【導(dǎo)讀】進(jìn)行FSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)又有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)際應(yīng)用中有著很大意義。文介紹了一種基于鎖相環(huán)的頻移鍵控FSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計(jì)。端均采用鎖相環(huán)芯片CD4046。在本文中同時(shí)還介紹了設(shè)計(jì)和調(diào)試的具體過(guò)程，思路，選用器件的原因以及所。的最終調(diào)試結(jié)果。基帶信號(hào)通過(guò)以CD4046為核心的調(diào)制電路后成功的對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行。同時(shí)，調(diào)制信號(hào)通過(guò)同樣以CD4046為核心的帶有有源低通濾波電路和電壓比。該電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，誤碼率低，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。與解調(diào)的理解，同時(shí)還可以更加深入的學(xué)習(xí)了鎖相環(huán)的原理和鎖相環(huán)的應(yīng)用。導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法。律后果由本人承擔(dān)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 7 所示，通過(guò)低通濾波器濾除高頻信號(hào)后成為直流電壓。該 濾波器電壓放大倍數(shù)為 3。高電平時(shí)電壓為 ，低電平時(shí)電壓為 1V，其波形如圖 58 所示。該波形通過(guò)電壓比較器，電壓比較器將閾值電壓設(shè)為 ，如果電壓高于閾值電壓即 ，如果電壓低于 。該波形即為 FSK 解調(diào)后的波形，如圖 54 所示。 調(diào)制和解調(diào)端的 PLL 的外接電阻值均為 100 ?k ,電容均為 150nF，并且由此確定的PLL 的中心頻率均為 。進(jìn)行調(diào)試時(shí)使用的實(shí)際電路如圖 511 所示。 圖 53 基帶信號(hào) 頻率 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 實(shí)際調(diào)試過(guò)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。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，這樣可以方便取得 15V 之間的 各整數(shù)倍電壓，并記下 VCO 輸出的相應(yīng)的頻率并選擇合適的電壓范圍。 之后，按照設(shè)計(jì)好的解調(diào)端電路搭好解調(diào)端 PLL 和低通濾波電路將調(diào)制信號(hào)送至解調(diào)端。在低通濾波器輸出端測(cè)量輸出波形，發(fā)現(xiàn)波形不正確。測(cè)量比較器輸出發(fā)現(xiàn)波形正確。由此可知低通濾波電路設(shè)計(jì)不合理。由于設(shè)計(jì)的一階濾波電路濾波效果 不理想。故決定將一階有源低通濾波器改為二階有源低通濾波器。經(jīng)過(guò)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)。 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。選擇合適的電壓值以確定電壓比較器的閾值電壓。在確定好電壓比較器的閾值電壓后，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出電壓比較器的各參數(shù)，最終搭建好電壓比較器的實(shí)際電路。 由于用做電源的試驗(yàn)箱上無(wú)法輸出方波，所以要把可以產(chǎn)生 1002020Hz 頻率連續(xù)可調(diào)的如圖 53 所示的試驗(yàn)箱，同面包板和提供電源的試驗(yàn)箱 共地。但由于共地效果不理想，所以輸入的基帶信號(hào)噪聲較大，如圖 54 所示。由于該試驗(yàn)箱輸出的方波高低電平的電壓不滿(mǎn)足 CD4046 芯片對(duì)調(diào)制解調(diào)信號(hào)電壓的要求，所以在實(shí)際搭建電路時(shí)，又多搭建了一個(gè)電平搬移電路，將輸入的基帶信號(hào)的電壓搬移至高電平為 低電壓為1V。從而使基帶信號(hào)滿(mǎn)足要求。 調(diào)節(jié)基帶信號(hào)發(fā)生的頻率為 2020Hz，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不能滿(mǎn)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(mǎn)足該系統(tǒng)要求，最終確定為 100Hz。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第六章 實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的 問(wèn)題及展望 將在本章中集中討論在本次實(shí)際實(shí)現(xiàn)過(guò)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(wèn)題以及關(guān)于這些問(wèn)題的一些思考及解決辦法。 關(guān)于鎖定范圍的問(wèn)題 出現(xiàn)的問(wèn)題 在本次設(shè)計(jì)中，在調(diào)制與解調(diào)端的 PLL 中選用的 VCO 外接電阻電容均相等，這樣做可以使調(diào)制和解調(diào)端的 VCO 的中心頻率和 VCO 增益相等，如果在調(diào)制信號(hào)中出現(xiàn)與VCO 中心頻率相等的頻率段，則在解調(diào)端可以不用考慮捕捉范圍和鎖定范圍，直接將該部分信號(hào)解調(diào)出來(lái)。但由于捕捉范圍和鎖定范圍的限制，導(dǎo)致對(duì)另一部分信號(hào)的頻率要求較高，該部分信號(hào)頻率既不能超出捕 捉范圍同時(shí)又由于調(diào)制解調(diào)端 VCO 的外接電容電阻相等導(dǎo)致的 VCO 增益相等使得如果該頻率與中心頻率相差不大那么基帶信號(hào)的高低電平的電壓差將會(huì)非常小，只有幾百 mV。使得該基帶信號(hào)無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。 解決辦法 針對(duì)以上問(wèn)題，可以提高基帶信號(hào)的高電平與低電平的電壓差值，在信號(hào)的調(diào)制端加入一個(gè)限幅電路，以降低基帶信號(hào)的高電平同低電平的電壓差值，使得調(diào)制信號(hào)的頻率能夠符合解調(diào)端對(duì)調(diào)制信號(hào)的要求，最后在解調(diào)輸出端加入一個(gè)放大電路，將解調(diào)信號(hào)進(jìn)行放大。 由于鎖相環(huán)的捕捉范圍和鎖定范圍同所使用的低通濾波器的類(lèi)型與參數(shù)有關(guān)，所 以我們還可以通過(guò)調(diào)整解調(diào)端的鎖相環(huán)所使用的低通濾波器的類(lèi)型及參數(shù)來(lái)提高解調(diào)端鎖相環(huán)的捕捉范圍和鎖定范圍，使得其能夠滿(mǎn)足調(diào)制信號(hào)的頻率。 關(guān)于基帶信號(hào)頻率的問(wèn)題 在本次設(shè)計(jì)中基帶信號(hào)的傳輸頻率為 100Hz。這是因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)兩部分的頻率差導(dǎo)致的。由于當(dāng)基帶信號(hào)為低電平時(shí)調(diào)制信號(hào)的頻率僅為 ，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(guò)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(guò)電壓畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 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)。同時(shí)，在圖 54 中，我們也能看到基帶信號(hào)同解調(diào)后的信號(hào)之間存在一定的相位差，這也是由于解調(diào)端的鎖相環(huán)鎖定時(shí)間較長(zhǎng)引起。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，本次所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)所能允許的基帶信號(hào)的最高頻率為 150Hz。 其他問(wèn)題 在最初進(jìn)行本次設(shè)計(jì)時(shí)，曾將調(diào)制信號(hào)的高頻部分設(shè)置到 1MHz 以上，但是此時(shí)濾波器并不能正常工作，原因是因?yàn)?LM324 的工作頻率并不能達(dá)到 1MHz，再通過(guò)調(diào)整后降低了調(diào)制信號(hào)的頻率之后，有源濾波器才能正常工作。所以，調(diào)制信號(hào)的頻率必須要符合有源濾波器所使用的運(yùn)放芯片的工作要求。同時(shí)，由于 CD4046 的技術(shù) 手冊(cè)上的要求，基帶信號(hào)的電壓也有一定要求，不能過(guò)高。此外，在本次設(shè)計(jì)中最初設(shè)計(jì)鎖相環(huán)電路時(shí)，計(jì)算的捕捉范圍和鎖定范圍與實(shí)際測(cè)出的范圍相差較大，原因可能是由于CD4046 芯片的溫漂所導(dǎo)致，所以在實(shí)際應(yīng)用中也用當(dāng)考慮到溫度的影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 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。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(xiě)過(guò)的研究成果。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注 明并表示感謝。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū) 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入 CNKI《中國(guó)知 識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 論文密級(jí)： □ 公開(kāi) □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月） (保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導(dǎo)師簽名： _______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工 作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。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。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它 復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 致 謝 時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開(kāi)的。 首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。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。本次畢 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)。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問(wèn)題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒(méi)有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了 許多能受益終生的東西。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過(guò)的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。 四年的大學(xué)生 活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 回首四年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。 學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿(mǎn)著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與 培育。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問(wèn)題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 匪淺。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。