【導(dǎo)讀】進(jìn)行FSK信號的調(diào)制解調(diào)又有著非常多的優(yōu)點，所以在實際應(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信號調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計。端均采用鎖相環(huán)芯片CD4046。在本文中同時還介紹了設(shè)計和調(diào)試的具體過程，思路，選用器件的原因以及所。的最終調(diào)試結(jié)果?；鶐盘柾ㄟ^以CD4046為核心的調(diào)制電路后成功的對基帶信號進(jìn)行。同時，調(diào)制信號通過同樣以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)簡單，工作可靠，誤碼率低，成本低廉，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。與解調(diào)的理解，同時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歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法。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，通過低通濾波器濾除高頻信號后成為直流電壓。該 濾波器電壓放大倍數(shù)為 3。高電平時電壓為 ，低電平時電壓為 1V，其波形如圖 58 所示。該波形通過電壓比較器，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)試時使用的實際電路如圖 511 所示。 圖 53 基帶信號 頻率 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 54 基帶信號與解調(diào)后輸出信號波形 圖 55 基帶信號及調(diào)制信號波形 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 56 基帶信號及解調(diào)端 VCO 輸出波形 圖 57 基帶信號及解調(diào)端相位比較器輸出信號波形 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 58 基帶信號及濾波器輸出信號 圖 59 調(diào)制信號中高頻率信號頻率 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 510 解調(diào)端 VCO 輸出信號高頻部分頻率 圖 511 實際調(diào)試電路 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 實際調(diào)試過程 首先搭建調(diào)制電路，按照設(shè)計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)試時所用試驗箱的電壓只有 5V，所以在面包板上串聯(lián) 10 個完全相等的電阻，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)制信號送至解調(diào)端。在低通濾波器輸出端測量輸出波形，發(fā)現(xiàn)波形不正確。測量比較器輸出發(fā)現(xiàn)波形正確。由此可知低通濾波電路設(shè)計不合理。由于設(shè)計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)過計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際電路。 由于用做電源的試驗箱上無法輸出方波，所以要把可以產(chǎn)生 1002020Hz 頻率連續(xù)可調(diào)的如圖 53 所示的試驗箱，同面包板和提供電源的試驗箱 共地。但由于共地效果不理想，所以輸入的基帶信號噪聲較大，如圖 54 所示。由于該試驗箱輸出的方波高低電平的電壓不滿足 CD4046 芯片對調(diào)制解調(diào)信號電壓的要求，所以在實際搭建電路時，又多搭建了一個電平搬移電路，將輸入的基帶信號的電壓搬移至高電平為 低電壓為1V。從而使基帶信號滿足要求。 調(diào)節(jié)基帶信號發(fā)生的頻率為 2020Hz，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不能滿足解調(diào)出原基帶信號，測量各點波形發(fā)現(xiàn)解調(diào)端電路在捕捉低電平時，捕捉時間較長，故不斷調(diào)低基帶信號頻率，使得其能夠滿足該系統(tǒng)要求，最終確定為 100Hz。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 第六章 實現(xiàn)過程中的 問題及展望 將在本章中集中討論在本次實際實現(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。 關(guān)于鎖定范圍的問題 出現(xiàn)的問題 在本次設(shè)計中，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，直接將該部分信號解調(diào)出來。但由于捕捉范圍和鎖定范圍的限制，導(dǎo)致對另一部分信號的頻率要求較高，該部分信號頻率既不能超出捕 捉范圍同時又由于調(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的高低電平的電壓差將會非常小，只有幾百 mV。使得該基帶信號無法進(jìn)行長距離傳輸。 解決辦法 針對以上問題，可以提高基帶信號的高電平與低電平的電壓差值，在信號的調(diào)制端加入一個限幅電路，以降低基帶信號的高電平同低電平的電壓差值，使得調(diào)制信號的頻率能夠符合解調(diào)端對調(diào)制信號的要求，最后在解調(diào)輸出端加入一個放大電路，將解調(diào)信號進(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型與參數(shù)有關(guān)，所 以我們還可以通過調(diào)整解調(diào)端的鎖相環(huán)所使用的低通濾波器的類型及參數(shù)來提高解調(diào)端鎖相環(huán)的捕捉范圍和鎖定范圍，使得其能夠滿足調(diào)制信號的頻率。 關(guān)于基帶信號頻率的問題 在本次設(shè)計中基帶信號的傳輸頻率為 100Hz。這是因為調(diào)制信號兩部分的頻率差導(dǎo)致的。由于當(dāng)基帶信號為低電平時調(diào)制信號的頻率僅為 ，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所需時間較長如圖 58 所示，因此如果基帶信號頻率過高那么此時解調(diào)端的鎖相環(huán)尚未鎖定低頻信號，此時經(jīng)過電壓畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 比較器后的輸出信號將不能夠很好的恢復(fù)成 原基帶信號。同時，在圖 54 中，我們也能看到基帶信號同解調(diào)后的信號之間存在一定的相位差，這也是由于解調(diào)端的鎖相環(huán)鎖定時間較長引起。經(jīng)過試驗，本次所設(shè)計的系統(tǒng)所能允許的基帶信號的最高頻率為 150Hz。 其他問題 在最初進(jìn)行本次設(shè)計時，曾將調(diào)制信號的高頻部分設(shè)置到 1MHz 以上，但是此時濾波器并不能正常工作，原因是因為 LM324 的工作頻率并不能達(dá)到 1MHz，再通過調(diào)整后降低了調(diào)制信號的頻率之后，有源濾波器才能正常工作。所以，調(diào)制信號的頻率必須要符合有源濾波器所使用的運放芯片的工作要求。同時，由于 CD4046 的技術(shù) 手冊上的要求，基帶信號的電壓也有一定要求，不能過高。此外，在本次設(shè)計中最初設(shè)計鎖相環(huán)電路時，計算的捕捉范圍和鎖定范圍與實際測出的范圍相差較大，原因可能是由于CD4046 芯片的溫漂所導(dǎo)致，所以在實際應(yīng)用中也用當(dāng)考慮到溫度的影響。 畢業(yè)設(shè)計（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人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，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 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知 識資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》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： □ 公開 □ 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（論文） 34 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工 作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個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（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（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（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(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（論文） 35 致 謝 時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢 業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、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。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對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、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)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，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)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(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，給我留下了很多難忘的回憶。 最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無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劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(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，充滿著關(guān)愛，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，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，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)，感激他們一直以來對我的撫養(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。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思路，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（論文） 36 匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對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)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。