【文章內容簡介】 通 濾 波 器調 制 信 號基 帶 信 號定 時 脈 沖 圖 2FSK 解調原理框圖 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 ： U i（ t）U o U 圖 乘法器 2）低通濾波器如圖 ： 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）。 14 圖 環(huán)路濾波器 3）壓控振蕩器的壓控特性如圖 ，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 0( ) ( )u o ct K u t???? （ 31） 圖 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： 圖 15 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 圖 LM311引腳圖 圖 抽樣判決電路圖 2FSK 解調電路的整體設計 2FSK 解調電路的設計是采用鎖相環(huán)進行解調， 2FSK 信號通過鎖相環(huán)最終解調出數字基帶信號。 2FSK 基于 Multisim仿真的解調電路的整體電路設計圖如圖 ： 16 圖 2FSK的 Multisim的解調仿真電路 圖 2FSK的 Multisim解調電路的仿真 17 2PSK 調制解調電路設計 2PSK 調制解調電路設計原理 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的調制與解調。 在二進制數字調制中 ,當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時 ,則產生二進制移相鍵控 (2PSK)信號 。 通常用已調信號載波的 0176。 和 180176。 分別表示二進制數字基帶信號的 1 和 0。 二進制移相鍵控信號的調制原理圖如 下 所示 。 其中圖 是采用模擬 調頻 的方法產生 2PSK信號 ,圖 2PSK信號 .本設計調制 2PSK時采用的是鍵控法。 碼 型 變換乘 法 器()st2 ()p s ketc o s c t?雙 極 性不 歸 零 圖 模擬調頻法 2 ()p s ketc o sc t?0?0180移 相 ()st開 關 電 路 圖 鍵控法 2PSK 信號的解調通常都是采用相干解調 , 該文的 解調器原理圖如圖 與2FSK 解調原理相同 。 18 壓 控 振 蕩 器抽 樣 判 決模 擬 乘 法 器 低 通 濾 波 器調 制 信 號基 帶 信 號定 時 脈 沖 圖 2PSK 解調原理框圖 2PSK 調制與解調電路的設計與仿真 2PSK 調制電路采用鍵控法調制，而解調電路的設計是采用鎖相環(huán)進行解調， 2PSK信號通過鎖相環(huán)最終解調出數字基帶信號。 2PSK 基于 multisim仿真的調制解調電路的整體電路設計圖如圖 所示： 圖 2PSK調制解調電路圖 2PSK 調制仿真圖與解調后的 仿真圖如圖 。 19 圖 2PSK調制解調電路圖仿真結果 2ASK 調制解調電路設計 2ASK 調制解調電路設計原理 在二進制數字振幅調制中，載波的幅度隨著調制信號的變化而變化，實現這種調制的 方式 有兩種：（ 1） 模擬 相乘法：通過相乘器直接將載波和數字信號相乘得到輸出信號，這種直接利用二進制數字信號的振幅來調制正弦載波的方式稱為 模擬 相乘法，其電路如圖 所示。在該電路中載波信號和二進制數字信號同時輸入到相乘器中完成調制。（ 2）數字鍵控法：用開關電路控制輸出調制信號，當開關接載波就有信號輸出，當開關接地就沒信號輸出，其電路如圖 所示 。 乘 法 器()stc o s c t?2 ()a s ketc o s c t?()st開 關 電 路2()A S Ket 圖 模擬相乘法 圖 數字鍵控法 2ASK/OOK 信號有兩種基本的解調方法：非相干解調（包絡檢波法）和相干解調 20 （同步檢測法），相應的接收系統(tǒng)如圖 、圖 。 圖 非相干解調方式 圖 相干解調方式 該文 2ASK 的調制方法采用的是模擬相乘法，而調制則采用的是相干解調。該文的2ASK 解調原理框圖 ： 壓 控 振 蕩 器抽 樣 判 決模 擬 乘 法 器 低 通 濾 波 器調 制 信 號基 帶 信 號定 時 脈 沖 圖 2ASK 解調原理框圖 2ASK 調制與解調電路的設計與仿真 2ASK 調制 電路采用鍵控法調制，而解調電路的設計是采用鎖相環(huán)進行解調， 2ASK信號通過鎖相環(huán)最終解調出數字基帶信號。 2ASK 基于 Multisim仿真的調制解調電路的整體電路設計圖如圖 所示： 21 圖 2ASK調制解調電路圖 圖 2ASK 調制解調仿真圖 22 解調結果分析 由于在解調 2ASK、 2FSK、 2PSK 時的數字基帶信號都為 1KHZ,而在解調時壓控震蕩器的中心頻率都為 1KHZ，所以該文中三個信號的解調電路都是一樣的。鎖相環(huán)鑒頻電路環(huán)路輸入頻率跟隨輸出頻率變化，即跟蹤，實現環(huán)路鎖定 困難，會出現毛刺。低通濾波器輸出的波形失真比較大，不過最后經過抽樣判決電路整形后可以很好的解調出數字基帶脈沖。 在解調設計選取參數時，發(fā)現低通濾波器 中 C2 的值最影響波形的輸出，以 2FSK解調為例，一開始我在 C2 設為 10nF，出來的波形如下圖 ： 圖 C2=10nF 時的波形 可見解調出來的基帶信號出現嚴重失真。后經過不斷的嘗試改變 C2 的值，最終把 C2 的值設為 100nF，終于解調出很好的數字基帶信號如下圖 ： 23 圖 C2=100nF時的波形 24 總結 該文 分別設計了 2ASK、 2PSK、 2FSK 的調制解調電路， 其 功能 為數字基帶信號 經過調制輸出一個模擬信號，然后用鎖相環(huán)進行解調， 最后采用 Multisim軟件進行仿真。在對 2ASK、 2FSK、 2PSK 解調時，低通濾波器輸出的波形失真比較大，不過最后經過抽樣判決電路整形后可以再生數字基帶脈沖。 經過 一個學期 的時間，終于完成這次 基于 Multisim的鎖相解調系統(tǒng)設計的畢業(yè) 設計任務。我首先查閱了大量的書本資料，接著又上網搜集了許多有用信息，有時候為了找到一個合適的電路而苦惱，有時候又為取得一點成功而由衷的高興。當最終的電路方案設計出 來以后，我請教了我 的 指導老師 何老師 及學的比較好的同學，他們的一個小小指點就給我們很大啟示和靈感，對我的 電路 圖提出了很多有價值的建議，在此對熱心幫助我的老師和同學表示衷心感謝。 在此次 畢業(yè) 設計中，我充分體會到了熟練運用相關軟件的重要性，不像 以前做的 課程設計，并沒有多少工作在計算機里實現的，就僅僅畫出了電路圖之后用元器件在面包板上搭電路就行了。本次 畢業(yè)設計 都高度依賴計算機，從仿真到繪制原理圖，再到參數調節(jié)，可以說每一步都很艱難，每一步都是我一步一個腳印結結實實踩下去的。 通過 畢業(yè) 設計，我增強了對通信電子技術的理解 ，學會查尋資料﹑比較方案，學會通信電路的設計﹑計算；進一步提高分析解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手﹑獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析﹑解決通信電子電路問題的實際本領，真正實現由課本知識向實際能力的轉化；通過典型電路的設計與仿真加深對基本原理的了解，增強了實踐能力。 25 參考文獻 [1]． 熊偉 候傳教 . 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Furthermore, digital and analog developments tend to evolve at differing rates, yet mixedsignal solutions for markets such as industrial, automotive and medical, must remain available over significant time periods. The latest mixedsignal semiconductor processes are helping to address some of these issues, and this article will look at some of the issues designers should consider when specifying integrated mixedsignal solutions. Mixedsignal solution for the real world System designers often partition the digital portion from the analog section of a given design for a variety of reasons: the availability of mixing ponents for the two technologies, the plexity of the digital design or again because of the existence of pure digital processing parts as standard products. Placing the analog elements in an integrated circuit definitively allows the system designer t