【正文】 次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。 盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與解調(diào)端VCO的中心頻率相差較大，所以解調(diào)端的鎖相環(huán)在捕捉該頻率并鎖定時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)如圖58所示，因此如果基帶信號(hào)頻率過高那么此時(shí)解調(diào)端的鎖相環(huán)尚未鎖定低頻信號(hào)，此時(shí)經(jīng)過電壓比較器后的輸出信號(hào)將不能夠很好的恢復(fù)成原基帶信號(hào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第六章 實(shí)現(xiàn)過程中的問題及展望將在本章中集中討論在本次實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中遇到的困難和解決的辦法，以及發(fā)現(xiàn)但尚未解決的問題以及關(guān)于這些問題的一些思考及解決辦法。在確定好濾波器的參數(shù)之后，用示波器測(cè)量出低通濾波器的輸出波形，分別記錄下與調(diào)制端輸入電壓相對(duì)應(yīng)的濾波器輸出的波形與電壓。由于調(diào)試時(shí)所用試驗(yàn)箱的電壓只有5V，所以在面包板上串聯(lián)10個(gè)完全相等的電阻，并記下VCO輸出的相應(yīng)的頻率并選擇合適的電壓范圍。此后經(jīng)過相位比較器輸出的信號(hào)如圖57所示，通過低通濾波器濾除高頻信號(hào)后成為直流電壓。 電壓比較器模塊電壓比較器模塊如圖52所示。C1和R1為VCO外接電容電阻，使VCO振蕩。例如，可直接操作的LM324系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松的將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的177。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。所以增加RC環(huán)節(jié)，可加大衰減斜率。根據(jù)疊加原理可知，運(yùn)放反相輸入端的電位 （41）令，則求出閾值電壓 （42）當(dāng)時(shí)，所以，；當(dāng)時(shí)，所以。之所以功率損耗由于低通濾波器而減少是因?yàn)镻型和N型驅(qū)動(dòng)器在信號(hào)輸入周期的大部分時(shí)間內(nèi)都處于OFF狀態(tài)。當(dāng)和頻率相等但是相位超前于時(shí)，P型輸出驅(qū)動(dòng)器在PC2out引腳保持ON狀態(tài)，保持的時(shí)間與相位差相對(duì)應(yīng)。當(dāng)VCO工作在中心頻率時(shí)，如果在參考信號(hào)輸入端沒有信號(hào)或者噪聲輸入，那么等于VCC的一半。VCO的輸出端可以直接連接在相位比較器的輸入端，或者可以再中間接一個(gè)分頻器。 VCO模塊VCO模塊需要一個(gè)接在C1A和C1B之間的電容C1和一個(gè)接在R1和地之間的電阻R1。11VCO外接電阻R1。環(huán)路入鎖時(shí)為高電平，環(huán)路失鎖時(shí)為低電平。其中兩個(gè)相位比較器分別為由異或網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的相位比較器和由邊沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器構(gòu)成的相位比較器。其原理框圖如圖33所示。這種FSK調(diào)制器的頻率穩(wěn)定度主要由VCO的外部元件確定。數(shù)字信號(hào)控制能夠產(chǎn)生頻率分別為和的兩個(gè)振蕩器。圖29 非相干解調(diào)原理框圖對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)波形解調(diào)2FSK信號(hào)還可以用鑒頻法、過零檢測(cè)法及差分檢波法等。（2）捕捉時(shí)間。如果在這個(gè)范圍內(nèi)跟蹤丟失，一般情況下鎖相環(huán)還能再次鎖定，但如果是捕捉過程，這個(gè)過程會(huì)比較慢。（2）鎖相環(huán)參考輸入端施加的頻率階躍的最大值必須小于拉出范圍。實(shí)際的VCO工作在中心頻率時(shí)，控制信號(hào)等于電源電壓的一半，即。壓控振蕩器輸出信號(hào)的弧度頻率正比于控制信號(hào)，可以表示為 （21）稱為VCO增益；單位是rad/s經(jīng)過一定建立時(shí)間以后，VCO振蕩頻率會(huì)和輸入信號(hào)頻率完全相同。 關(guān)于鎖相環(huán) 鎖相環(huán)的工作原理鎖相環(huán)的工作原理可以用一個(gè)線性鎖相環(huán)為例進(jìn)行說(shuō)明。36畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章 鎖相環(huán)工作原理及FSK調(diào)制解調(diào)原理鎖相環(huán)(PhaseLocked Loops,即PLL)電路使一個(gè)特殊系統(tǒng)跟蹤另外一個(gè)系統(tǒng)。深入理解基本電路結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步理解現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。PLL集成環(huán)路在頻率合成，調(diào)制解調(diào)，電視機(jī)彩色副載波提取，遙控系統(tǒng)，F(xiàn)M解碼等很多方面都有應(yīng)用。1965年鎖相環(huán)成為集成電路。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 phaselocked loop。在本文中同時(shí)還介紹了設(shè)計(jì)和調(diào)試的具體過程，思路，選用器件的原因以及所用器件的工作原理和在本次設(shè)計(jì)過程中實(shí)際的應(yīng)用效果，在本文最后也給出了本次設(shè)計(jì)的最終調(diào)試結(jié)果。發(fā)送端采用鎖相環(huán)芯片實(shí)現(xiàn)了基帶信號(hào)的FSK調(diào)制，接收端采用CD4046芯片進(jìn)行解調(diào)，并采用了低通濾波電路和電壓比較器電路恢復(fù)出其基帶信號(hào)。 FSK。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 鎖相環(huán)及頻移鍵控產(chǎn)生與設(shè)計(jì)背景鎖相環(huán)是線性電路。幾年之后出現(xiàn)了全數(shù)字的鎖相環(huán)，其中所有的模塊均由數(shù)字功能模塊組成，其中不再包含任何無(wú)源元件。 設(shè)計(jì)目的與意義本次設(shè)計(jì)的目的是：掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，深入理解基本電路結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步理解現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，進(jìn)一步理解2FSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)原理，進(jìn)行實(shí)物制作與調(diào)試，分析實(shí)際與理論的差異。工作原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，由于CMOS集成鎖相環(huán)的優(yōu)越性能，使得整體電路的體積減小，調(diào)試與維護(hù)容易。 在這一章中將介紹一些有關(guān)于鎖相環(huán)及頻移鍵控的基本工作原理?？刂齐妷焊淖僔CO的頻率，減小與輸入信號(hào)之間的相位差。最常用的一階濾波器有：無(wú)源超前滯后濾波器，有源超前滯后濾波器，有源比例積分濾波器。假設(shè)電源電壓為，那么的取值范圍必須介于0和之間。想要使鎖相環(huán)系統(tǒng)保持相位跟蹤，必須滿足以下三個(gè)條件：（1）參考信號(hào)的角頻率必須在同步范圍內(nèi)。這是鎖相環(huán)穩(wěn)定工作的動(dòng)態(tài)界限。這是捕獲過程為一個(gè)鎖定過程是鎖相環(huán)達(dá)到鎖定需要的時(shí)間。圖27中的抽樣判決電路是一個(gè)比較器，對(duì)上下兩支路低通濾波器送出的信號(hào)電平進(jìn)行比較，如果上支路輸出的信號(hào)大于下支路，則判為1碼。調(diào)制其框圖如圖31所示。由于和為常量，所以當(dāng)VCO處于線性工作范圍時(shí)，只要改變VCO的控制電壓為一個(gè)合適值，就能得到所要的FSK調(diào)制頻率。這樣，調(diào)制信號(hào)就可以從VCO控制電壓中恢復(fù)出來(lái)。在該芯片中包含一個(gè)壓控振蕩器和兩個(gè)相位比較器。表11 CD4046引腳功能表符號(hào)引腳名稱功能1輸出端（相位脈沖輸出） 相位比較器2輸出的相位差信號(hào)，為上升沿控制邏輯。5VCO禁止端，1有效 控制信號(hào)輸入，高電平時(shí)禁止，低電平時(shí)允許壓控振蕩器工作。VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器Ⅰ，繼續(xù)與進(jìn)行相位比較，最后使得＝，兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。如果不用該引腳的話，就把該引腳開路。通過低通濾波器被回送到VCO輸入端的PC1的平均輸出電壓是由于參考信號(hào)和比較器輸入信號(hào)的相位差產(chǎn)生的，如圖43所示。它由四個(gè)觸發(fā)器，門控和一個(gè)由P型和N型驅(qū)動(dòng)器組成的三態(tài)輸出組成。因此，對(duì)于PC2來(lái)說(shuō)，在VCO的全頻率范圍內(nèi)和之間不存在相位差。圖44所示為一般單限比較器，為外加參考電壓。由于一階電路的過渡帶較寬，幅頻特性的最大衰減斜率僅為20dB/十倍頻。該四放大器可以工作在低到3V或者高到32V的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。 電路設(shè)計(jì) 調(diào)制模塊調(diào)制模塊電路如圖51所示。參考信號(hào)同相位比較器輸入信號(hào)的相位差信號(hào)通過輸出，該信號(hào)通過二階有源低通濾波器濾除高頻分量后成為直流信號(hào)且該信號(hào)被回送至端。如圖56及圖510所示。圖53 基帶信號(hào)頻率圖54 基帶信號(hào)與解調(diào)后輸出信號(hào)波形圖55 基帶信號(hào)及調(diào)制信號(hào)波形圖56 基帶信號(hào)及解調(diào)端VCO輸出波形圖57 基帶信號(hào)及解調(diào)端相位比較器輸出信號(hào)波形圖58 基帶信號(hào)及濾波器輸出信號(hào)圖59 調(diào)制信號(hào)中高頻率信號(hào)頻率圖510 解調(diào)端VCO輸出信號(hào)高頻部分頻率圖511 實(shí)際調(diào)試電路 實(shí)際調(diào)試過程首先搭建調(diào)制電路，按照設(shè)計(jì)好的電路在面包板上進(jìn)行搭建，在搭建好解調(diào)電路之后，首先測(cè)量解調(diào)端PLL芯片中的VCO的中心頻率，并調(diào)整外接電容和外接電阻，使得解調(diào)端的PLL芯片中VCO的中心頻率適中。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，最終確定二階有源低通濾波器的參數(shù)和結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)基帶信號(hào)發(fā)生的頻率為2000Hz，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不能滿足解調(diào)出原基帶信號(hào)，測(cè)量各點(diǎn)波形發(fā)現(xiàn)解調(diào)端電路在捕捉低電平時(shí)，捕捉時(shí)間較長(zhǎng)，故不斷調(diào)低基帶信號(hào)頻率，使得其能夠滿足該系統(tǒng)要求，最終確定為100Hz。這是因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)兩部分的頻率差導(dǎo)致的。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。學(xué)友情深，情同兄妹。