通信电子系统设计综合实验
电子系统综合设计
电子系统电子系统综合综合综合设计设计一、 实验目的验目的：：本次电子设计要求学生自行完成脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器电路设计和方波-三角波发生器电路设计，并运用电子仿真软件multisim 对所设计的电路进行分析、测试，直至测试结果符合设计要为止，使学生了解、掌握电子仿真软件multisim 的应用，并通过仿真软件的仿真结果，使学生进一步掌握脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器和方波-三角波发生器的电路设计思路、电路结构、元器件参数的选取及计算过程，最后根据电路原理图进行电路板焊接和调试，对模拟仿真结果进行验证，从而为学生以后的科研工作打下一个坚实的基础。
二、 实验器材实验器材：：电脑一套，multisim 仿真软件一套。
三、 实验进度安排实验进度安排：：(1) 根据所给题目要求，自行设计电路原理图，并对电路设计原理进行分析。
(2) 运用multisim 仿真软件对电路进行仿真，用虚拟示波器观察各点波形，根据波各点波形对器件参数进行适当的修改，直道测试结果满意为止，从而加深了学生对电路设计原理的进一步掌握。
(3) 按照电路原理图焊接电路、调试电路，用示波器观察各点波形，分析测得波形与虚拟示波器观察各点波形是否一样。
四、 实验内容内容：：实验一、方波-三角波发生器仿真分析实验二、脉宽调制法电容/电压(C/V)转换器仿真分析 五、 实验原理实验原理：： 实验内容一实验内容一、、方波-三角波发生器仿真分析三角波发生器仿真分析：： 设计要求：设计振荡频率为500Hz 的方波-三角波发生器，要求方波输出电压为±12V ，三角波输出电压为±6V 。
要求写出设计思路、电路结构、元器件参数的计算过程，运用multisim 仿真软件对所设计的电路进行分析、测试；若测试结果不满足设计要求，调整电路结构或改变电路元器件参数，直至测试结果符合设计要求。
设计思路：设计波形发生器电路通常考虑两个方面的因素：一是选择什么样的输出波形电路，其次是确定该电路的振荡频率。
通信电子线路课程设计
目录一、题目 (1)二、实验目的 (1)三、主要技术指标 (1)四、设计和制作任务 (1)五、设计思路及工作原理 (2)六、方案的选择与论证 (2)七、整机电路的设计 (7)八、电路的调试与仿真 (10)九.课程设计总结与体会十．参考资料 (11)十一．附件 (12)AM 广播接收机系统设计一. 题目：设计个一由分立元件构成的AM 广播接收机系统二. 实验目的：通过调幅广播接收电路设计设计，学生应建立无线电接收机的整机概念，了解接收整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算接收机的各个单元电路：包括高频放大级、主振级、中放级、检波级及音频放大器的参数设计、元器件选择。
使学生加深对所学的通信电路知识理解，培养学生的专业素质，提高其利用通信电子线路知识处理通信系统问题的能力，为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。
使学生能比较扎实地掌握通信电子线路课程的基础知识和基本理论，掌握通信系统及有关设备的分析、开发等基本技能，受到必要工程训练、初步的科学研究方法训练和实践锻练，增强分析问题和解决问题的能力，了解通信电子线路课程的新发展。
三.主要技术指标调幅波接收机设计参数：1.载波频率：f 0=10.7MHz2.输出功率：P Omax ≥0．25W3.检波效率：ηd >80％±5％4.包络失真系数：γ≤1％5.负载电阻：R L =8Ω6.频率稳定度：0f f≤5×10—4四. 设计和制作任务：1.熟悉设计任务及主要技术指标和要求。
2.选定方案的论证及整体电路框图的工作原理。
3.单元电路的设计及计算，元器件选择，电路图。
4.按国家有关标准画出整体电路图，列出元件﹑器件明细表。
5.对设计成果作出评价，说明本设计特点和存在的问题，提出改进意见。
6.独立思考，认真设计。
7.认真书写课程设计说明书。
五.设计思路及工作原理：天线从空间接收个重点太发送的无线电波，并将他们转换成电信号送到输入调谐回路，输入调谐回路从中选出某一个电台节目信号再送到混频电路，与此同时本真电路会产生一个频率很高的本振信号也送到混频电路，在混频电路中，本振信号与电台信号进行差拍（相减），得到频率为465kHz的中频信号。
电子系统设计实验报告
基于单片机和FPGA的等精度频率计一、设计任务工作频率通信系统极为重要的参数，频率测量是通信系统基本的参数测试之一。
本设计的主要任务是使用单片机与 EDA 技术设计制作一个简易的等精度频率测试仪，可对输入周期信号的频率进行测量、显示。
被测信号的频率范围和测试的精度要求见相应的设计任务书。
二、设计框图图 1 硬件系统原理框图等精度频率计的主系统硬件框图如图1 示，主要由以下几部分组成：（1）信号整形电路：用于对于放大信号进行放大和整流，以作为PLD 器件的输入信号（2）测频电路：是测频的核心电路模块，由FPGA 或CPLD 器件组成。
（3）单片机电路模块：用于控制FPGA 的测频操作和读取测频数据，并做出相应处理。
（4）数码显示模块：用8 个数码管显示测试结果，考虑到提高单片机I/O 口的利用率，降低编程复杂性，提高单片机的计算速度以及降低数码显示器对主系统的干扰，可以采用串行静态显示方式。
三、测频原理分析3.1 等精度频率测试的原理频率是一个基本的物理量，其它的物理量可以转换为频率进行测量。
测试频率的基本方法包括直接测频和测周法。
其中直接测频法是产生一个标准宽度（例如1s）的时基信号，然后在这个信号时间范围内打开闸门对被测频率信号进行计数。
此方法的弱点之一是高精度的标准时基信号不容易获得；其二，这种方法对于高频信号的测量精度比较有保证，但是对于低频信号由于计数周期有限测试精度较低。
测周法是用被测信号作为闸门信号、对标准脉冲信号进行计数，显然这种方法适合测量低频信号的频率。
等精度测频法的核心思想是用两个计数器分别对标准和被测脉冲进行计数，计数的时间严格同步于被测脉冲。
这种方法的最大优点是测试的精度和被测信号的频率无关，因而可以做到等精度测量。
其测试原理如图2 示。
预置闸门信号是测试命令，即测频的使能信号，该信号为高电平的期间进行测频。
但是当预置闸门信号为高电平时，测频并不是立即开始，而是要等到被测信号的上升沿到来以后，实际闸门信号跳为高电平，测频才真正开始。
电子系统设计实验报告
电子系统设计实验报告电子系统设计实验报告引言：电子系统设计是现代科技领域中非常重要的一部分，它涉及到电子元件、电路设计、信号处理等多个方面的知识。
本次实验旨在通过设计一个简单的电子系统来加深对电子系统设计的理解和掌握。
实验目的：本次实验的目的是设计一个基于Arduino的温度监测系统。
通过该系统，能够实时监测环境温度并将数据显示在LCD屏幕上。
实验器材：1. Arduino开发板2. 温度传感器3. LCD显示屏4. 连接线等实验步骤：1. 首先，将温度传感器与Arduino开发板连接。
将传感器的VCC引脚连接到5V引脚，GND引脚连接到GND引脚，将信号引脚连接到Arduino的A0引脚。
2. 接下来，连接LCD显示屏。
将显示屏的VCC引脚连接到5V引脚，GND引脚连接到GND引脚，将SDA引脚连接到A4引脚，SCL引脚连接到A5引脚。
3. 在Arduino开发环境中编写代码。
首先，需要包含所需的库文件，如LiquidCrystal_I2C库和Wire库。
然后，定义温度传感器引脚和LCD显示屏的相关参数。
接着，在setup函数中初始化LCD显示屏，并设置显示屏的列数和行数。
在loop函数中，通过调用温度传感器库函数获取环境温度，并将其显示在LCD屏幕上。
4. 将Arduino开发板与电脑连接，并上传代码到开发板上。
5. 实验完成后，观察LCD屏幕上的温度显示，确保温度监测系统正常工作。
实验结果：经过实验，我们成功设计并实现了一个基于Arduino的温度监测系统。
该系统能够准确地测量环境温度，并将数据实时显示在LCD屏幕上。
通过该系统，我们可以方便地监测环境温度的变化。
实验总结：通过本次实验，我们对电子系统设计有了更深入的了解。
我们学会了如何使用Arduino开发板和相关传感器进行电子系统的设计。
同时，我们也掌握了如何编写代码并将其上传到开发板上。
这些技能对于今后从事电子系统设计工作将非常有帮助。
“电子系统综合设计”的实践教学设
2022年12月第49期Dec. 2022No.49教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM“电子系统综合设计”的实践教学设计研究郜东瑞，汪曼青（成都信息工程大学 计算机学院，四川 成都 610225）［摘 要］ 围绕以成果为导向的教育理念，在计算机学院配合电子系统综合设计课程，开展实践教学设计。
实践教学设计通过设计开发综合类的电子系统，聚焦学以致用，培养学生理论知识和专业技能，提高学生解决工程问题的能力，培养学生统筹工程开发的综合素养。
结合成都信息工程大学的实际，开展面向注意力在线监测系统的电子系统综合设计，带领学生完成任务规划、电路设计、嵌入式开发、软件开发、系统集成，并进行注意力监测的实验验证。
总结了教学体会并拓展改革思路，对引导计算机专业学生实现OBE的课程目标具有参考意义。
［关键词］ OBE；注意力监测系统；综合设计实践［作者简介］ 郜东瑞（1987—），男，河南南阳人，博士，成都信息工程大学计算机学院副教授，主要从事人工智能、脑机接口研究；汪曼青（1989—），女，重庆人，博士，成都信息工程大学计算机学院讲师（通信作者），主要从事人工智能、脑机接口研究。
［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）49-0119-04 ［收稿日期］ 2022-04-12引言成果导向教育（OBE）是一种以学习成果为导向的工程教育理念，通过目标—措施—评价的闭环结构，以学生为主体，以学到了什么为目的，重点培养学生进入工作岗位后所具备分析问题和解决问题的能力［1-2］。
相比于传统教育模式，OBE教学理念将以教师为中心转变为以学生为中心，面向学生的专业设置、毕业要求和职业目标，设计教学方法、教学内容和课程体系，有利于教学相长和学习效果的持续改进，已成为工科课程教学改革的新方向［3-4］。
因此，笔者结合所在院校的培养目标，以“电子系统综合设计”课程为例，构建综合系统设计课程的教学内容、教学技巧和教学考核，达到串联学生已有知识、培养学生的动手能力、提升综合素质的目的。
电子系统综合设计实验报告
电子系统综合设计实验报告所选课题:±15V直流双路可调电源学院:信息科学与工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:2016年06月摘要本次设计本来是要做±15V直流双路可调电源的，但由于买不到规格为±18V 的变压器，只有±15V大小的变压器，所以最后输出结果会较原本预期要小。
本设计主要采用三端稳压电路设计直流稳压电源来达到双路可调的要求。
最后实物模型的输出电压在±13左右波动。
1、任务需求⑴有+15V和-15V两路输出，误差不超过上下1.5V。
（但在本次设计中，没有所需变压器，所以只能到±12.5V）⑵在保证正常稳压的前提下，尽量减小功效。
⑶做出实物并且可调满足需求2、提出方案直流可变稳压电源一般由整流变压器，整流电路，滤波器和稳压环节组成如下图a所示。
⑴单相桥式整流作用之后的输出波形图如下：⑵电容滤波作用之后的输出波形图如下：⑶可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的LM317三端稳压器；有输出负电压的LM337三端稳压器。
在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。
LM317的引脚图如下图所示：（LM337的2和3引脚作用与317相反）3、详细电路图：因为大容量电解电容C1,C2有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常 并入瓷介质小容量电容C5,C6,C7,C8用来抵消电感效应，抑制高频干扰。
参数计算： 滤波电容计算：变压器的次级线圈电压为15V ，当输出电流为0.5A 时，我们可以求得电路的负载为I =U /R=34Ω时，我们可以根据滤波电容的计算公式: C=т/R,来求滤波电容的取值范围，其中在电路频率为50HZ 的情况下，T 为20ms 则电容的取值范围大于600uF ，保险起见我们可以取标准值为2200uF 额定电压为50V的点解电容。
电子系统设计数字定时器实验报告
电子系统设计数字定时器实验报告学校：学院：城市轨道交通学院班级：通信工程组员：前言在电子技术飞速发展的今天，电子产品逐渐趋向人性化和智能化。
人们人们为了实现这一目的而引入了单片机。
单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU，RAM，ROM，I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。
单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。
目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致电器因此，单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。
这次实验，我们组是以单片机为核心设计一个数字定时器。
在实验过程中，我们开始了解电系统设计的和基本理念，基本规则和基本流程；在不断完善设计的过程中，我们逐步丰富和巩固自己的理论知识，培养积极思考解决问题的习惯并充分地发挥自己动手实验操作的能力。
可以说这次实验将我们所学的《单片机原理与应用》以及《电子系统设计》两门课程进行了有机的结合。
通过解决实际问题，我们对原理有了更深刻的理解，对于应用有了更广泛的接触。
另外实验中我们学会使用Proteus和Keil两款软件进行单片机电路的仿真以及程序的编写及联调。
这些都为我们以后的课程设计乃至工作研究奠定了厚实的基础。
这次的实验中，我们以单片机实现计时和倒计时功能，由LED 显示剩余时间，显示格式为XX（分），精确到1分的整数倍。
虽然接触到的功能模块较多，包括接口模块、中断模块、存储模块、控制模块和显示模块等，但仍然只是单片机这门学问的皮毛，在以后的学习中我们还需要不断汲取知识，不断地将理论与实践结合。
本次实验有本小组4位组员共同完成，张强强负责，朱宇翔负责，吴易洲负责，肖伟健负责。
编者注目录第1部分实验概述1.1 设计要求……………………………………………………1.2 数字定时器系统的基本理论………………………………1.3 设计方案……………………………………………………1.4 硬件电路工作原理…………………………………………第2部分程序设计2.1 整体结构……………………………………………………2.2 资源分配……………………………………………………2.3 程序流程……………………………………………………2.4 程序编写……………………………………………………第3部分仿真验证3.1 Keil 与Proteus联调仿真…………………………………3.2 实物连接仿真………………………………………………第4部分实验总结4.1 问题分析……………………………………………………4.2 小结…………………………………………………………第1部分实验概述1.1实验要求1定时时间的设置范围为1~99min，开机上电后隐含值为10min。
电子行业电子信息工程综合实验
电子行业电子信息工程综合实验1. 实验目的本实验旨在通过综合实践，加深学生对电子行业电子信息工程领域的理解，提升其实际操作能力。
2. 实验背景电子行业的快速发展使得电子信息工程成为当今一个重要的领域。
电子信息工程是以电子技术为基础，涉及电磁场、数字电路设计、通信原理、嵌入式系统等多个学科的综合性学科。
为了加深学生对电子信息工程的理解，我们设计了该综合实验，让学生能够在实践中运用所学知识，加深对电子信息工程的了解。
3. 实验内容本实验的主要内容包括电子电路设计、数字信号处理、通信原理和嵌入式系统等方面的综合实践。
3.1 电子电路设计通过使用常用的电子元器件，进行电子电路设计和仿真。
学生将学会使用软件工具进行电路设计和分析，理解电子元器件的特性和工作原理，实现功能性电路的设计和模拟。
3.2 数字信号处理学生将学习数字信号处理的基本概念和方法，并通过实验掌握数字滤波器设计、信号采样和量化等基本技术。
本实验将引导学生使用MATLAB等软件进行数字信号处理算法的设计和仿真，加深对数字信号处理的理解。
3.3 通信原理学生将学习基本的通信理论和技术，并通过实验掌握调制解调技术、信道编码等基本通信原理。
本实验将引导学生使用软件工具进行通信系统的建模和仿真，加深对通信原理的理解。
3.4 嵌入式系统学生将学习嵌入式系统的基本概念和设计方法，并通过实验掌握嵌入式软件开发、硬件和软件的协同设计等基本技术。
本实验将引导学生使用开发工具进行嵌入式系统设计和调试，加深对嵌入式系统的理解。
4. 实验要求学生参与该实验需要具备一定的电子学和计算机基础知识。
实验过程中，学生需要注重实践操作能力的培养，同时要注重思考和分析能力的提升。
具体要求如下： - 按照实验指导书完成实验的设计、搭建、测试和分析；- 遵循安全操作规范，注意实验设备的保护和使用； - 实验报告需详细记录实验过程和结果，对实验数据进行分析和总结。
5. 实验步骤5.1 电子电路设计实验步骤1.熟悉实验所需的电子元器件，并进行组装；2.使用电路设计软件进行电路拓扑设计，包括电源、信号源以及各个元器件的连接；3.进行电路仿真，分析电压、电流、功率等电路参数；4.调整电路参数，优化电路性能；5.记录实验过程和结果，撰写实验报告。
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功放
放大
放大
滤波
D/A
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1、数字中频通信电子系统结构
数字通信系统框图
信源编码
信道编码 CRC,交织,纠错 编码,加扰
数字中频 内插,成型滤波,星 座映射,数字上变频
信源
DAC
射频子系统 上变频,滤波选 频,功率放大
信宿
信源解码
单音调幅信号产生 设调制信号为： A *sin(t ) 1 载波为： A2 *sin(c t ) 1 则调幅信号为： vo ( A2 A *sin(t )) *sin(c t )
=A2 (1 A1 *sin(t )) *sin(c t ) A2 = A2 (1 a *sin(t ) *sin(c t )
通信电子系统设计综合实验
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通信电子系统综合实验 厦门理工学院电子与电气工程系
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通信电子系统设计综合实验
1、数字中频通信电子系统结构 2、射频子系统通信系统指标 3、频谱仪基础 4、设计题目和任务 5、基于单片机和FPGA的电子系统设计 6 、注意事项
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3、频谱仪基础
时域波形图
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3、频谱仪基础
时域和频域－信号的二维表示
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3、频谱仪基础
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2、通信系统主要指标与射频子系统
村田制作所的LDB182G5010G-120
Nokia5300 发射Balun
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2、通信系统主要指标与射频子系统
射频功放－RF5602是Micro Devices, Inc.(RFMD)公司 生成的高功率、高效率和高线性2 GHz射频功率放大器， 专为 WiFi 和 WiMAX 用户端设备 (CPE) 和接入点 (AP) 等中等功率应用而设计。RF5602 利用 RFMD 的 PA 领 先地位和设计专长，可提供高输出功率，同时满足客户对 线性和低电流消耗的要求，从而使客户可轻松解决传统电 源、传输效率和热性能问题。 RF5602 采用 RFMD 先进的磷化镓铟 (InGaP) 异质结双极 晶体管 (HBT) 半导体加工技术制造，并已经优化，可用作 802.16 e/d 和 802.11 b/g/n 应用中的最终 RF 放大器。
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2、通信系统主要指标与射频子系统
邻道抑制比（ACLR）－邻道泄漏指标是用来衡量发射机 的带外辐射特性。其定义为邻道功率与主信道功率之比， 通常用dBc表示。
发射机的领道泄漏必然回对其他小区造成干扰，为了减小这 种干扰，领道泄漏必须尽可能的小，例如WCDMA标准要求， 第一邻道（偏离载频±5MHz）的ACLR≤45dBC ；第二邻道 （偏离载频±10MHz）的ACLR ≤50dBC 。
串并转换 差分编码
cos(ωct)
模拟I ADC 中频输出 模拟Q
射频
正交载波
sin(ωct)
星座映射 内插,成型滤波
数字Q
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Hale Waihona Puke 通信电子系统综合实验 厦门理工学院电子与电气工程系
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1、数字中频通信电子系统结构
接收机数字中频部分
数字I
匹配滤波,抽取
cos(ωct)
抽样判决
并串转换 解差分
fs / fsm
DSP (软件)
功放
窄带电调滤波器
“0”内插 上变频
D/A
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1、数字中频通信电子系统结构
软件无线体系结构－数字中频通信机
f0= (2n+1)fs /4
分波段 滤波器
高放
一中放
二中放
rB0
A/D
一本振
双工器
二本振
fs >(r+1)B0 DSP
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2、通信系统主要指标与射频子系统
RF5602
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2、通信系统主要指标与射频子系统
天线双工器/射频开关 －在单工系统中，射频电路交 替工作于发射与接收状态，天线是收发共用的。这时， 收发的切换要通过射频开关来完成，成为射频双工器。 射频开关一般采用晶体管器件实现。分为有源和 无源两种，PIN二极管是一种常用的无源射频开关。 PIN二极管是一种三明治结构，在P型和N型半导体中 夹杂了一层低掺杂本征层（I层）。对于射频信号， PIN二极管正向偏置时表现为一个受所加电流控制的可 变电阻，而反向偏置时成为一个具有高插入损耗和高 衰减的电容器。
基带数据
模拟I 射频 中频输入 模拟Q ADC
载波恢复
sin(ωct)
符号同步 抽样判决
帧同步
数字Q
匹配滤波,抽取
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1、数字中频通信电子系统结构
数字中频仿真波形
原始数据
成型滤波后
匹配滤波后 位同步脉冲
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判决恢复数据
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2、通信系统主要指标与射频子系统
MAX2837 框图
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2、通信系统主要指标与射频子系统
MAX2837 配置界面
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1、数字中频通信电子系统结构
超宽带 滤波器 超宽带 放大器 超高速 宽带A/D
软件无 线体系 结构
fs > 2fmax
双工器
超宽带 滤波器
窄带电调滤波器
FPGA 或 超高速 DSP (软件)
超宽带 放大器
超高速 宽带D/A
放大器
A/D
双工器
f0 = (2n+1) fs / 4 f0m = (2m+1) fsm / 4
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2、通信系统主要指标与射频子系统
PIN二极管组成的天线双工器
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2、通信系统主要指标与射频子系统
HWS466是一个GaAs SPTD射频开关，可以工 作于DC-6GHz，使用简单的数字逻辑就可以进 行切换，使用非常方便。
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2、通信系统主要指标与射频子系统
EVM（Error Vector Magnitude）－EVM（Error Vector
Magnitude）是指测量波形与理想调制波形之间的矢量差。 调制信号可以表示为一个同相（I）分量与一个正交（Q） 分量的矢量和，映射到星座图上如下图1所示。在星座图上 EVM直接表现为星座点的发散程度，
其中，调制度定义为：
Ma A1 Vmax Vmin A *(2a) *100% 2 a *100% A2 Vmax Vmin A2 * 2
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5.4 FPGA在信号处理中的应用
具体实现调幅信号的方法 使用两个DDS信号发生器，分别为调制信号 和载波信号。 幅度可变的调制信号加上其自身的振幅偏置 再乘以载波信号即为调幅信号的雏形。 v 'o ( A1 A1 * a *sin(t ))* A2 sin(ct )
频谱仪原理
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3、频谱仪基础
多次混频结构频谱仪
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3、频谱仪基础
典型频谱测试图
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3、频谱仪基础
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2、通信系统主要指标与射频子系统
框图
I 阻抗匹配 功放 Balun 缓冲器
RF 开关
Q
RF 收发器 I Balun 驱动器 Q
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2、通信系统主要指标与射频子系统
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2、通信系统主要指标与射频子系统
射频连接器
BNC (Bayonet Navy Connector)连接器