【正文】 l 及電路仿真軟件 Pspice 之間的文件接口，也能通過 Windows 電路圖送往文字處理系統(tǒng)中進行編輯排版，同時還支持 VHDL 和 Verilog HDL 語言的電路仿真與設(shè)計。Multisim 10 把所有的元件分成 13 類庫，再加上放置分層模塊、總線、登錄網(wǎng)站共同組成元件工具欄。Multisim 10 提供了 18 種儀表，儀表工具欄通常位于電路窗口的右邊，也可以用鼠標將其拖至菜單的下方，呈水平狀。Multisim 10 具有以下特點:(1)Multisim 10 是一個電路原理設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。其元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實驗選用，同時也可以新建或擴充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到，因此可以很方便地在工程設(shè)計中使用。(2)Multisim 10 的虛擬測試儀器儀表種類齊全，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、信號發(fā)生器、雙通道示波器、直流電源；還有一般實驗室少有或沒有的儀器，如波特圖示儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真度測量儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。(3) Multisim 10 具有較詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等，以幫助設(shè)計人員分析電路的性能。(4) Multisim10 可以設(shè)計、測試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及部分微機接口電路等。可以對被仿真的電路中的元器件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進行仿真的過程中還可以存儲測試點的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)。Multisim10 是一個電路原理設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。它用軟件的方法模擬電子線路元器件和儀器儀表，實現(xiàn)了“軟件即元器件”和“軟件即儀器” 。 Multisim10 是一個電路原理設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，該軟件為電子工程師提供了一個電路設(shè)計與仿真平臺，不僅與國際著名的模擬電路仿真軟件 spice 兼容，而且具有較強的 VHDL 和 Verilog 設(shè)計與仿真功能。它具有界面形象、直觀易懂、采用圖形方式創(chuàng)建電路的特點；它豐富的元件庫中提供了超過 16000 個組件，全部采用世紀模型，確保了仿真結(jié)果的真實性和實用性；它采用開放式的庫管理模式，能自動地生成模擬和數(shù)字組件模型，這對新器件的補充十分有利。Multisim10 的虛擬測試儀器種類齊全，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、信號發(fā)生器、雙通道示波器、直流、交流電源；還有一般實驗室少有或沒有的儀器，如波特圖示儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真度測試儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。Multisim10 具有較為詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計人員分析電路的性能。Multisim10 可以設(shè)計、測試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及微機接口電路等；可以對被仿真的電路中的元器件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進行仿真的同時，軟件還可以存儲測試點的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)等。 鎖相環(huán)基本原理 鎖相環(huán)的基本組成許多電子設(shè)備要正常工作，通常需要外部的輸入信號與內(nèi)部的振蕩信號同步，利用鎖相環(huán)路就可以實現(xiàn)這個目的。鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，簡稱鎖相環(huán)（PLL） 。鎖相環(huán)的特點是：利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位。因鎖相環(huán)可以實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。鎖相環(huán)在工作的過程中，當輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱的由來。鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD） 、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成，鎖相環(huán)組成的原理框圖如圖 所示。 L F V C OP D 鎖相環(huán)基本組成鎖相環(huán)中的鑒相器又稱為相位比較器，它的作用是檢測輸入信號和輸出信號的相位差，并將檢測出的相位差信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，該信號經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓，對振蕩器輸出信號的頻率實施控制。 鎖相環(huán)的工作原理鎖相環(huán)中的鑒相器通常由模擬乘法器組成，利用模擬乘法器組成的鑒相器電路如圖 所示。 U i （ t ）U o U 乘法器鑒相器的工作原理是：設(shè)外界輸入的信號電壓和壓控振蕩器輸出的信號電壓分別為： （21）????sinimiiutUt???????? （22）cooott式中的 ω 0為壓控振蕩器在輸入控制電壓為零或為直流電壓時的振蕩角頻率，稱為電路的固有振蕩角頻率。則模擬乘法器的輸出電壓 uD為： （23）sin[()]cos[()]Dmoii oUKtt?????? （24） 11{sin[()]c)]}{incs[()]}22DmoiomoiottUtt?? ????用低通濾波器 LF 將上式中的和頻分量濾掉，剩下的差頻分量作為壓控振蕩器的輸入控制電壓 。即 為： ()cUt()ct （26）1sin{[()][()]}2cmoiiotKUtt????? （27）idioiott式中的 ω i為輸入信號的瞬時振蕩角頻率， 和 分別為輸入信號和輸出信()it?ot號的瞬時位相，根據(jù)相量的關(guān)系可得瞬時頻率和瞬時位相的關(guān)系為：即 （29）()dott??????則，瞬時相位差 θ d為 （210）[]()ioiott???） （211）dt??對兩邊求微分，可得頻差的關(guān)系式為 （212） ()[()]dioiotdtt?????上式等于零，說明鎖相環(huán)進入相位鎖定的狀態(tài)，此時輸出和輸入信號的頻率和相位保持恒定不變的狀態(tài)， 為恒定值。當上式不等于零時，說明鎖相環(huán)的相位還未()cUt鎖定，輸入信號和輸出信號的頻率不等， 隨時間而變化。()cUt因壓控振蕩器的壓控特性如圖 所示，該特性說明壓控振蕩器的振蕩頻率 ω u以 ω 0為中心，隨輸入信號電壓 的變化而變化。該特性的表達式為()ct （213）0()uocKut??? 壓控特性上式說明當 隨時間而變時，壓控振蕩器的振蕩頻率 ω u也隨時間而變，鎖相()cUt環(huán)進入“頻率牽引” ，自動跟蹤捕捉輸入信號的頻率，使鎖相環(huán)進入鎖定的狀態(tài)，并保持 ω 0=ω i的狀態(tài)不變。第 3 章 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計 2FSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計 2FSK 調(diào)制電路設(shè)計原理2FSK 即叫做二進制移頻鍵控或二進制頻移鍵控。2FSK 信號產(chǎn)生的方法一般有兩種：一種叫直接調(diào)頻法，另一種叫頻移鍵控法。（1）模擬調(diào)頻法：即直接利用一個矩形脈沖序列對一個載波進行調(diào)頻而獲得。如圖 所示：模 擬 調(diào) 頻 器S ( t ) 2 F S K 模擬調(diào)頻法直接調(diào)頻法是頻移鍵控通信方式早期采用的實現(xiàn)方法。其優(yōu)點是調(diào)制方便，設(shè)備簡單，得出的是 2FSK 信號，相位連續(xù)。（2）鍵控法：即利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通。如圖 所示：f 1 振 蕩 器反 相 器f 2 振 蕩 器選 通 開 關(guān)選 通 開 關(guān)相 加 器e （ t ）圖 鍵控法2FSK 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)，故應(yīng)用廣泛，但設(shè)備要復雜些，得出的是 2FSK 信號，相位不連續(xù)。該文采用鍵控法產(chǎn)生 2FSK 信號，即用一個受基帶脈沖控制的開關(guān)電路去選擇兩個獨立頻率源的振蕩作為輸出。設(shè)計原理圖如圖 所示: 開 關(guān)4 0 6 6 B D基帶信號脈 沖 信 號 f 1雙 D 觸 發(fā) 器 2 f 1變 頻 電 路（ 產(chǎn) 生 正弦 波 ）變 頻 電 路（ 產(chǎn) 生 正弦 波 ）2 F S K圖 2FSK調(diào)制原理圖 2FSK 調(diào)制單元電路的設(shè)計要將時鐘脈沖信號經(jīng)過 2FSK 調(diào)制成為 2FSK 信號，我們采用一個受基帶脈沖控制的開關(guān)電路去選擇兩個獨立的頻率源作為輸出。鍵控法產(chǎn)生的 2FSK 信號頻率穩(wěn)定度可以做得很高并且沒有過度頻率，它的轉(zhuǎn)換速度快，波形好。1）四雙向模擬開關(guān) CD4066CD4066 的引腳功能如圖 所示。每個封裝內(nèi)部有 4 個獨立的模擬開關(guān)，每個模擬開關(guān)有輸入、輸出、控制三個端子，其中輸入端和輸出端可互換。當控制端加高電平時，開關(guān)導通；當控制端加低電平時開關(guān)截止。模擬開關(guān)導通時，導通電阻為幾十歐姆；模擬開關(guān)截止時，呈現(xiàn)很高的阻抗，可以看成為開路。模擬開關(guān)可傳輸數(shù)字信號和模擬信號，可傳輸?shù)哪M信號的上限頻率為 40MHz。各開關(guān)間的串擾很小，典型值為－50dB。圖 四雙向模擬開關(guān)CD4066輸入的基帶信號由轉(zhuǎn)換開關(guān)分成兩路，一路控制 f1=32KHz 的載頻，另一路經(jīng)倒相去控制 f2=16KHz 的載頻。當基帶信號為“1”時，模擬開關(guān) 1 打開，模擬開關(guān) 2 關(guān)閉，此時輸出 f1=32KHz，當基帶信號為“0”時，模擬開關(guān) 2 開通。此時輸出f2=16KHz，于是可在輸出端得到 2FSK 已調(diào)信號。如圖 所示:圖 模擬開關(guān)2）變頻電路變頻電路是將輸入的二進制數(shù)字基帶信號通過控制載頻轉(zhuǎn)換成已調(diào)信號，即2FSK 調(diào)制信號。兩路載頻分別經(jīng)射隨、LC 選頻、射隨再送至模擬開關(guān)。其中 LC 選頻電路函數(shù)： ，選頻網(wǎng)絡(luò)如圖 所示： 變頻電路圖3）2FSK 調(diào)制的整體電路圖的設(shè)計12fLC?? 2FSK的Multisim調(diào)制仿真電路圖4）2FSK 調(diào)制電路的仿真 脈沖信號輸出波形 變頻電路輸出波形 2FSK 的仿真效果圖 2FSK 解調(diào)單元電路的設(shè)計鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD） 、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成，該文鎖相環(huán)解調(diào)原理框圖如圖 所示。 壓 控 振 蕩 器抽 樣 判 決模 擬 乘 法 器 低 通 濾 波 器調(diào) 制 信 號基 帶 信 號定 時 脈 沖圖 2FSK 解調(diào)原理框圖 1）鎖相環(huán)中的鑒相器通常由模擬乘法器組成，利用模擬乘法器組成的鑒相器電路如圖 所示： U i （ t ）U o U 乘法器2）低通濾波器如圖 所示：用低通濾波器 LF 將和頻分量濾掉，剩下的差頻分量作為壓控振蕩器的輸入控制電壓 uC（t）。 環(huán)路濾波器 3）壓控振蕩器的壓控特性如圖 所示，該特性說明壓控振蕩器的振蕩頻率ω u以 ω 0為中心，隨輸入信號電壓 uc（ t） 的變化而變化。該特性的表達式為 （31）0()()ocKt??? 壓控特性上式說明當 uc（ t） 隨時間而變時，壓控振蕩器的振蕩頻率 ω u也隨時間而變，鎖相環(huán)進入“頻率牽引”，自動跟蹤捕捉輸入信號的頻率，使鎖相環(huán)進入鎖定的狀態(tài)，并保持 ω 0=ω i的狀態(tài)不變。壓控振蕩器的電路圖如圖 所示：4）抽樣判決電路（LM311）工作原理：LM311是當2腳電壓高于3腳電壓時輸出高電平，反之則輸出低電平。引腳功能如下。1腳 GROUND/GND 接地2腳 INPUT+ 正向輸入端3腳 INPUT 反相輸入端7腳 OUTPUT 輸出端5腳 BALANCE 平衡6腳 BALANCE/STROBE 平衡/選通8腳 V+ 電源+4腳 V 電源 LM311引腳圖 抽樣判決電路圖 2FSK 解調(diào)電路的整體設(shè)計2FSK 解調(diào)電路的設(shè)計是采用鎖相環(huán)進行解調(diào)，2FSK 信號通過鎖相環(huán)最終解調(diào)出數(shù)字基帶信號。2FSK 基于 Multisim 仿真的解調(diào)電路的整體電路設(shè)計圖如圖 所示： 2FSK的Multisim的解調(diào)仿真電路圖 2FSK的Multisim解調(diào)電路的仿真 2PSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計 2PSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計原理PSK 分為二進制相位鍵控（2PSK ）和多進制相位鍵控（MPSK） 。該文主要介紹2PSK 的調(diào)制與解調(diào)。在二進制數(shù)字調(diào)制中,當正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時,則產(chǎn)生二進制移相鍵控(2PSK)信號。通常用已調(diào)信號載波的 0176。和 180176。分別表示二進制數(shù)字基帶信號的 1 和 0。二進制移相鍵控信號的調(diào)制原理圖如下所示。其中圖 是采用模擬調(diào)頻的方法產(chǎn)生 2PSK 信號,圖 是采用數(shù)字鍵控的方法產(chǎn)