模擬通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的題目為模擬通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)主要完成以下模塊：信號源產(chǎn)生模塊（語音低頻信號）、載波信號產(chǎn)生模塊（載波）、調(diào)制器、解調(diào)器。</p><p>　　其中信號產(chǎn)生模塊采用的實(shí)現(xiàn)方法為RC振蕩器，調(diào)制器有兩種實(shí)現(xiàn)方法，方案一為AM調(diào)制器，采用的實(shí)現(xiàn)方法為模擬相乘器，方案二為FM調(diào)制器采用的

2、實(shí)現(xiàn)方法為變?nèi)荻O管調(diào)頻器。解調(diào)器也有兩種實(shí)現(xiàn)方法，方案一為AM解調(diào)，采用的實(shí)現(xiàn)方法為二極管峰值包絡(luò)檢波器，方案二FM解調(diào)，采用的實(shí)現(xiàn)方法為相位鑒頻器。</p><p>　　采用的硬件平臺有：高頻實(shí)驗(yàn)箱（GP-4）、通信電路綜合實(shí)驗(yàn)箱（ZH5006）高頻實(shí)驗(yàn)臺XSGZ-1。軟件平臺work bench仿真；MaxplusII進(jìn)行EPLD設(shè)計(jì)；Protel原理圖設(shè)計(jì)；單片機(jī)開發(fā)裝置。</p><

3、p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　RC振蕩器、AM調(diào)制器、FM調(diào)制器、AM解調(diào)、FM解調(diào)相位鑒頻器。</p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　目 錄II</b></p><p><b>　　第1章 標(biāo)

4、 題1</b></p><p><b>　　1.1 標(biāo)題1</b></p><p><b>　　1.2 標(biāo)題1</b></p><p><b>　　1.2.1 標(biāo)題1</b></p><p><b>　　1.2.2 標(biāo)題1</b></p&

5、gt;<p><b>　　1.3 標(biāo)題1</b></p><p><b>　　第2章 標(biāo) 題3</b></p><p><b>　　2.1 標(biāo)題3</b></p><p><b>　　2.2 標(biāo)題3</b></p><p><b>

6、　　2.3 標(biāo)題3</b></p><p><b>　　第3章 標(biāo) 題4</b></p><p><b>　　3.1 標(biāo)題4</b></p><p><b>　　3.2 標(biāo)題4</b></p><p><b>　　3.3 標(biāo)題4</b><

7、/p><p><b>　　第4章 標(biāo) 題5</b></p><p><b>　　4.1 標(biāo)題5</b></p><p><b>　　4.2 標(biāo)題5</b></p><p><b>　　4.2.1 標(biāo)題5</b></p><p><

8、b>　　4.2.2 標(biāo)題5</b></p><p><b>　　第5章 結(jié) 論7</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　附 錄11</b></p><p>　　附錄A: 附加圖、表11</p><

9、;p>　　附錄B: 主要源程序12</p><p>　　附錄C: 軟件使用說明書14</p><p>　　現(xiàn)代通信電路課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一﹑設(shè)計(jì)目的 </b></p><p>　　1將學(xué)生專業(yè)知識（信號與系統(tǒng)、現(xiàn)代通信電路及通信原理）、專業(yè)技能（數(shù)電、模電、電工電子）及常用開發(fā)工具（EDA、DS

10、P、單片機(jī)技術(shù)）相結(jié)合，在實(shí)際中進(jìn)行綜合運(yùn)用。</p><p>　　2培養(yǎng)學(xué)生從零開始自己動手進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的能力，同時一般要求在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)時具有較高的成功率，。這是學(xué)生第一次動手設(shè)計(jì)自己的作品，是今后畢業(yè)工作的起點(diǎn)、濃縮、簡化版，同時增強(qiáng)學(xué)生的信心也是綜合設(shè)計(jì)的一個重要任務(wù)。</p><p><b>　　二﹑設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>

11、　　1.題目： AM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.1包含項(xiàng)目:</b></p><p>　　圖1模擬通信系統(tǒng)框圖</p><p>　　信號源產(chǎn)生模塊（語音低頻信號）</p><p>　　載波信號產(chǎn)生模塊（載波）</p><p>　　c. AM調(diào)制器：平衡調(diào)制器</p&g

12、t;<p>　　d. AM解調(diào)器：解調(diào)AM信號</p><p>　　2.題目：FM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　信號源產(chǎn)生模塊（語音低頻信號）</p><p>　　載波信號產(chǎn)生模塊（載波）</p><p>　　c. FM調(diào)制器：變?nèi)荻O管調(diào)頻器</p><p>　　d. FM解調(diào)器：鑒頻器&l

13、t;/p><p><b>　　3設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備</b></p><p>　　⑴明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求；</p><p>　　⑵明確模塊的設(shè)計(jì)要求；</p><p>　　⑶畫出模塊設(shè)計(jì)電路的原理圖。</p><p>

14、　?、仍谶M(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作前，提交準(zhǔn)備報(bào)告：包括綜合設(shè)計(jì)概況、主要技術(shù)指標(biāo)、相應(yīng)模塊的實(shí)現(xiàn)方法；提交模塊的電路原理圖；提交采用的器件資料。</p><p>　　⑸實(shí)驗(yàn)操作可在XSGZ-1綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行。要求自行安裝語音信號產(chǎn)生模塊，其他模塊采用標(biāo)準(zhǔn)模塊。</p><p>　　⑹在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作后，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。報(bào)告格式參照中原工學(xué)院課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊。</p>

15、;<p><b>　　3.2安裝調(diào)試要求</b></p><p>　?、诺皖l信號產(chǎn)生模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試；</p><p>　　⑵其他模塊在實(shí)驗(yàn)平臺調(diào)試；</p><p><b>　　⑶實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試。</b></p><p><b>　　4分組安排：</b><

16、/p><p>　　實(shí)驗(yàn)操作分兩組進(jìn)行：一組進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，一組進(jìn)行設(shè)計(jì)電路原理圖、軟件仿真。然后再對調(diào)工作。</p><p><b>　　5時間安排：</b></p><p>　　第1天：布置任務(wù)，講解設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)；</p><p>　　第2-3天：第一組進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，第二組進(jìn)行設(shè)計(jì)電路原理圖、軟件仿真。&

17、lt;/p><p>　　第3-4天：第二組進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，第一組進(jìn)行設(shè)計(jì)電路原理圖、軟件仿真。</p><p>　　第5天：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　二：設(shè)計(jì)流程</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓<

18、;/b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b&g

19、t;</p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p>　　AM傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖：</p><p>　　→ →</p><p><b>　　↑</b></p&g

20、t;<p>　　→ → →</p><p><b>　　↑</b></p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)詳細(xì)內(nèi)容及步驟</p><p><b>　　3.1信號產(chǎn)生模塊</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：RC振蕩器</p><p

21、>　　振蕩頻率f=1/2，要求f=1.5kHz。</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p><b>　　調(diào)制信號波形：</b></p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></

22、p><p>　　（1）正弦波振蕩電路就是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路。因此電路設(shè)計(jì)時要注意其振蕩條件，即振幅平衡條件和相位平衡條件。</p><p>　　（2）此電路可在通用模塊上實(shí)現(xiàn)，注意與其他模塊之間要有相同的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　?。?）要求輸出頻率穩(wěn)定，可調(diào)。</p><p>　?。?）學(xué)會處理常見電路故障及各種波失真

23、的方法。</p><p>　　3.2載頻信號產(chǎn)生模塊</p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：LC振蕩器。可以用西勒電路，也可用克拉潑電路</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p><b>　　載波信號波形：&

24、lt;/b></p><p><b>　　3.3調(diào)制器</b></p><p><b>　　AM調(diào)制器</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：模擬相乘器</p><p>　　模擬相乘器實(shí)現(xiàn)兩信號（調(diào)制信號與載頻）的相乘，從而產(chǎn)生差頻與和頻，從而實(shí)現(xiàn)頻譜的線性搬移，它產(chǎn)生無用頻率分量少，是調(diào)制A

25、M實(shí)現(xiàn)的最好方法。本設(shè)計(jì)AM調(diào)制采用模擬相乘器MC1496。</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p><b>　　調(diào)幅波形圖：</b></p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b><

26、;/p><p>　　UF01,2：乘法器；</p><p>　　UF03：運(yùn)算放大器TL084;</p><p>　　JF01：電源連接插座；</p><p>　　JF02：信號連接插座；</p><p>　　WF01:電位器（可選擇0到50K之間的阻值），用于調(diào)節(jié)載波泄漏。</p><p>　　輸

27、入信號TPF06只有測試孔，其信號與測試雙排針之間沒有信號連接線。</p><p>　　運(yùn)算模塊：實(shí)現(xiàn)兩信號相加、減以及單個信號的反相。</p><p>　　兩信號相加：信號電路板右排插針JA02的引腳1、5輸入，結(jié)果從引腳9輸出。</p><p>　　兩信號相減：被減信號從JA02的引腳14輸入，減信號從引腳18輸入，結(jié)果從引腳10輸出。</p>&

28、lt;p>　　單個信號的反相：信號從JA02的引腳13輸入，反相信號從引腳17輸出。</p><p>　　其中，U101：運(yùn)算放大器TL084；JA01：電源連接插座；JA02：信號連接插座；WAXX：電位器。</p><p><b>　　3.4 解調(diào)器</b></p><p><b>　　AM解調(diào)</b></

29、p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：二極管峰值包絡(luò)檢波器</p><p>　　適合于解調(diào)含有較大載波分量的大信號的檢波過程，它具有電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)如圖6-1所示主要由二極管D及RC低通濾波器組成，它利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過程實(shí)現(xiàn)檢波，所以RC時間常數(shù)選擇很重要，RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真，RC時間常數(shù)過小，高頻分量會濾不干凈，綜合考慮要求滿足下式：&l

30、t;/p><p>　　1/fo<<RC<<</p><p>　　其中：m為條幅系數(shù)，fo為載波頻率，為調(diào)制信號角頻率。</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　仿真圖：</b></p><p><b>　　調(diào)制波

31、形：</b></p><p><b>　　FM調(diào)制器</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：變?nèi)荻O管調(diào)頻器</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　調(diào)制波形：</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)方法：相位鑒頻

32、器</p><p><b>　　電路圖:</b></p><p><b>　　波形圖:</b></p><p>　　protel原理圖：</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)平臺</b></p><p><b>　　4.1硬件平臺：</b

33、></p><p>　　(1) 高頻實(shí)驗(yàn)箱（GP-4）</p><p>　?。?）通信電路綜合實(shí)驗(yàn)箱（ZH5006）</p><p>　　ZH5006實(shí)驗(yàn)箱中提供了很多標(biāo)準(zhǔn)化模塊：可變加法器、可變減法器、可變相乘器、乘法器、低通濾波器、EPLD模塊、80C3模塊，DA模塊等。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)用壓控振蕩器模塊，乘法器模塊，濾

34、波器模塊，和兩片通用模塊： 一個通用模塊用作RC振蕩器，另一個用作二極管檢波器。</p><p>　　(3) 高頻實(shí)驗(yàn)臺XSGZ-1。</p><p><b>　　4.2 軟件平臺：</b></p><p>　　work bench仿真；</p><p>　　MaxplusII進(jìn)行EPLD設(shè)計(jì)；</p>&

35、lt;p>　　Protel原理圖設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　單片機(jī)開發(fā)裝置。</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用work bench進(jìn)行正弦振蕩器、調(diào)制電路、檢波電路等部分的仿真，采用Protel進(jìn)行原理圖繪制。</p><p>　　附圖一GP-4實(shí)驗(yàn)板模塊分布圖</p><p>　　附圖2（a）調(diào)幅發(fā)

36、射機(jī)實(shí)驗(yàn)組成原理框圖</p><p>　　附圖2 （b）調(diào)幅接收機(jī)實(shí)驗(yàn)組成原理框圖</p><p>　　五：遇到的問題及解決辦法</p><p>　　在仿真方面遇到一些問題，最主要的就是參數(shù)的搭配選擇。</p><p>　　首先，在信號源產(chǎn)生模塊我們使用的是RC振蕩器，它的優(yōu)點(diǎn)就是起振容易，波形好，頻率合適，當(dāng)然前提條件就是要選擇合適的參數(shù)。

37、前面的仿真分析時就說過，只有當(dāng)Rf≥2R1時電路才能起振，而我們Rf取的是10K，在仿真過程中R1的值我們開始一直在4.5K左右徘徊,但是總得不到理想的波形，最后還是在老師的指導(dǎo)下又從4.5K一直到5K，尋找比較合適的波形，最后確定了R1=4.95K。</p><p>　　波形不穩(wěn)，可能是干擾信號的影響</p><p>　　波形時振時停，出現(xiàn)了間歇震蕩現(xiàn)象?？赡苁且?yàn)榛芈稱值低或者是自生反

38、偏電壓的時間常數(shù)過大改變RC的值。</p><p>　　檢波部分，根據(jù)電路圖調(diào)出來的波形有點(diǎn)失真，開始不知道，以為出了問題，最后還是老師告訴因?yàn)闆]有加濾波部分所以這個仿真會有失真，只需要得到正確的波形形狀即可。</p><p>　　因?yàn)槔蠋熅唧w講的比較清楚，所以在連線部分沒有什么大的問題，然后就打開電源接到示波器上開始調(diào)試，雖然遇到些困難，但是經(jīng)過一番努力就按著順序把六個波形圖都調(diào)了出來。

39、</p><p>　　本次的課程設(shè)計(jì)總體來說不是很難，一是指導(dǎo)書上的內(nèi)容和電路圖給的比較詳細(xì)，二是老師補(bǔ)充講解的也比較透徹。我們一大組一共六名成員，大家各自分工。大家先是一起商量把各個模塊所使用的方法確定下來，然后再分為兩個小組，一組負(fù)責(zé)用EWB仿真振蕩器和檢波部分，另一小組負(fù)責(zé)用Protel把整體的電路圖制作下來，然后再互相講解。</p><p>　　我們整個過程完成的都比較順利，也比較

40、快，我想這不僅得益于我們的分工明確，更是大家用心，團(tuán)結(jié)協(xié)作的成果。課程設(shè)計(jì)的確是一種可以把理論與實(shí)踐完美結(jié)合的鍛煉方法，每做完一次課設(shè)我都認(rèn)真的總結(jié)自己，虛心向別人求教學(xué)習(xí)、努力改掉自己的不足之處。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]曾興雯，劉乃安，陳健等. 高頻電路原理與分析[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社2010&l