2FSK数字调制解调电路设计方法 [当文网提供]

合集下载

2FSK的调制和解调(键控调制 相干解调)

2FSK的调制和解调(键控调制 相干解调)

用SYSTEMVIEW实现2FSK键控调制与相干解调实验报告01091036 贺冰涛01091037 罗名川用SystemView仿真实现2FSK键控的调制1、实验目的:(1)了解2FSK系统的电路组成、工作原理和特点;(2)分别从时域、频域视角观测2DPSK系统中的基带信号、载波及已调信号;(3)熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容:以PN码作为系统输入信号,码速率Rb=20kbit/s。

(1)采用键控法实现2FSK的调制;分别观测绝对码序列、差分编码序列,比较两序列的波形;观察调制信号、载波及2FSK等信号的波形。

(2)获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理:数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。

2FSK信号便是符号“1”对应于载频,而符号“0”对应于载频(与不同的另一载频)的已调波形,而且与之间的改变是瞬间完成的。

2FSK键控法利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。

键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。

2FSK信号的产生方法及波形示例如图所示。

图中s(t)为代表信息的二进制矩形脉冲序列,即是2FSK信号。

abcde 2FSK信号ttttt二进制移频键控信号的时间波形根据以上2FSK 信号的产生原理,已调信号的数字表达式可以表示为(5-1)其中,s(t)为单极性非归零矩形脉冲序列(5-2)(5-3)g(t)是持续时间为、高度为1的门函数;为对s(t)逐码元取反而形成的脉冲序列,即(5-4)是的反码,即若 =0,则 =1;若=l,则 =0,于是(5-5)分别是第n个信号码元的初相位。

一般说来,键控法得到的与序号n无关,反映在上,仅表现出当与改变时其相位是不连续的;而用模拟调频法时,由于与改变时的相位是连续的,故不仅与第n 个信号码元有关,而且之间也应保持一定的关系。

由式(5-1)可以看出,一个2FSK信号可视为两路2ASK信号的合成,其中一路以s(t)为基带信号、为载频,另一路以为基带信号、为载频。

2FSK调制解调电路的设计.

2FSK调制解调电路的设计.

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2011年秋季学期高频电子线路课程设计题目:2FSK调制解调电路的设计专业班级:姓名:学号:指导教师:成绩:摘要在现代数字通信系统中,频带传输系统的应用最为突出。

用基带数字信号控制高频载波,把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制,已调信号通过信道传输到接收端,在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号,这种数字信号的反变换称为数字解调,把包含调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。

以数字信号作为调制信号的调制技术。

一般采用正弦波作为载波,这种数字调制又称为载波键控。

用电键进行控制,这是借用了电报传输中的术语。

载波键控是以数字信号作为电码,用它对正弦载波进行控制,使载波的某个参数随电码变化。

根据正弦波受控参数的不同,载波键控可以分为三大类:移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)。

它们分别是正弦波的幅度、频率、相位随着数字信号而变化,图为三种键控相应的波形和功率谱密度。

FSK信号的产生可利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。

这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法,也是利用模拟调频法实现数字调频的方法。

2FSK信号的另一产生方法便是采用键控发法,即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选择。

2FSK它是利用载频频率变化来传输数字信息。

数字载频信号又可分为相位离散和相位连续两种情形。

若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。

本实验电路利用移频键控法,由振荡器产生不同的载频频率作为两个不同频率的载频信号,即为相位不同的数字调频信号,由基带信号对不同频率的载波信号进行选择。

2fsk相干解调法

2fsk相干解调法

2fsk相干解调法2FSK相干解调法是一种常用的调制解调技术,用于数字通信系统中将数字信号转换为模拟信号进行传输和接收。

本文将介绍2FSK相干解调法的原理、应用以及其在通信系统中的优缺点。

我们来了解一下2FSK相干解调法的原理。

2FSK相干解调法是通过将数字信号转换为两个不同频率的正弦波进行调制,接收端利用相干解调的方法将接收到的信号转换回数字信号。

在2FSK相干解调法中,两个频率分别代表两个二进制数字,例如0和1,通过改变频率来表示不同的数字。

在实际应用中,2FSK相干解调法广泛应用于无线通信系统和调频广播系统中。

无线通信系统中,2FSK相干解调法可以提供高效可靠的数据传输,适用于需要高速传输和抗干扰能力的场景。

调频广播系统中,2FSK相干解调法可以实现多个频道的切换,使得广播系统能够同时传输多个信号。

2FSK相干解调法的优点之一是具有较高的抗干扰能力。

由于数字信号转换为模拟信号进行传输,抗干扰能力较强,可以有效地抵抗信道噪声和干扰信号的影响。

同时,2FSK相干解调法还具有较高的传输速率,可以满足大容量数据传输的需求。

然而,2FSK相干解调法也存在一些缺点。

首先,由于在解调过程中需要进行相干解调,对于接收端的要求较高,需要较复杂的电路设计和算法实现。

其次,2FSK相干解调法对于频率误差较为敏感,如果发射端和接收端的频率不一致,会导致解调错误。

为了克服2FSK相干解调法的一些缺点,还有一种改进的方法,即非相干解调法。

非相干解调法不需要进行相干解调,可以简化接收端的设计,提高系统的鲁棒性。

但是非相干解调法的传输速率较低,抗干扰能力较弱。

2FSK相干解调法是一种常用的调制解调技术,具有较高的传输速率和抗干扰能力。

它在无线通信系统和调频广播系统中得到广泛应用。

尽管2FSK相干解调法存在一些缺点,但通过不断的改进和优化,可以进一步提高系统的性能和可靠性。

未来随着通信技术的发展,相信2FSK相干解调法将继续在各种应用场景中发挥重要作用。

2FSK的调制与解调器的设计与实现

2FSK的调制与解调器的设计与实现

2FSK的调制与解调器的设计与实现2FSK(两种频移键控)调制和解调是一种常用的调制和解调技术,常用于数字调制解调器的设计和实现。

本文将重点介绍2FSK调制和解调器的设计和实现。

2FSK调制器的设计和实现主要包括以下几个步骤:1.确定调制参数:首先需要确定调制的载波频率和两个不同频率对应的数字信号。

通常情况下,我们将低频信号对应的载波频率记为f1,高频信号对应的载波频率记为f2、我们需要根据实际要求确定这两个频率,并将数字信号映射到这两个不同频率上。

2.生成基带信号:根据2FSK调制的原理,我们可以将数字信号直接映射到两个不同频率的基带信号上。

可以通过调制算法来生成这两个基带信号,常见的调制算法有二进制调制算法和先进调制算法等。

3.载波产生:根据选定的载波频率,我们需要生成对应的正弦波信号。

可以通过使用数字信号处理器(DSP)或外接的波形发生器生成这两个不同频率的正弦波信号。

4.调制器的实现:将基带信号与对应的正弦波信号进行相乘,并将结果相加即可完成2FSK调制。

这里可以使用模拟调制器或数字调制器进行实现,模拟调制器通常使用乘法器和加法器进行实现,数字调制器则可以使用相应的库函数或算法进行实现。

2FSK解调器的设计和实现主要包括以下几个步骤:1.信号接收:首先需要接收到经过调制传输后的2FSK信号。

可以使用天线、接收机或其他接收设备将信号接收并放大。

2.信号滤波:由于信号在传输过程中可能受到噪声的影响,因此需要进行信号滤波以去除噪声。

可以使用低通滤波器对信号进行滤波,滤除高频噪声成分。

3.信号解调:根据2FSK调制的原理,我们可以根据两个不同频率之间的差异来判断接收到的信号是属于哪个频率对应的数字信号。

可以通过频率判决算法来实现2FSK信号的解调,常见的频率判决算法有非线性判决算法和线性判决算法等。

4.数字信号恢复:解调之后得到的是两个不同频率的数字信号,需要进一步对这些数字信号进行处理,恢复出原始的数字信号。

2FSK调制解调电路的设计

2FSK调制解调电路的设计

一总体设计思路1.1总体设计原理时分复用(TDM)的基本原理是将传输时间分割成若干个互不重叠的时刻,各个信号按一定顺序占和各自的时隙,在发送端按顺序将各个信号进行复接;在收端,按照一定的顺序将各个信号分接。

与频分复用相比,时分复用便于信号的数字化和实现数字通信,而制造调试的过程也相对比较容易,更适合采用集成电路实现。

2FSK时分复用通信系统由数字信源单元,数字调制单元,2FSK解调单元,位同步单元,帧同步单元及数字终端6个主要模块组成。

其利用的是载波的频率不同传输信号。

在2进制的状况下,利用频率为f1 载波来表示信号1,频率为f2的频率来表示信号0,实现信息的传递。

首先,由信源模块向调制模块提供数字基带信号(NRZ)和位同步信号BS,再次,在调制模块中用键控法产生2FSK信号,然后对产生的2FSK的信号用过零检测法进行解调。

波形在数字通信系统中,发端按照确定的时间顺序,逐个传输数码脉冲序列中的每个码元,而在接收端必须有准确的抽样判决时刻才能正确判决所发送的码元,所以应在接收端插入位同步。

同时,在时分复用通信系统中,为了正确的传输信息,必须在信息码流中加入一定数量的帧同步码。

1.2 系统框图图1.1 系统框图图中m(t)为时分复用数字基带信号,为NRZ 码,发滤波器及收滤波器的作用与基带系统相同,本实验假设信道是理想的,收发端都无带通滤波器.'()n t()1D t()2D t ()1m t()2m t 复接器 2FSK 调制 发滤波器信 道 收滤波器2FSK 解调 复接器 位同步位同步二 模块设计原理及框图2.1 2FSK 调制单元要将NRZ 码经过2FSK 调制成为2FSK 信号主要有两种方法:第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,使其能够输出两个不同频率的码元;而另一种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。

在此,我们采用第二种方法(键控法)。

2FSK调制解调电路设计

2FSK调制解调电路设计

2FSK调制解调电路设计引言:频移键控调制(Frequency Shift Keying, FSK)是一种数字调制方式,通过改变载波频率的方式来传输信号。

2FSK(2 Frequency Shift Keying)是一种常见的FSK调制方式,其基本原理是通过输入的数字信号决定载波频率的两个离散状态,从而实现数字信息的传输。

在本文中,我们将介绍2FSK调制解调电路的设计。

一、2FSK调制电路设计:1.信号波形产生器:首先,我们需要设计一个信号波形产生器来生成数字信号。

该数字信号表示要传输的信息,通常是基带信号。

可以使用微处理器、FPGA或其他数字电路来实现波形产生器。

2.带通滤波器:接下来,我们需要设计一个带通滤波器来选择一个特定频率范围内的频率。

2FSK调制需要选择两个离散频率用于传输数据,所以我们需要设计一个可以在这两个频率范围内切换的带通滤波器。

3.频率切换电路:在2FSK调制中,我们需要能够在两种不同的频率之间切换的载波信号。

为了实现这一点,我们可以使用一个开关电路,根据输入的数字信号来选择不同的频率。

4.调制电路:最后,我们将基带信号和切换后的载波信号相乘,利用频谱合并来实现2FSK调制。

这个乘法操作可以通过模拟乘法器或数字乘法器来实现。

二、2FSK解调电路设计:1.频谱分离电路:为了将调制信号中的两个频率分离开来,我们需要设计一个频谱分离电路。

这个电路可以通过使用带通滤波器和差分器来实现,带通滤波器选择一个频率范围内的信号,差分器可以根据输入信号的相位差来判断频率是高频还是低频。

2. 相位检测电路:在2FSK解调中,我们需要检测信号的相位来确定接收到的信号是1还是0。

相位检测电路可以使用锁相环(Phase Locked Loop, PLL)或其他相位检测技术来实现。

3.信号解码器:最后,我们需要设计一个信号解码器来将解调得到的数字信号转化为原始信息。

这个解码器可以通过使用微处理器或其他数字电路来实现。

2FSK调制解调电路的设计

2FSK调制解调电路的设计引言:调频键控(Frequency Shift Keying, FSK)是一种常见的数字调制解调技术,其原理是通过改变载波频率来传输数字信号。

二进制FSK(2FSK)是最基本的FSK调制方式,其中两个不同的频率代表了二进制中的0和1、本文将介绍2FSK调制解调电路的设计。

一、2FSK调制电路1.频率可调的带通滤波器频率可调的带通滤波器用于接收输入信号,并将频率转换为两个不同的预设频率。

该滤波器通常由一个带可调中心频率的VoltageControlled Oscillator (VCO)和一个窄带滤波器组成。

输入信号经过一级放大后进入VCO,VCO将输入信号频率转换为预设频率。

滤波器用于滤除不需要的频率成分,只保留希望传输的频率分量。

2.相位锁定环路(PLL)相位锁定环路是2FSK调制电路的核心。

它由一个相频比较器(Phase-Frequency Detector, PFD)、一个环路滤波器(Loop Filter)、一个VCO和一个除频器(Divider)组成。

相频比较器用于比较参考信号和VCO输出信号的相位差,产生一个频率和相位误差的输出。

这个输出信号经过环路滤波器后,将调整VCO的输出频率,使其与参考信号的相位差最小化。

除频器将VCO输出的频率除以一个预设的常数,得到一个比输入信号低的频率,在输入信号的两种频率之间切换。

二、2FSK解调电路2FSK解调电路主要由一个鉴频器和一个比较器组成。

1.鉴频器鉴频器用于提取输入信号中的频率信息,并将其转换为与输入信号频率相同的模拟信号。

鉴频器通常由一个窄带滤波器和一个包络检波器组成。

窄带滤波器用于滤除不需要的频率成分,只保留输入信号中的目标频率分量。

包络检波器将滤波后的信号变为其包络信号,将其转换为模拟信号。

2.比较器比较器用于将模拟信号转换为数字信号,实现2FSK信号的解调。

比较器通常由一个阈值电路和一个数字信号输出端口组成。

2FSK调制与解调设计

2FSK调制与解调设计2FSK调制与解调是一种常见的频移键控调制和解调技术。

在2FSK调制中,数字信息被调制成两个不同频率的载波信号,以传输数据。

而在2FSK解调中,接收到的信号被解调为数字信息。

本文将介绍2FSK调制与解调的设计过程。

首先,我们需要确定两个不同频率的载波信号。

一般情况下,我们选择两个频率$f_1$和$f_2$来表示数字“0”和“1”。

这两个频率的选择通常基于系统的要求和可用的频率资源。

然后,我们需要将数字信息转换为2FSK信号。

这一步骤可以通过频带调制器来实现。

频带调制器的输入是数字信息,输出是与数字信息相关的两个不同频率的信号。

常见的频带调制器有多种类型,如移相键控调制器(PSK调制器)和频率键控调制器(FSK调制器)。

在2FSK调制中,我们使用FSK调制器。

FSK调制器通常由一个切换器和两个带通滤波器组成。

切换器将输入信号切换到合适的载波频率上,而带通滤波器则用于滤除不需要的频率分量。

设计FSK调制器时,我们需要确定带通滤波器的中心频率和带宽。

中心频率应该与所选的载波频率相对应,而带宽应该足够宽以包含所需的频率范围。

完成调制后,我们需要进行2FSK解调以获取原始的数字信息。

2FSK解调的目标是识别和区分输入信号的两个不同频率。

常见的2FSK解调方法是使用频率歧义解调器。

频率歧义解调器根据接收到的信号的频率来决定输出的数字信息。

设计频率歧义解调器时,我们需要确定两个门限值。

接收到的信号的频率大于第一个门限值时,我们可以判定为数字“1”;当频率小于第二个门限值时,我们可以判定为数字“0”;频率介于两个门限值之间时可能产生歧义,需要进行进一步处理。

为了减小歧义造成的误差,我们可以采用不同的技术来提高解调器的性能,如特定的滤波器设计、定时同步等。

综上所述,2FSK调制与解调是一种常见的数字通信技术,可以使用频带调制器和频率歧义解调器来实现。

在设计过程中,需要确定载波频率、带通滤波器的中心频率和带宽以及门限值等参数。

2FSK调制解调和仿真设计

2FSK调制解调及其仿真一、题目1. 2FSK调制解调及其仿真。

2. 相关调制解调的原理图如3 13 2Cos 3 2t3. 输入的信号为:S (t)=[ Ea n*g(t-nTs)]cos 3 1t+[ m*g(t-nTs)]cos 3 1t;m是a n的反码。

二、仿真思路1. 首先要确定采样频率fs和两个载波频率的值f1 , f2。

2. 写出输入已经信号的表达式s(t)o由于s(t)中有反码的存在,贝y需要将信号先反转后在从原信号和反转信号中进行抽样。

写出已调信号的表达式S(t) o3. 在2FSI的解调过程中,如上图原理图,信号首先通过带通滤波器,设置带通滤波器的参数,后用一维数字滤波函数filter对信号S(t)的数据进行滤波处理。

输出经过带通滤波器后的信号波形。

由于已调信号中有两个不同的载波(31, 3 2),则经过两个不同频率的带通滤波器后输出两个不同的信号波形H1,H24.经过带通滤波器后的2FS信号再经过相乘器(C0S3 1, C0S32), 两序列相乘的M ATLAB达式y=x1.*x2 —SW=Hn.*Hn输出得到相乘后的两个不同的2FSI波形h1,h2。

5. 经过相乘器输出的波形再通过低通滤波器,设置低通滤波器的参数,用一维数字滤波韩式filter对信号的数据进行新的一轮的滤波处理。

输出经过低通滤波器后的两个波形(sw1,sw2。

6. 将信号sw和sw2同时经过抽样判决器,分另I」输出st1,st2。

其抽样判决器输出的波形为最后的输出波形st。

对抽样判决器经定义一个时间变量长度i ,当st1(i)>=st2(i) 时,贝Ust=O,否则st=st2(i).其中st=st1+st2。

三、仿真程序程序如下:fs=2000; %采样频率dt=1/fs;f仁20;f2=120; %两个信号的频率a=rou nd(ra nd(1,10)); %随机信号g1=ag2=~a; %信号反转,和g1反向g11=(o nes(1,2000))'*g1; %抽样g1a=g11(:)';g21=(o nes(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=le ngth(t);fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t); fsk=fsk1+fsk2; no=0.01*ra ndn( 1,t1);sn=fsk+no; subplot(311); plot(t, no); %噪声 title('噪声波形’) ylabel('幅度') subplot(312);plot(t,fsk);title('产生的波形') ylabel('幅度') subplot(313);plot(t,s n);title('将要通过滤波器的波形')ylabel('幅度的大小')xlabel( 't')figure(2) %FS 解调b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]);%设置带通参数H1=filter(b1,1,s n);H2=filter(b2,1,s n);%经过带通滤波器后的信号 subplot(211);plot(t,H1); title('经过带通滤波器f1后的波形’) ylabel('幅度') subplot(212);plot(t,H2);title('经过带通滤波器f2后的波形’)ylabel('幅度')xlabel( 't')sw 仁 H1.*H1;sw2=H2.*H2; %经过相乘器figure(3) subplot(211);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形’) ylabel('幅度') subplot(212);plot(t,sw2);title('经过相乘器h2后的波形’)ylabel( '•幅度')xlabel( 't')bn-fir1(101,[2/800 10/800]);%S 过低通滤波器figure(4)st1=filter(b n,1,sw1);st2=filter(b n,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title('经过低通滤波器swl 后的波形’) ylabel('幅度') subplot(212);plot(t,st2);title('经过低通滤波器sw2后的波形’) ylabel('幅度') xlabel( 't') 沪生的信号%噪声%噪声波形%判决for i=1:length(t)if (st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);endendfigure(5)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形') ylabel('幅度') subplot(212); plot(t,s n);title('原始的波形') ylabel('幅度') xlabel( 't')程序完;四、输出波形Figure 1将要通过赠被器的液形经过帚通滤波器fT后的谀形经过蒂通滤液器f2后的谀形噪芦液形1g0.05产生的披形23456769 10 fp-+c邮悭OFigure 20123456789 10tFigure 3经过相乘器丫后的波形0123-I5673S10经过相乘器应后的波形0123456789 10tFigure 4Figure 5五、分析结果2FSK信号的调制解调原理是通过带通滤波器将2FSK言号分解为上下两路2FSK言号后分别解调,然后进行抽样判决输出信号。

2FSK调制解调电路的设计毕业设计

信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:2FSK调制解调电路的设计专业:通信技术班级:通技06-2 学号:姓名:指导教师:信息职业技术学院毕业设计(论文)任务书目录摘要 ................................................. 错误!未定义书签。

第一章绪论 ......................................... 错误!未定义书签。

第二章方案设计 ....................................... 错误!未定义书签。

方案比较 ......................................... 错误!未定义书签。

键控法 ....................................... 错误!未定义书签。

模拟调制法 ................................... 错误!未定义书签。

方案论证 ......................................... 错误!未定义书签。

第三章硬件设计 ....................................... 错误!未定义书签。

器件介绍 ......................................... 错误!未定义书签。

NE564介绍.................................... 错误!未定义书签。

2CD4016介绍.................................. 错误!未定义书签。

锁相环的大体工作原理 ......................... 错误!未定义书签。

2FSK调制电路设计................................. 错误!未定义书签。

2FSK解调器电路设计............................... 错误!未定义书签。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

信息与电气工程学院课程设计说明书(2010/2011学年第一学期)课程名称:题目:2FSK数字调制电路专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计周数:设计成绩:目录一、课程设计目的 (3)二、总体概述 (3)三、方案先型 (3)四、电路原理 (3)五、运行详细描述 (4)六、制作调试过程 (5)七、器件清单 (8)八、设计总结 (8)九、参考文献 (9)一:课程设计目的1.掌握电子系统的一般设计方法;2.掌握2FSK调制器的调制原理,掌握2FSK调制器的设计方法;3.巩固所学的理论知识,并能够指导实践;4. 熟练应用仿真软件对所设计的电路进行仿真;5. 熟练焊接电路板,进行调试,分析实际与理论的差异。

6.培养综合应用所学知识来指导实践的能力法。

二:总体概述本课程设计的是一个2FSK的数字调制电路,功能是实现输入一个数字信号,经过一个调制信号的调制,输出一个2FSK的模拟信号。

本实验中要求经过软件仿真,电路焊接,电路测试三个环节实现输入一个时钟脉冲方波,经AK调制信号(NRZ码)调制,输出一个疏密相间的2FSK 波形。

三:方案选型根据设计的要求,可以选用以下电路总体方案,让一个时钟脉冲方波首先经过一个74LS74二分频得到一个频率为原来二分之一的方波信号,随后将得到的信号分为两路,一路经滤波电路和射频跟随器后输出已个正旋信号,另一路再经一次74LS74二分频后依次经经滤波电路和射频跟随器,输出一个同第一路相比频率减半的正旋信号,两路正旋信号经一个4053数字键控三路二选一选频器后输出要求的2FSK模拟信号。

四:电路原理图(1)2FSK电路方框图“见图1”:CLK 2FSKAK图1 2FSK 电路方框图(2)2FSK 电路原理图“见图2”:图2 2FSK 电路原理图五:运行详细描述1.分频器:利用74ls74触发器实现2分频功能,原理图“见图3”:滤波器 滤波器二分频二分频三路 二 选 一 选频 器1234ABCD4321DCBATitleNu mber Rev isio nSizeB Date:14-Jan -2008Sheet o fFile:I:\单路语音通信系统.d dbDrawn By:INH 15B 3Y04Y15Z01Z17C9A 2Y10VEE64053C81u C21uC4200PC61uFv 39013v 49013R5100R8100R144.7kR131.5kR17300R18510R105KR74.7kR610kL123u HC71u C11uC31000PC51uF v 19013v 29013R2100R4100R124.7kR111.5kR15300R16510R95KR34.7kR110kL133u H 码元输入射随器 射随器图3 分频器原理图2.低通滤波器:利用电容电阻及三极管构成低通滤波器,将方波滤为正弦波,原理图“见图 4”:图4 低通滤波器原理图3.数字键控开关:由芯片4053构成数字键控开关,4053是一个三路二选一模拟开关,通过它对两路输入信号进行输出选择,其功能表“见表5”:表5 数字键控开关功能表输入 I N H C 导通 通道L H L H H X I 0/O 0 O /I I 1/O 1 O /I无1234A BCD4321DCBATitleNumber Revision SizeB Date:14-Jan-2008Sheet of File:I:\单路语音通信系统.ddb Drawn By:CRY14096K12A74F0434B74F04C115PR11K 34B74F04D 2Q5Q6CLK341PRECLRU2A 74F74D 2Q5Q6CLK 341PRECLRU1A 74F74VCCVCCVCC VCC12344321DCBATitleNu mberRev isio nSize BDate:14-Jan -2008Sheet o fFile:I:\单路语音通信系统.d dbDrawn By:INH 15B 3Y04Y15Z01Z17C9A 2Y10VEE64053C81uC21u C4200P C61uFv 39013v 49013R5100R8100R144.7k R131.5kR17300R18510R105KR74.7k R610kL123u H C71u C11uC31000P C51uFv 19013v 29013R2100R4100R124.7k R111.5kR15300R16510R95KR34.7kR110kL133u H 码元输入如果用数字信号(从4053-ABC 端输入)来键控两个不同的载波频率,即信号的符号是用二进制的基带信号是用“0”和“1”电平来表示的。

“1”对应于载波频率1f ,“0”对应于2f 。

其连接引脚图“见图6”:图6 数字键控开关连接引脚图六:制作调试过程我们把实验分为三个过程:软件仿真,电路焊接,电路测试,本组六个人也分为三个小组,每组分别负责一个环节的制作。

第一环节,软件仿真,我们选用PROTEUS 作为此电路的仿真工具,打开PROTEUS 后装入实验电路中给出的各个元件,装入的过程很顺利,但是装最后一个元件4053的时候发现元件库中没有这个元件,找遍了所有的库,使用了全库搜索都找不到,试着用其它相似的元件代替结果仿真不成功,最后我们到网上搜索了几个不同版本的元件库,下载后装入,终于找到了要找的4053。

装入元件后开始连线,连线得到的系统仿真图“见图7”,检查无误开始用键控法仿真,输入一个时钟信号和AK 波形(NRZ 码元波形)“见图8”,用示波器观查,这次顺利的仿真得到了2FSK 波形,“见图9”:1234A BCD4321T i t l eN u m b e rR e v i s i o nS i z e B D a t e :14-J a n -2008S h e e t o fF i l e :I :\单路语音通信系统.d d bD r a w n B y :I N H 15B 3Y04Y15Z01Z17C9A 2Y10VEE64053C81u C21uC4200PC61uFv 39013v 49013R5100R8100R144.7kR131.5kR17300R18510R105KR74.7kR610kL123u H C71u C11uC31000PC51uF v 19013v 29013R2100R4100R124.7kR111.5kR15300R16510R95KR34.7kR110kL133u H 码元输入图7 2FSK系统仿真电路图图8 NRZ码元波形图9 键控法产生的2FSK波形第二个环节,电路焊接,由我们小组主要负责,首先领到了所有的电子元件,在领取1.5K 的电阻时发现没有这个型号,我们决定采用用一个2K和1K的电阻并联后再和一个1K的电阻串联的方式来代替,5K的也没有,我们用5.1K的代替,用两个1000pf电容并联来代替一个2000pf 的电容。

经检查,所有的元件都齐全了接下来就开始焊接了。

我们发现电路板上有的相邻的两个焊孔是相连的,有的却不相连,所以焊接的时候一定得注意了,千万不要让元件短了路。

因为该2FSK调制电路元件比较多,外形又比较小,所以焊接是一个很复杂的过程,需要十分谨慎的进行,比如在往板上固定各个元件时要合理的控制它们之间的距离,不能太紧密了,这样的话既容易造成短路面且看起来也不美观;在确定74LS74分频器的引角标号时要看得清清楚楚;此电路中共有四处接地,要确保这四处连接到一个焊点上然后引出一条地线来;在焊接的过程中,我们发现电源线很长,直接用焊锡连起来不是很方便,余是我们采取了用长导线一次连接的方法,提高了焊接的效率。

第三个环节,电路测试,焊板焊好后,检查无误,开始测试,首先用电压表测量了一下直流电源的电压,正好5V,随后检测示波器,我们将一个时钟脉冲方波输入示波器,通过观查输出波形确定示波器也没问题,将电源开关和示波器开关关闭,现在可以正式测试了。

将直流电源的正极接线接焊板上的两个电源端,实验箱提供的时钟信号接焊板上的CLK输入端,将实验箱上的AK发生器开观调成开和关相隔的状态,作为调制信号和焊板上的AK端相连,将焊板上的电路接地线和示波器输入线的接地线一块接到实验箱上的一个GND接点,将焊板上的2FSK-OUT端接到示波器输入线上,再次检查一遍接线,接下来就可以打开直流电源和示波器了,观查示波器上显示的波形是否是2FSK信号波形。

在这个过程中,出现了许多问题和困难,刚开始时示波器上无波形,通过更换导线发现是导线的问题;出示波器上出现波形后失真严重,调节幅度和频率后都没有效果,经仔细思索,我们猜想可能是没有加同步信号的原因,余是我们又找了一根示波器接线,一端连实验箱的FS接点和接地GND,另一端连到了示波器的同步信号输入端,发现几乎没有效果。

在实验老师的指导下,我们改变了一下思维方式,即逐段检查信号的失真情况,缩小错误的所在范围。

我们首先测量了一下CLK输入信号,经测量有方波信号,但不是有一定的失真,我们分析了一下,其实这对实验最终的输出信号是无影响的,因为方波信号中间要经过滤波器,一定可以滤出正弦信号。

继续往下测量,这次测量74LS74在9号输出引角有无信号,我们确定此处没有信号输出,余是问题就有可能是出在74LS74芯片上了,经过我们的细心检查和激烈讨论,我们终于找到了此处的问题所在,我们没有给芯片供电,太荒唐了,一块芯片怎么可能在没有电源的情况下工作呢?出现这种错误的原因是电路图上没有画出芯片的供电电源,但这不能怪电路图,只能怪我们知识不扎实。

我们修改了一下电路,给电源供上电,这次再测量时发现有频率减半的方波输出了。

可以继续往下检查了,测量了一下电感前(即滤波前)的波形和电感后的波形(即即滤波前)的波形都很正常,都是标准的正弦波,并且上面电路的波形频率是下面电路波形频率的2倍。

当测量到射频跟随器电路的1.5K电阻和三极管基极之间的波形时发现上下电路都发生了严重的失真,我们首先想到的是会不会是电阻焊接的问题呢,因为我们是用的是一个2K和1K的电阻并联后再和一个1K的电阻串联的方式来代替在1.5K的电阻,用万用表测量了一下电阻,发现电阻示数都很接近1.5K,经仔细推理和老师的帮助,我们知道是电容前面的5K的电阻阻值过大造成的,余是我们换成了一个2K的电阻,焊好后再次测量,发现1.5K电阻和三极管基极之间的波形不再失真了。

测量了一下4053输出的2FSK波形,已经是疏密相隔的正常波形了。

这在个过程中,我们犯了一个很大的错误,就是在测量9号引角有无输出信号时,示波器上显示没有信号,我们调节幅度时竟然偶尔出现了信号,我们就以为9号引角有输出信号了,但实际上那是噪声信号。

相关文档
最新文档