【正文】 LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 基 于 Multisim 的 鎖 相 環(huán) 解 調(diào) 系 統(tǒng) 仿 真 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 院 計(jì) 算 機(jī) 與 通 信 學(xué) 院 答 辯 日 期 基于 Multisim 的鎖相環(huán)解調(diào)系統(tǒng)仿真PLL Demodulation System Simulation Based on Multisim摘要實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波解調(diào)的方法有很多，而鎖相環(huán)鑒頻是利用現(xiàn)代鎖相環(huán)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)鑒頻，具有工作穩(wěn)定，失真小，信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用在通信電路系統(tǒng)中。鎖相環(huán)其原理是通過鑒相檢測(cè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相位差，并將檢測(cè)出的相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，該信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓，對(duì)振蕩器輸出信號(hào)的頻率實(shí)施控制。該文首先介紹了鎖相環(huán)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、方向以及背景，并對(duì) PLL 的原理進(jìn)行了闡述。在以上的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了 2ASK、2PSK 、2FSK 的調(diào)制解調(diào)電路，其功能為數(shù)字基帶信號(hào)經(jīng)過調(diào)制輸出一個(gè)模擬信號(hào)，然后用鎖相環(huán)進(jìn)行解調(diào)，最后采用 Multisim 軟件進(jìn)行仿真。在對(duì) 2ASK、 2FSK、2PSK 解調(diào)時(shí)，低通濾波器輸出的波形失真比較大，不過最后經(jīng)過抽樣判決電路整形后可以再生數(shù)字基帶脈沖。在整個(gè)電路設(shè)計(jì)中，力求要做到電路簡(jiǎn)單，并完成任務(wù)書提到的要求。關(guān)鍵詞：調(diào)制；解調(diào)； Multisim；鎖相環(huán)AbstrackThere are many ways to realize frequency wave demodulation, and PLL frequency which has the advantages of stable operation, small distortion, high signaltonoise ratio and so on is achieved by using modern PLL frequency technology, so it is widely used in munication circuit system. Phaselocked loop through the difference of the phase detection of input signal and the output signal phase, and the detected phase difference signal into output voltage signal, the signal through a low pass filter. After the formation of the voltage control oscillator , the output signal of the oscillator frequency control.This paper first introduces the present situation, development direction, phaselocked loop technology as well as the background, and the principle of PLL is discussed. On the basis of the above, the modulation and demodulation circuit of 2ASK, 2PSK, 2FSK which function is a digital baseband signal is modulated by an analog signal and output were designed, and then useing the PLL demodulation, finally using Multisim software simulation. In the 2ASK, 2FSK, 2PSK demodulation, the output of the low pass filter waveform distortion is relatively large, but finally it can regenerate digital baseband pulse sampling decision circuit after shaping. In the circuit design, and strive to do a simple circuit, and plete the task book mentioned requirements.Keywords： modulate ；modulation ；PLL；Multisim目 錄第 1 章 緒論 ..............................................................1 研究背景 ..........................................................1 研究現(xiàn)狀 ..........................................................1 研究?jī)?nèi)容介紹 ......................................................2第 2 章 基本原理 ..........................................................3 Multisim 介紹 .....................................................3 鎖相環(huán)基本原理 ...................................................5 鎖相環(huán)的基本組成 ............................................5 鎖相環(huán)的工作原理 ............................................5第 3 章 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì) ..................................................8 2FSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì) ...........................................8 2FSK 調(diào)制電路設(shè)計(jì)原理 .....................................8 2FSK 調(diào)制單元電路的設(shè)計(jì) ...................................9 2FSK 解調(diào)單元電路的設(shè)計(jì) ..................................13 2FSK 解調(diào)電 路的整體設(shè)計(jì) ..................................15 2PSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì) ..........................................17 2PSK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì)原理 ................................17 2PSK 調(diào)制與解調(diào)電路的設(shè)計(jì)與仿真 ..........................18 2ASK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì) ..........................................19 2ASK 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì)原理 ................................19 2ASK 調(diào)制與解調(diào)電路的設(shè)計(jì)與仿真 ..........................20 解調(diào)結(jié)果分析 ....................................................22總結(jié) .....................................................................24參考文獻(xiàn) .................................................................25附錄：(外文翻譯) .........................................................26致謝 .....................................................................50第 1 章 緒論 研究背景 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波解調(diào)的方法有很多，而鎖相環(huán)鑒頻是利用現(xiàn)代鎖相環(huán)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)鑒頻方法，具有工作穩(wěn)定失真小，信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用在通信電路系統(tǒng)中。鎖相環(huán)路是一種反饋電路，鎖相環(huán)的英文全稱是 PhaseLocked Loop，簡(jiǎn)稱 PLL。其作用是使得電路相位同步。因鎖相環(huán)可以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率對(duì)輸入信號(hào)頻率的自動(dòng)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(dāng)輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的頻率相等時(shí)，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，它還具有載波跟蹤特性。作為一個(gè)窄帶跟蹤濾波器，可提取淹沒在噪聲中的信號(hào)；用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定，可提供高穩(wěn)定的頻率源；可進(jìn)行高精度的香味與頻率測(cè)量等等。如今鎖相環(huán)解調(diào)器在通信、雷達(dá)、測(cè)量和自動(dòng)化控制等領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鎖相環(huán)解調(diào)的研究和應(yīng)用得到了越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)在通過分析與研究，加深對(duì)鎖相環(huán)解調(diào)方式的理解，并根據(jù)它的原理，設(shè)計(jì)出2FSK、2PSK、2ASK 的調(diào)制電路，并通過鎖相環(huán)解調(diào)出來。 研究現(xiàn)狀鎖相環(huán)解調(diào)技術(shù)的發(fā)展十分迅速，如今已經(jīng)在很多領(lǐng)域都應(yīng)用了鎖相環(huán)解調(diào)的理論。可用于手機(jī)中、SDH 網(wǎng)絡(luò)中、在汽車 MP3 無線發(fā)射器中‘測(cè)量汽車轉(zhuǎn)速都是十分典型的應(yīng)用。調(diào)頻波的特點(diǎn)是頻率隨調(diào)制信號(hào)幅度的變化而變化，壓控振蕩器的振蕩頻率取決于輸入電壓的幅度。當(dāng)載波信號(hào)的頻率與鎖相環(huán)的固有振蕩頻率 ω0 相等時(shí)，壓控振蕩器輸出信號(hào)的頻率將保持 ω0 不變。若壓控振蕩器的輸入信號(hào)除了有鎖相環(huán)低通濾波器輸出的信號(hào) uc 外，還有調(diào)制信號(hào) ui，則壓控振蕩器輸出信號(hào)的頻率就是以 ω0 為中心，隨調(diào)制信號(hào)幅度的變化而變化的調(diào)頻波信號(hào)。當(dāng)然，鎖相環(huán)的許多優(yōu)越性使得鎖相環(huán)解調(diào)技術(shù)在很多我們周圍都可以見到的物品中發(fā)揮著其巨大的功效。如今，鎖相環(huán)路理論與研究日臻完善，應(yīng)用范圍遍及整個(gè)電子技術(shù)領(lǐng)域。隨著通信及電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，促使集成鎖相環(huán)和數(shù)字鎖相環(huán)突飛猛進(jìn)?，F(xiàn)在品種齊全繁多，提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性和小型化，目前仍朝著集成化，數(shù)字化，多用化方向迅速發(fā)展。 研究?jī)?nèi)容介紹調(diào)制和解調(diào)電路是通信設(shè)備中重要組成部分。用待傳輸?shù)牡皖l信號(hào)去控制高頻載波參數(shù)電路稱為調(diào)制電路，解調(diào)是調(diào)制的逆過程，從高頻已調(diào)信號(hào)中還原出原調(diào)制信號(hào)稱為解調(diào)電路。該文主要建立了 2ASK、2FSK 、2PSK 的調(diào)制解調(diào)電路。解調(diào)電路中使用了鎖相環(huán)解調(diào)。鎖相環(huán)路的輸出信號(hào)頻率可以精確地跟蹤輸入?yún)⒖夹盘?hào)頻率的變化,環(huán)路鎖定后輸入?yún)⒖夹盘?hào)和輸出參考信號(hào)之間的穩(wěn)態(tài)相位誤差可以通過增加環(huán)路增益被控制在。為了實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸，收信端接收到信號(hào)后必須進(jìn)行解調(diào)才能恢復(fù)原信號(hào)。所謂的解調(diào)就是用攜帶信息的輸出信號(hào) uo 來還原載波信號(hào) ui 的參數(shù)，載波信號(hào)的參數(shù)有幅度、頻率和位相，所以，解調(diào)有調(diào)幅（AM） 、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）三種。調(diào)幅波的特點(diǎn)是頻率與載波信號(hào)的頻率相等，幅度隨輸入信號(hào)幅度的變化而變化；調(diào)頻波的特點(diǎn)是幅度與載波信號(hào)的幅度相等，頻率隨輸入信號(hào)幅度的變化而變化；調(diào)相波的特點(diǎn)是幅度與載波信號(hào)的幅度相等，相位隨輸入信號(hào)幅度的變化而變化。該文中調(diào)制出2FSK、2ASK、2PSK，調(diào)制時(shí)采用的是鎖相環(huán)解調(diào)出來,最后用 Multisim 進(jìn)行仿真出效果。在對(duì) 2ASK、2FSK 、2PSK 解調(diào)時(shí)，低通濾波器輸出的波形失真比較大，不過最后經(jīng)過抽樣判決電路整形后可以再生數(shù)字基帶脈沖。第 2 章 基本原理 Multisim 介紹隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品已與計(jì)算機(jī)緊密相連，電子產(chǎn)品的智能化日益完善，電路的集成度越來越高，而產(chǎn)品的更新周期卻越來越短。Multisim 10 是加拿大 Interactive Image Technologies 公司 2022 年推出的 Multisim 最新版本。可以設(shè)計(jì)、測(cè)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(jī)接口電路等。可以對(duì)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。它有豐富的元件庫(kù)，為用戶提供元器件模型的擴(kuò)充和技術(shù)；虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，其操作方法與實(shí)際儀器十分相似；具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)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(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等 18 種電路分析方法，提供了多種輸入輸出接口，Multisim10 可以與國(guó)內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件 Prote