ。
3.4 时分解复用及PAM编码解调M3与M4两个模拟乘法器构成分路门，输入抽样脉冲序列，可实现帧同步将两路信号分离出来。
由于时分复用信号在频域是混叠的，故解调要采用想干解调的方式。
将分离出来出来的两路信号通过低通滤波器，即可恢复出原信号。
图3.4 解调电路4 电路仿真及结果分析总体电路图如下：图4.1 总体电路图这里设置抽样脉冲均为8KHz，输入信号的最大频率为2.5KHz，满足采样定理。
设两个输入信号分别为2V，2.5KHz,2V,1KHz。
观察波形，输入信号波形如图4.2所示：图4.2 原输入信号波形图4.3为时分复用信号波形。
图4.3 时分复用信号波形图4.4为解调后输出信号波形。
图4.4 解调信号波形由以上波形可以看出，所设计电路基本可以实现要求的功能，但波形还有一定的失真，可能问题是在抽样过程中，误差造成了时域的混叠。
仿真波形正确，下面即可进行硬件连接测试。
5 硬件设计与调试5.1 工具准备20W电烙铁一把，最好是可调温的，尖嘴钳一把，螺丝刀一把，焊锡丝和松香水若干。
调试需要信号发生器一台，高频示波器一台，导线若干。
5.2 装配焊接按照电路图焊接，注意各节点不要连错。
焊接时应注意，在焊接MC1496和4006时，动作要麻利，以防过长时间加热把芯片烫坏，布线时，应当做到尽量使线不重叠，多走直角。
5.3 调试这里的调试很简单，电路板焊好电子元件后，要仔细检查电路板有无焊错的地方，特别要注意各个焊接点是否焊错要特别注意。
按照图上接好相应的信号及电源，观察输入输出的波形是否与原信号相同。
6 结束语通过这次课程设计，我深深感受了学习中实践的重要作用，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习制作各种东西更是如此，知识只有在经常的学习与实践的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。
在本次课程设计中，设计电路花了一些时间，在网上找了很多资料，加上自己平时学习的知识，对比之下，选择了最简单的电路来实现。
然而过于简单的电路可能会在功能上存在一定的缺陷，这是个遗憾。
但同时，我也收获了很多。
总之，通过这次课设，我收获了很多。
不仅对理论知识有了更为深刻的认识，同时提高了我们的综合能力。
参考文献[1] 张辉.《现代通信原理与技术》.西安电子科技大学出版社，2006[2] 樊昌信.《通信原理》.国防工业出版社，2001[3] 包闻亮，汪源源，朱谦.《信号和通信系统》.清华大学出版社，2007[4] 解相吾，解文博.《通信电子电路》.人民邮电出版社，2008[5] 李世银，宋金玲.《通信原理》.人民邮电出版社，2009[6] 王兴亮.《数字通信原理与技术》.西安电子科技大学出版社，第二版目录摘要............................................... 错误！未定义书签。
关键词 ............................................ 错误！未定义书签。
