杭电通信系统课程设计实验报告
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青岛农业大学理学与信息科学学院通信系统仿真课程设计报告设计题目 PSK调制和解调系统学生专业班级学生姓名(学号)指导教师完成时间实习(设计)地点理信学院机房2015年 09月01日一、课程设计目的和任务学生通过本课程的实践,能进一步掌握高级语言程序设计基本概念,掌握基本的程序设计方法;通过设计一个完整的小型程序,初步掌握开发软件所需的需求定义能力、功能分解能力和程序设计能力、代码调试技能;学习编写软件设计文档;为未来的软件设计打下良好的基础。
要求学生掌握所学的程序设计方法的基本知识。
结合实际深入理解高级语言程序设计的基本概念、原理及方法。
运用所学的基础知识开发一个小型的程序,能根据问题的需要构造所需的数据结构,设计适合的算法,解决问题。
掌握设计任务的具体要求,进行设计、调试软件的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解,拓展知识面,激发在此领域中继续学习和研究的兴趣,为学习后续课程做准备。
二 PSK 信号调制解调模型的建立2.1、PSK 信号调制模型的建立相移键控(PSK )是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变的一种数字信号传递方法。
PSK 的调制原理框图如下图所示,与ASK 信号的产生方法比较,只是对s 的要求不同,在ASK 中s 是单极性的,而在PSK 中S 是双极性的基带信号。
)(t st c ωcos图1 模拟调制方法开关电路)(2t e PSK图2 键控法2.2、PSK 信号解调模型的建立PSK 信号的解调通常采用相干解调法,解调器原理框图如下图。
在相干解调中,怎样得到与接收的PSK 信号同频同相的相干载波是一个关键的问题。
)(2te PSK e图3 PSK 信号的解调原理框图2.3、PSK 调制过程分析根据PSK 调制的定义,设初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此,PSK 信号的时域表达式为2()cos()PSK c n e t A t ωϕ=+,其中,n ϕ表示第n 个符号的绝对相位:因此,可得到下式典型波形如下图所示图4 PSK 信号的时间波形由于两种码元的波形相同,极性相反,故2PSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘,即其中,2PSK Acos ,()Acos ,1c c t Pe t t P ωω⎧=⎨--⎩概率为概率为00,1n ϕπ⎧=⎨⎩,发送“”时发送“”时()2PSK()cos c e t s t t ω=()()n s n s t a g t nT =-∑这里,g(t)是脉宽为TS 的单个矩形脉冲,而an 的统计特性为即发送二进制符号“0”时(an 取+1),)(2t e PSK 取0相位;发送二进制符号“1”时( an 取 -1),)(2t e PSK 取π相位。
XX科技大学信息与电气工程学院《课程设计报告》题目:综合通信系统课程设计专业:***班级:***姓名:***学号:***任务书一、设计目的和任务综合通信系统课程设计是电子信息工程专业和通信工程专业教学的一个实践性与综合性环节,是电子信息工程专业及通信工程专业各门课程的综合以及通信、信息、信号处理等基本理论与实践相结合的部分。
主要是为了让学生利用所学的专业理论知识以及实践环节所积累的经验,结合实际的通信系统的各个环节,设计出一个完整综合通信系统,并进一步加深学生对通信系统的深入理解,培养学生设计通信系统的能力,为毕业设计和以后的工作打下良好的基础。
1、设计目的:1、掌握通信系统的基本构成;2、掌握通信系统工作原理;3、了解通信系统设计的基本过程;掌握基本理论和解决实际问题的方法,锻炼学生综合分析问题解决问题的能力。
5、为学生的毕业设计和以后的工作打下良好的基础。
2、设计任务:1、设计通信系统的各个环节;2、将上述设计好的各个环节设计成一个综合通信系统。
二、设计工具介绍本课程设计主要是利用simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通信系统的设计与仿真。
1、SimulinkSimulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包。
它让用户把精力从编程转向模型的构造,经常与其它工具箱一起使用,实际上,许多工具箱里的模块都被封装成了Simulink模块。
2、通信系统工具箱及其功能2.1 通信系统工具箱概述MATLAB中的通信系统工具箱是一个运算函数和仿真模块的集合体,可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。
通信系统工具箱中包含的模块可以直接使用,并且允许使用者方便地进行修改,使其满足自己的设计和运算需要。
通信系统工具箱是以MATLAB和Simulink为工作平台运行的。
通信系统工具箱的内容包括:2.1.1 Simulink仿真模块Continuous(连续)、Discrete(离散)、Functions&Tables (函数和平台)、Math(数学)、Nonlinear(非线性)、Signals&Systems(信号和系统)、Sinks(接收器)、Sources (源)等子库。
通信电子线路实验报告金艳霞通信1202 201203110210 实验一高频谐振功率放大器一、实验目的1、进一步理解谐振功率放大器的工作原理及负载阻抗和激励信号电压变化对其工作状态的影响。
2、掌握谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
二、实验内容1、调试谐振功放电路特性,观察各点输出波形。
2、改变输入信号大小,观察谐振功率放大器的放大特性。
3、改变负载电阻值,观察谐振功率放大器的负载特性三、实验仪器1、BT-3频率特性测试仪(选项)一台2、高频电压表(选项)一台3、20MHz双踪模拟示波器一台4、万用表一块5、调试工具一套四、实验原理1、电路的基本原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器,这是无线电发射机中的重要组成部分。
根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ愈小,放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ=180,效率η最高也只能达到50%,而丙类功放的θ< 90º,效率η可达到80%,甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
图3-1为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路,其中晶体管Q1组成甲类功率放大器,晶体管Q2组成丙类谐振功率放大器,这两种功率放大器的应用十分广泛。
五、实验步骤1、按下开关KE1,调节WE1,使QE1的发射极电压VE=2.2V (即使ICQ=7mA,通过测量P5与G两焊点之间的电压,见图0-2所示)。
2、连接JE2、JE3、JE4、JE5。
3、使用BT—3型频率特性测试仪,调整TE1、TE2,使得TE1初级与CE7,TE2初级与CE4谐振均在10.7MHz,同时测试整个功放单元的幅频特性曲线,使峰值在10.7MHz处(如果没有BT-3型频率特性测试仪,则这一步不作要求)。
4、从INE1处输入10.7MHz的载波信号(此信号由高频信号源提供,参考高频信号源的使用),信号大小为VP-P=250mV左右。
通信系统实验报告一、实验目的本次通信系统实验的主要目的是深入了解通信系统的基本原理和关键技术,通过实际操作和测量,掌握通信系统中信号的传输、调制解调、编码解码等过程,并分析系统性能和影响因素。
二、实验原理1、通信系统的组成通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生原始信息,发送设备对信号进行处理和变换,使其适合在信道中传输,信道是信号传输的媒介,接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理,恢复出原始信息,信宿则是信息的接收者。
2、调制解调技术调制是将基带信号变换为适合在信道中传输的高频信号的过程,常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
解调则是从已调信号中恢复出原始基带信号的过程。
3、编码解码技术编码用于提高信号传输的可靠性和有效性,常见的编码方式有差错控制编码(如卷积码、Turbo 码等)和信源编码(如脉冲编码调制PCM)。
解码是编码的逆过程。
三、实验设备及材料本次实验使用的设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信原理实验箱等。
四、实验步骤1、搭建通信系统实验平台按照实验指导书的要求,将实验设备连接好,组成一个完整的通信系统。
2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。
3、调制将基带信号分别进行 AM、FM 和 PM 调制,观察调制后的信号波形和频谱。
4、信道传输将调制后的信号通过信道传输,模拟信道中的噪声和衰减。
5、解调在接收端对已调信号进行解调,恢复出基带信号,并与原始基带信号进行比较。
6、编码解码对基带信号进行编码处理,然后在接收端进行解码,观察编码解码前后信号的变化。
7、性能分析测量调制解调后的信号的误码率、信噪比等性能指标,分析不同调制方式和编码方式对系统性能的影响。
五、实验结果与分析1、调制实验结果(1)AM 调制AM 调制后的信号波形呈现出包络随基带信号变化的特点,频谱中包含载频和上下边带。
在小信号调制时,调幅指数较小,解调后的信号失真较大;在大信号调制时,调幅指数较大,解调后的信号较为接近原始基带信号。
通信系统课程设计基于FSK调制的PC机通信电路设计姓名:学号:班级:1 目的、内容与要求 ● 目的: 掌握用FSK 调制和解调实现数据通信的方法,掌握FSK 调制和解调电路中相关模块的设计方法。
初步体验从事通信产品研发的过程. ● 课程设计任务: 设计并制作能实现全双工FSK 调制解调器电路,掌握用OrcadPspice、Protel99se 进行系统设计及电路仿真。
● 要求:合理设计各个电路,尽量使仿真时的频率响应和其他参数达到设计要求。
尽量选择符合标称值的元器件构成电路,正确完成电路调试。
2 系统总体方案框图 T L084 LM339● 信号调制过程如下:TL084 图2.1 FSK 系统总体方案图调制数据由信号发生器产生(电平为TTL,波特率不超过9600Baud),送入电平/幅度调整电路完成电平的变换,再经过锁相环(CD4046),产生两个频率信号分别为30kHz 和40kHz(发“1”时产生30kHz 方波,发“0”时产生40kHz 方波), 再经过低通滤波器 2,变成平滑的正弦波,最后通过线圈实现单端到差分信号的转换。
● 信号的解调过程如下:首先经过带通滤波器 1,滤除带外噪声,实现信号的提取。
在本设计中 FSK 信号的解调方式是过零检测法。
所以还要经过比较器使正弦信号变成方波,再经过微分、整流电路和低通滤波器 1 实现信号的解调,最后经过比较器使解调信号成为 TTL 电平。
在示波器上会看到接收数据和发送数据是一致的。
● 各主要电路模块作用:电平/幅度调整电路:完成TTL 电平到VCO 控制电压的调整;VCO 电路:在控制电压作用下,产生30KHz 和40KHz 方波;低通2:把30KHz、40KHz 方波滤成正弦波;线圈:完成单端信号和差分信号的相互转换;带通1:对带外信号抑制,完成带内信号的提取;限放电路:正弦波整形成方波,同时保留了过零点的信息; 微分、整流、脉冲形成电路:完成信号过零点的提取;低通1:提取基带信号,实现初步解调;比较器:把初步解调后的信号转换成TTL 电平;3 系统设计技术要求 。
通信系统课程设计题目模拟调制系统GUI实现专业通信工程年级 2012级学生姓名XXX 学号 XXXXXXXXXXX一、设计要求运用MATLAB GUI仿真软件对模拟调制技术进行仿真。
设计任务如下:1、双边带抑制载波调幅(DSB)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;2、具有离散大载波的双边带调幅(AM)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;3、单边带调幅(SSB)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;4、残留边带调幅(VSB)及相干解调频率f01=5Hz的余弦信号与频率为f02=2.5Hz的正弦信号叠加作为信源m(t),载波fc=20Hz.二、设计目的1、熟练掌握MATLAB软件GUI的使用方法。
2、编程实现上述几中模拟调制技术及解调,并画出已调信号的波形,解调信号的波形,将解调信号与原始信号进行比较,完成设计任务的要求。
三、设计思路3.1 设计原理模拟信号的载波传输是指用基带信息信号调制正弦载波的参数形成已调信号后再送往信道传输的信息传输方式。
通常把不含信息的高频信号,它可能是正弦波,也可能是脉冲序列,称之为载波;携带信息并且需要传输的基带信号(或低频信号)称之为调制信号;按调制信号的变化规律去改变载波的摸个或默写参数的过程称之为调制。
用调制信号改变载波的某个或某些参数锁形成的携带信息的带通信号称之为已调信号,多数情况下已调信号是一个窄带带通信号;将携带信息的带通信号变回到基带信息信号的过程称为解调。
3.2抑制载波双边带调幅(DSB)调制DSB的定义:抑制载波分量的传送,既不影响信息的传输,而且还会提高功率利用率,这种调制方式就是双边带抑制载波调幅,简称双边带调幅,记作:DSB。
1、信号表达式为:2、频谱表达式为:3、双边带调幅信号的波形和频谱示意图:解调解调一般要用相干解调器,它由乘法器和低通滤波器组成,这种方法要求接收端提供一个与发送端载波信号完全同频同相的相干载波(或称为同步载波),因此又称为相干解调(或同步解调)。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:班指导教师:工作单位:题目: 《通信系统课群综合训练与设计》1课程设计的目的通过课程设计,使学生加强对电子电路的理解,学会对电路分析计算以及设计。
进一步提高分析解决实际问题的能力,通过完成综合设计型和创新性实验及训练,创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会,锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领,实现由课本知识向实际能力的转化;加深对通信原理的理解,提高学生对现代通信系统的全面认识,增强学生的实践能力。
2 课程设计要求要求:掌握以上各种电路与通信技术的基本原理,掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。
1.培养学生根据需要选学参考书,查阅手册,图表和文献资料的自学能力,通过独立思考﹑深入钻研有关问题,学会自己分析解决问题的方法。
2.通过对实验电路的分析计算,了解简单实用电路的分析和工程设计方法。
3.掌握示波器,频谱仪,失真度仪的正确使用方法,学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法,提高动手能力。
3 课程设计进度安排序号设计内容所用时间1 根据设计任务,分析电路原理,确定实验方案4天2 根据实验条件进行电路的测试,并对结果进行分析8天3 撰写课程设计报告2天合计2周指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1设计任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2主要步骤 (1)1.3设计要求 (2)2系统原理及实现 (2)2.1增量调制 (2)2.2HDB3码编码基本原理 (3)2.3HDB3码的译码 (4)2.4循环码 (5)2.4.1循环码介绍 (5)2.4.2 循环码编码原理 (7)2.4.3 循环码的纠错原理 (7)2.5ASK调制 (9)2.6衰落信道 (11)3 MATLAB仿真 (12)3.1MATLAB简介 (12)3.2仿真结果 (12)3.3结果分析 (15)4总结 (16)参考文献 (17)附录: (18)摘要在数字通信系统中,需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输,此时信源输出数字序列,经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号,并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。
通信四班田昕煜13081405 一.判断有无码间干扰:RB:码元传输速率→(不同)Ts:滤波器带宽B=(1+a)*f=(1+0.2)*(1/2Ts) =1.2*(1/2Ts)无码间干扰:频带利用率η实际=RB/B<η理论η理论=2/(1+a)=2/1.2≈1.67二.不同进制的码元序列经过不同带宽的升余弦滚降系统后的眼图(1)Rs=50,Ts=10,M=2,a=0.2,eye=4分析:从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵基带信号的码元速率RB=50Baud,升余弦滚降滤波器和FIR滤波器的等效带宽B=60Hz(Ts=10ms)∴η实际=RB/B≈0.83<η理论,满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵眼图是由各段码元波形叠加而成的,M=2,∴一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
(2) Rs=50 Ts=10 M=4 a=0.2,eye=4分析:从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵RB=50Baud,B=60Hz(Ts=10ms),∴η实际=0.83<η理论,满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵M=4,∴一个码元周期内能看到M-1=3只眼睛。
对比(1),只有M改变,∴只有一个TB内眼睛的个数不同(3) Rs=50 Ts=20 M=2 a=0.2,eye=2分析:从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰∵RB=50Baud,B=30Hz(Ts=20ms),η实际=RB/B=η理论,满足奈奎斯特第一准则的条件。
∵M=2,∴一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
对比(1),只有B减小,此时信号幅度减小,η实际=η理论,处于临界状态,临界时对其他码元有影响会造成误码。
(4)Rs=50 Ts=50 M=2 a=0.2,eye=2分析:眼图基本闭合,存在较为严重的码间干扰。
∵RB=50Baud,B= 12Hz(Ts=50ms),∴η实际≈4.17>η理论,不再满足奈奎斯特第一准则。
∵M=2,∴理论上一个码元周期内能看到M-1=1只眼睛。
移动通信的两大领域分别为公众移动通信和专网移动通信。
众所周知,公众移动通信已经由早起的模拟的大哥大发展到现在的4G移动通信,而专网移动通信则以某些特定领域的应用或垂直的行业应用为主,包括对讲机、集群通信系统和无中心通信系统三大类。
我们主要研究的就是其中的对讲机通信系统。
1940年由高尔文公司制造的“步话机”是最早投入使用的无线对讲机,二战后无线对讲机迅速投入商用。
我国于1989年开始引进模拟集群系统,1990年投入使用,1993年已得到了较快的发展。
目前国际上比较成熟的技术标准主要包括DMR、P25、TETRA和MPT1327。
传统的模拟对讲机有很多的弊端比如频谱利用率低,易受干扰,保密性差,因此推动传统模拟通信设备数字化已经是一个全球化的趋势。
和模拟对讲机相比,数字对讲机具有很多优良的特点,比如即时通信、经济实用、使用方便以及无需通信费等优点,因此数字对讲机广泛应用在民用、紧急事件处理等方面。
DMR数字对讲机标准采用的是双时隙的TDMA技术,虽然信道间隔12.5kHz是无中心和dPMR的一倍,但由于它是双时隙结构,可以更好的实现双工通信,另外双时隙结构还可以实现数话同传。
DMR传输速率是9.6kb/s,更高的传输速率可以在相同的时间内传输更多数据。
DMR数字对讲机协议:1. DMR(Digital Mobile Radio)数字对讲机协议是ETSI(欧洲通信标准协会)为了满足欧洲各国的中低端专业以及商业用户对移动通信的需要于2005年设计、制定的开放性标准。
DMR是严格按照简化的OSl分层模型设计的,自下而上分为三层:物理层、数据链路层和呼叫控制层。
2.时隙结构。
下图是2时隙的TDMA结构。
MS TX表示上行信道,BS TX表示下行信道。
图中TDMA物理信道的两个时隙分别标示为信道“1”和信道“2”,每个时隙为30ms,其中27.5ms为有效信息,另外剩余的2.5ms在有效信息左右两边分别有1.25ms。
计算机通信与网络实验报告姓名:徐一得学号:15081525班级:通信五班上课时间:周四3—5实验名称:TCP/IP Configuration一、实验目的(1) To learn TCP/IP configuration。
(2) To learn the basic command of dos。
二、实验内容与要求1. Click Start and then click Run。
Type the command or cmd and then press Enter。
2。
At the DOS prompt,type NET HELP and press Enter。
You should see something like the screen below:The command you are interested in is the View command。
To obtain information about it, type NET HELP VIEW, and press Enter。
3. What is the purpose of NET VIEW:The NET VIEW command shows the names of the machines present on your network。
Lists the names of machines on the left,in column labelled “Server name” and another columns labelled “Remark"4. List the machines after you have typed NET VIEW from the command promptHDUSEC-01, HDUSEC-02,HDUSEC-03,……,HDUSEC-48Close the DOS window by typing EXIT on the command line and then press Enter, or by clicking the Close button in the upper right corner of the window。
通信系统课程设计实验报告
姓名:田昕煜
学号: 13081405
班级:通信四班
班级号: 13083414
基于FSK调制的PC机通信电路设计
一、目的、内容与要求
目的: 掌握用FSK调制和解调实现数据通信的方法,掌握FSK调制和解调电路中相关模块的设计方法。
初步体验从事通信产品研发的过程.
课程设计任务:设计并制作能实现全双工FSK调制解调器电路,掌握用Orcad Pspice、Protel99se进行系统设计及电路仿真。
要求:合理设计各个电路,尽量使仿真时的频率响应和其他参数达到设计要求。
尽量选择符合标称值的元器件构成电路,正确完成电路调试。
二、总体方案设计
信号调制过程如下:
调制数据由信号发生器产生(电平为TTL,波特率不超过9600Baud),送入电平/幅度调整电路完成电平的变换,再经过锁相环(CD4046),产生两个频率信号分别为30kHz和40kHz(发“1”时产生30kHz方波,发“0”时产生40kHz方波),再经过低通滤波器2,变成平滑的正弦波,最后通过线圈实现单端到差分信号的转换。
信号的解调过程如下:
首先经过带通滤波器1,滤除带外噪声,实现信号的提取。
在本设计中FSK 信号的解调方式是过零检测法。
所以还要经过比较器使正弦信号变成方波,再经过微分、整流电路和低通滤波器1实现信号的解调,最后经过比较器使解调信号成为TTL电平。
在示波器上会看到接收数据和发送数据是一致的。
各主要电路模块作用:
电平/幅度调整电路:完成TTL电平到VCO控制电压的调整;
VCO电路:在控制电压作用下,产生30KHz和40KHz方波;
低通2:把30KHz、40KHz方波滤成正弦波;
线圈:完成单端信号和差分信号的相互转换;
带通1:对带外信号抑制,完成带内信号的提取;
限放电路:正弦波整形成方波,同时保留了过零点的信息;
微分、整流、脉冲形成电路:完成信号过零点的提取;
低通1:提取基带信号,实现初步解调;
比较器:把初步解调后的信号转换成TTL电平
三、单元电路设计原理与仿真分析
(1)带通1(4阶带通)-- 接收滤波器(对带外信号抑制,完成带内信号的提取)要求通带:26KHz—46KHz,通带波动3dB;
阻带截止频率:fc=75KHz时,要求衰减大于10dB。
经分析,二级四阶巴特沃斯带通滤波器来提取信号。
具体数值和电路见图1仿真结果见图2。
图1
图2
(2) 低通1 (4阶低通)-- 提取基带信号,实现初步解调
这两个低通的指标一样,可用一通带(0-20KHz)波动为3dB,3dB截止频率为20KHz 的四阶切比雪夫低通滤波器实现。
计算得理论值::C2=333p,C1=24p,R1=R2=86.9k,R3=57.2k
具体数值和电路见图3仿真结果见图4。
图3
图4
(3) 低通2 (4阶低通)—把30kHz,40kHz方波滤成正弦波
可用一通带波动为3dB,3dB截止频率为50KHz的四阶巴特沃兹滤波器实现。
电路形式采用多路反馈(MFB)有源滤波器,用两级二阶(四阶)低通滤波器串联实现。
具体数值和电路见图5仿真结果见图6。
图5
图6
(4)限放电路设计—正弦波整形成方波,同时保留了过零点的信息
限放电路采用过零点比较器(LM339)制作,比较电压为0,即当输入信号的电压在零点处变化时,输出信号发生阶跃。
比较电压的值就是R8上的电压,即输入的直流电压在R8上的分压。
要使比较电压为0,则R4与R8的比值应尽量大,使R8上的电压尽可能接近于0。
在图7中,R4与R8的比值为10:1,所以进入电压比较器LM339第5脚的电压接近于0,满足了比较电压的要求。
另外,电路中要求R3与R1、R2相加值的比值应等于R4与R8的比值,在实际电路中取R3=R4=100k,R8=10k,R1=R2=5.1k,符合了要求。
具体数值和电路见图7仿真结果见图8。
图7
图8
(5)微分、整流、脉冲形成电路
R1和C1构成一个微分电路,作为方波信号的高电平输出。
R2和C2构成另一个微分电路,作为方波信号的低电平输出。
具体数值和电路见图9仿真结果见图10。
图9
图10
(6)比较器—把初步解调后的信号转换成TTL电平
比较器的电路形式与限幅放大电路相同,只是比较电压不同。
它的比较电压即R1和R2上的分压值,这个比较电压值也是输入的方波信号的高电平与低电平的平均
值。
这里取R1=40k,R2=6k,R3=3k,R4=10meg,实际电路中,R2为一10k的可调电阻。
具体数值和电路见图11仿真结果见图12。
图11
图12
(7)电平/幅度调整电路—完成TTL电平到VCO控制电压的调整
根据VCO电路的实际调试结果得出与各频率相对应的输入电压即电平/幅度调整电路的输出电压,并据此进行Pspice仿真。
在实际电路中R1=75k,Rf是一阻值为10k的可调电阻,所以调整Rf可以改变输出Vo的大小,若减小Rf,则Vo增大;若增大Rf,则Vo减小,据此进行电路调整,使输出符合要求。
而电阻R2、R3的分压值决定了输出Vo的中心电平,在实际电路中,R2为一阻值为10k的可调电阻,改变R2,可以调整输出Vo的中心电平,使输出满足要求。
中心频率fo=35kHz时对应的电压为1.9V,f=30kHz对应的电压为1.74V,f=40kHz 对应的电压为2.08V,这就是电路输出的直流电压分量和方波信号的电压范围。
其中直流电压就是TL084第3脚输入的电压V1,即5V的电源电压在R3上的分压。
按比例计算得R2、R3的值。
输出的方波信号的电压Vo由R2、Rf来调节,使之高低电平分
别为1.74V和2.08V,在Pspice仿真中使用参数扫描,得到符合要求的R2、Rf值。
具体数值和电路见图13仿真结果见图14。
图13
图14
(8)系统PCB版图
四、调试过程分析
1.检查电源
检查+5V、GND、-5V是否正确,然后进行调试。
2.调制调试
(1)锁相环调试
断开S3。
调整R28,使CD4046的输出(4号脚)为35KHZ的方波;
在S3的圆脚加入调制数据,0为GND,1为5VCC,调整电位器R30,使CD4046的输出分别为30KHZ和40KHZ;
(2)低通滤波器2的调试
断开S2,观察低通滤波器2的频率特性。
S2的圆角输入Vpp为1V,频率为5K-50K 的的正弦波信号(每次增加5KHZ),在U1(TL084)的第8引脚观测输出波形,记录Vpp,与仿真结果比较;
(3)放大电路驱动
连接S2,在输出端(J7)观测并记录放大驱动电路的输出结果;
3.解调调试:
(1)带通滤波器1的调试
(2)限放电路记微分整流脉冲形成电路的调试
(3)低通滤波器1
(4)比较电路的调试
4.硬件电路板及调试结果波形图
五、总结
本次课程设计分为软件部分和硬件部分。
软件部分涉及ORCAD仿真及电路参数的设计,PROTELL的使用。
硬件部分包括基本的焊接以及调试。
软件仿真部分要注意参数的设计。
硬件焊接过程中要仔细,以免短路或者虚焊,同时要尽量拉开元器件间的距离以减少干扰。
调试过程中要耐心。
用万用表检测出相关节点电压值以判定哪里有短路或虚焊。