2ASK调制解调电路的设计
2.学生需完成系统方案制定与工作原理分析、硬件设计、设计报告撰写等工作。设计可按如下步骤进行:(1)收集有关资料并消化吸收;(2)制定设计方案;(3)完成硬件设计,仿真测试成功后可完成实物制作;(4)撰写设计报告(不少于4000字)。
进度安排:
1.收集有关资料并消化吸收------第6~7周;2.制定设计方案---------------------第7周;
图2-1LC正弦波振荡器电路图
在原理图中 、 、 和 构成并联谐振回路; 、 、 和 是稳定三极管静态工作点;其中 、 也是分压式偏置电阻; 为基极耦合电容。三极管发射极通过 交流接地。
2.参数计算与元件选择
对电路性能的要求可以归纳以下三点:(1)保证振荡器接通电源后能够从无到有建立起具有某一固定频率的正弦波输出。(2)振荡器在进入稳态后能维持一个等幅连续的振荡。(3)当外界因素发生变化时,电路的稳定状态不受到破坏。
LC振荡器工作点的选择原则为:在保证起振的条件下,静态工作点电流应尽量小。在本电路中,采用分压式偏置电路,上、下偏置电阻分别为33k 和5.1k ,发射极偏置电阻为1k , 0.9mA.
扼流圈Lc选为10mH,集电极电阻为1k ,其作用可防止扼流圈与电容形成振荡。
振荡回路元件参数的计算较为复杂,下面给予详细讨论。首先,振荡频率
[5]申功迈,钮文良.《高频电子线路》.西安:电子科技大学出版社,2006
[6]张会生.《现代通信系统原理》.北京:高等教育出版社,2003
[7]郑应光.《模拟电子线路》.南京:东南大学出版社,2004
审
批
意
见
教研室负责人:
年 月 日
备注:任务书由指导教师填写,一式二份。其中学生一份,指导教师一份。
调制器总体电路见附录1,下面分别介绍各单元电路的设计过程。
2.1.1 LC振荡器
1.电路结构及工作原理
LC正弦振荡器是以LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器,采用正反馈连接方式实现等幅正弦振荡。本设计中,LC振荡器的作用是产生频率为500kHz、输出幅度大于1V的载波,其电路原理图如图2-1所示。
V(2-7)
V(2-8)
的设定:射极跟随器上流过的电流通常选为100μA~5mA如设 为4000μA
μA k ,实际取值为1.0k 。(2-9)
和 的设定:在输入阻抗方面, 和 越大越好,但太大,则不能略去 的基极电流引起的 的下降,所以通常选取几十千欧至几百千欧。根据这些条件,在此就取为 =10k , =10k 。
式中, 为载波角频率,是(他)为单极性NRZ矩形脉冲序列
(1-2)
其中,g(t)是持续时间为 、高度为的矩形脉冲,常称为门函数; 为二进制数字,当 ,出现概率为P;当 ,出现概率为(1-P)。
2ASK信号的产生方法(调制方法)有两种,如图1-1所示。图a)一般的模拟幅度调制方法,不过这里的b(t)由公式(1-1)规定;图b)是一种键控方法,这里的开关电路受b(t)控制。二进制幅度键控信号,由于一个信号状态始终为0,相当于处于断开状态,故又称为通断键控信号(OOK信号)。
关键词2ASK;调制;解调
第
数字调制与模拟调制在本质上无多大区别,都属于正弦波调制。但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,而模拟调制是调制信号为模拟型的正弦波调制,因而数字调制具有自身的特点,并且对数字调制系统的技术要求也与模拟调制系统不同。
一般说来,数字调制技术可分为两种类型:一是利用模拟方法实现数字调制,即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理;二是利用数字信号的离散取值特点去键控载波,从而实现数字调制。后一种方法通常称为键控法。比如对载波的振幅、频率及相位进行键控,便可获得振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)及移相键控(PSK)等调制方式。
四川信息职业技术学院
毕业设计说明书(论文)
设计(论文)题目:2ASK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:
二ΟΟ八年十二月三十日
四川信息职业技术学院毕业设计(论文)任务书
学 生
姓 名
卞思伟
学号
班级
通技06-2
专业
通信技术
设计(或论文)题目
2ASK调制解调电路的设计
指导教师姓名
2.1.2
1.电路结构及工作原理
载波缓冲放大器将振荡级与功放级隔离,以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大,当其工作状态发生变化时(如谐振阻抗变化),会影响振荡器的频率稳定度,使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时,为减小级间相互影响,通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。也就是基极分压偏置电路的共集放大电路,信号从基极输入,发射极输出,原理图中 为输入的耦合电容。共集放大电路是利用三极管的电流控制作用来实现,其实质上是一种能量转换器。三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流,来达到放大的目的。放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。三极管2N3393必须工作在放大区。
1.1 2ASK调制电路总体方案
调制信号为二进制数字信号时,这种调制称为二进制数字调制。在2ASK调制中,载波的幅度只有两种变化状态,即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出。有载波输出时表示“1”,无载波输出时表示发送“0”。
2ASK信号可表示为
(1-1)
第2章 硬件设计
2
调幅电路又称幅度调制电路,是指高频载波信号的幅度随调制信号的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多种电路形式,其中晶体管调制电路是利用晶体二极管、三极管的非线性特性,对输入的信号进行变换而产生新的信号,再利用电路中的LC谐振回路,选出所需的信号成分,从而完成调幅过程。本设计是用集电极调幅电路它是利用三极管的非线性特性实现调幅的。它具有较高的工作效率、调制度深等优点。
1.
2ASK信号解调的常用方法主要有两种:包络检波法和相干检测法。包络检波法的原理如图1-3所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整的通过,经包络检测后,输出其包络。低通滤波器的作用是滤除高频杂波,使基带信号(包络)通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。定时抽样脉冲(位同步信号)是很窄的脉冲,通过位于每个码元的中央位置,其重复周期等于码元的宽度。不计噪声影响时,带通滤波器输出为2ASK信号,即 ,包络检波器输出为b(t)。经抽样、判决后将码元再生,即可恢复出数字序列{ }。
a)b)
图1-12ASK信号的产生方法
基于成本考虑,本设计调制部分选用键控法实现,总体开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。LC振荡器简单的说就是一个频率源,一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”,其涵义就暗指交流,振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。它能够完成从直流电能到交流电能的转化。缓冲放大器的作用主要是提高负载能力和减少负载对信号源的影响,兼有增加抗干扰能力。
职 称
工作单位及所从事专业
联系方式
备 注
曾宝国
助教
四川信息职业技术学院电子系教师
0839-
谭望春
高级工程师
四川九洲电子科技股份有限公司
设计(论文)内容:
1.主要技术指标为:(1)调制载波频率fc=500kHz,频率误差小于1.5kHz,频率稳定度优于10-3,载波幅度Ucm≥1V;(2)数字基带信号(测试信号)频率F=1kHz;(3)解调器在Uim≥1V及无外部干扰的条件下,解调后误码率为0。
图1-32ASK信号的包络解调
相干检波法原理方框图如图1-4所示。相干检测就是同步调解,要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号,称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘,输出为
经低通滤波器滤除第二项高频分量后,即可输出b(t)信号。低通滤波器的截止
频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想,低通滤波器输出波形有失真,经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。
(2-4)
由上述二式可得
μH,实际取值为 μH。(2-5)
pF(2-6)
而C 为C 、C 和C 串联后的总电容值,从减少三极管和负载对振荡回路的影响的角度考虑,可选:
接入系数 ,可得 pF,实际取值为 pF。
反馈系数 ,可得 pF,实际取值为 pF。
由 ,可得 pF,实际取值1800pF。
若振荡器频率的实际结果与期望值有误差,可通过调整电感和电容参数来消除。
目录
摘
在数字通信系统中,由于数字信号具有丰富的低频成分,不宜进行无线传输或长距离电缆传输,因而同模拟调制一样,需要将基带信号进行高频正弦调制,即数字调制(Digital Modulation)。本设计设计的是一款2ASK调制解调电路,调制部分以MC74HC4066D键控开关为核心,实现了2ASK键控法调制;调制载波频率 =500kHz,频率误差小于1.5kHz,频率稳定度优于 ,载波幅度 ≥1V,数字基带信号(测试信号)频率F=1kHz。解调部分采用包络检波器实现,解调器在 ≥1V及无外部干扰的条件下,解调后误码率为0。
(2-1)
式中,C 为C 、C 和C 串联后的总电容值,满足式 。本设计中, kHz。
其次,振荡回路特性阻抗为
(2-2)
考虑到电感地自损耗电阻约为零点几至几欧姆,而回路空载品质因数不宜过低,可选 的取值也不能太大,否则,回路地又载品质因数太校,不利于振荡和提高频率稳定度。
又上述分析,可得下列二式:
Hz(2-3)
图2-2载波缓冲放大器
2.参数计算及元件选择
缓冲放大器就是电压增益约为1倍,以高输入阻抗和低输出阻抗为特征的放大器,从低电压、且电路简单的理由出发,在此决定采用选三极管2N3393构成射极跟随器,作为振荡器输出缓冲放大器。