《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)HDB3碼電路測(cè)試與PSK2電路設(shè)計(jì)

1、專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: hdb3碼電路測(cè)試與psk2電路設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)目的：1.通過對(duì)thex-1型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用，較深入了解通信電路的原理；2.掌握通信電路的測(cè)試方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法；3.學(xué)習(xí)利用ewb仿真設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)的方法；4.練習(xí)利用protel繪制pcb電路的方法；5.提高正確地撰寫論文的基本能力。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：1.電路測(cè)試：測(cè)試hdb31，hdb32，hdb33，dpll，pll實(shí)驗(yàn)電路板。要求詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理（說明每個(gè)元器件的作用和功能），寫出測(cè)試項(xiàng)目，并對(duì)測(cè)試結(jié)果作出詳細(xì)分析；如果電路板

2、不能測(cè)出所需要的結(jié)果，要分析原因，找出電路板損壞的部位。2.用ewb做出psk2的仿真電路，并測(cè)試各點(diǎn)的波形；要求詳細(xì)分析電路原理（說明每個(gè)元器件的作用和功能），對(duì)測(cè)試結(jié)果作出詳細(xì)分析。3.用protel繪制clk的pcb電路。4.查閱不少于6篇參考文獻(xiàn)。初始條件：1.thex-1型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；2.示波器，萬用表。3.ewb，proteus和protel軟件。時(shí)間安排：第18周，安排設(shè)計(jì)任務(wù)；第19周，完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試和仿真電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試；第20周，完成pcb電路繪制；撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。指導(dǎo)教師簽名： 2011年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 2011年 月 日目 錄1.模擬

3、調(diào)制通信系統(tǒng)測(cè)試11.1 多級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生實(shí)驗(yàn) hdb3111.1.1 實(shí)驗(yàn)原理11.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目31.1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果31.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41.2 hdb3編碼實(shí)驗(yàn) hdb3241.2.1 實(shí)驗(yàn)原理41.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目71.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果71.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析91.3 hdb3譯碼實(shí)驗(yàn) hdb3391.3.1 實(shí)驗(yàn)原理91.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目101.3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果111.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析111.4 數(shù)字鎖相環(huán)提取同步信號(hào)實(shí)驗(yàn) dpll111.4.1 實(shí)驗(yàn)原理111.4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目151.4.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果161.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析171

4、.5 鎖相頻率合成器實(shí)驗(yàn) pll171.5.1 實(shí)驗(yàn)原理171.6 環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)方法211.7 環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)舉例221.7.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目231.7.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果241.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析242.psk2電路仿真252.1 實(shí)驗(yàn)原理252.2 仿真波形303.時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生（clk）的pcb圖333.1 實(shí)驗(yàn)原理333.2 clk的pcb圖354.課設(shè)設(shè)計(jì)小結(jié)365.參考文獻(xiàn)37hdb3碼電路測(cè)試與psk2電路設(shè)計(jì)1.模擬調(diào)制通信系統(tǒng)測(cè)試1.1 多級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生實(shí)驗(yàn) hdb311.1.1 實(shí)驗(yàn)原理（一）電路組成多級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)是供給hdb3、psk等實(shí)驗(yàn)所需時(shí)鐘和基帶信號(hào)。圖1

5、-1、1-2是實(shí)驗(yàn)電原理圖，由以下電路組成：1內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源；2多級(jí)分頻電路；33級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生電路；44級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生電路；55級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生電路。 圖1-1 實(shí)驗(yàn)原理圖圖1-2 實(shí)驗(yàn)原理圖2（二）電路工作原理1內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源由晶振j1、電阻r2和r3、電容c1、非門u1a，u1b組成，若電路加電后，在u1a的輸出端輸出一個(gè)比較理想的方波信號(hào)，輸出振蕩頻率為4.096mhz，經(jīng)過d觸發(fā)器u2b進(jìn)行二分頻，輸出為2.048mhz方波信號(hào)。2三級(jí)基準(zhǔn)信號(hào)分頻設(shè)電路的輸入時(shí)鐘信號(hào)為2.048mhz的方波，由可預(yù)置四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（帶直接清零）組成的三級(jí)分頻電路組成，可逐次分頻至1k方波。u

6、3、u4、u5的第二引腳為各級(jí)時(shí)鐘輸入端，輸入時(shí)鐘為2.048mhz、p128khz、8kh。33級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生器電路偽隨機(jī)序列，也稱作m序列，它的顯著特點(diǎn)是：（a）隨機(jī)特性；（b）預(yù)先可確定性；（c）可重復(fù)實(shí)現(xiàn)。電路由三級(jí)d觸發(fā)器和異或門組成的三級(jí)反饋移存器組成。44級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生器電路電路由4級(jí)d觸發(fā)器和異或門組成的4級(jí)反饋移位寄存器。本電路是利用帶有兩個(gè)反饋抽頭的4級(jí)反饋移位寄存器。55級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生器電路電路由5級(jí)d觸發(fā)器和異或門組成的5級(jí)反饋移位寄存器。本電路是利用帶有兩個(gè)反饋抽頭（注意，反饋點(diǎn)是q0與q2）的5級(jí)反饋移位寄存器組成的。1.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目用20mhz雙蹤示波器觀

7、察tp1、tp2、tp3三個(gè)測(cè)試點(diǎn)的波形，tp1、 tp2、 tp3分別輸出2048k、32k、2k時(shí)鐘信號(hào)。tp4輸入2k時(shí)鐘，方可測(cè)其三級(jí)偽隨機(jī)、四級(jí)偽隨機(jī)、五級(jí)偽隨機(jī)碼的波形。1.1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果測(cè)試波形：圖1-3三級(jí)偽隨機(jī)碼圖1-4 四級(jí)偽隨機(jī)碼圖1-5 五級(jí)偽隨機(jī)碼1.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析經(jīng)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果一致，脈沖信號(hào)波形正確輸出。亦可驗(yàn)證其（a）隨機(jī)特性；（b）預(yù)先可確定性；（c）可重復(fù)實(shí)現(xiàn)。1.2 hdb3編碼實(shí)驗(yàn) hdb321.2.1 實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中，有時(shí)不經(jīng)過數(shù)字基帶信號(hào)與信道信號(hào)之間的變換，只由終端設(shè)備進(jìn)行信息與數(shù)字基帶信號(hào)之間的變換，然后直接傳輸數(shù)

8、字基帶信號(hào)。數(shù)字基帶信號(hào)的形式有許多種，在基帶傳輸中經(jīng)常采用ami碼(符號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼)和hdb3碼(三階高密度雙極性碼)。1傳輸碼型在數(shù)字復(fù)用設(shè)備中，內(nèi)部電路多為一端接地，輸出的信碼一般是單極性非歸零信碼。這種碼在電纜上長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，為了防止引進(jìn)干擾信號(hào)，電纜的兩根線都不能接地(即對(duì)地是平衡的)，這里就要選用一種適合線路上傳輸?shù)拇a型，通常有以下幾點(diǎn)考慮：在選用的碼型的頻譜中應(yīng)該沒有直流分量，低頻分量也應(yīng)盡量少。這是因?yàn)榻K端機(jī)輸出電路或再生中繼站都是經(jīng)過變壓器與電纜相連接的，而變壓器是不能通過直流分量和低頻分量的。傳輸型的頻譜中高頻分量要盡量少。這是因?yàn)殡娎|中信號(hào)線之間的串話在高頻部分更為嚴(yán)重，

9、當(dāng)碼型頻譜中高頻分量較大時(shí)，限制了信碼的傳輸距離或傳輸質(zhì)量。(3)碼型應(yīng)便于再生定時(shí)電路從碼流中恢復(fù)位定時(shí)。若信號(hào)連“0”較長(zhǎng)，則等效于一段時(shí)間沒有收脈沖，恢復(fù)位定時(shí)就困難，所以應(yīng)該使變換后的碼型中連“0”較少。(4)設(shè)備簡(jiǎn)單，碼型變換容易實(shí)現(xiàn)。(5)選用的碼型應(yīng)使誤碼率較低。雙極性基帶信號(hào)波形的誤碼率比單極性信號(hào)低。根據(jù)這些原則，在傳輸線路上通常采用ami碼和hdb3碼。2ami碼用“0”和“1”代表空號(hào)和傳號(hào)。ami碼的編碼規(guī)則是“0”碼不變，“1”碼則交替地轉(zhuǎn)換為+1和-1。當(dāng)碼序列是100100011101時(shí)，ami碼為：+100-1000+1-1+10-1。通常脈沖寬度為碼元寬度的一

10、半，這種碼型交替出現(xiàn)正、負(fù)極脈沖，所以沒直流分量，低頻分量也很少，它的頻譜如圖35-1所示，ami碼的能量集中于f0/2處(f0為碼速率)。這種碼的反變換也很容易，在再生信碼時(shí)，只要將信號(hào)整流，即可將“-1”翻轉(zhuǎn)為“+1”，恢復(fù)成單極性碼。這種碼未能解決信碼中經(jīng)常出現(xiàn)的長(zhǎng)連“0”的問題。圖35-2所示為4級(jí)偽隨機(jī)序列的ami碼及其波形。從ami碼的編碼規(guī)則看出，它已從一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)序列變成了一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)序列，而且也是二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)。把一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)所構(gòu)成的碼稱為1b/1t碼型。圖1-6 nrz-hdb3-ami編碼方式ami碼除有上述特點(diǎn)外，還有編譯碼電路

11、簡(jiǎn)單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是一種基本的線路碼，并得到廣泛采用。但是，ami碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連0串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。3hdb3碼及變換規(guī)則為了保持ami碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，人們提出了許多種類的改進(jìn)ami碼，hdb3碼就是其中有代表性的碼。hdb3碼的全稱是三階高密度雙極性碼。它的編碼原理是這樣的：先把消息代碼變換成ami碼，然后去檢查ami碼的連0串情況，當(dāng)沒有4個(gè)以上連“0”串時(shí)，則按ami規(guī)則編碼，當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)連“0”碼時(shí)，以碼型取代節(jié)“000v”或“b00v”代替四連“0”碼。選用取代節(jié)的原則是：用b脈沖來保證任意兩個(gè)相連取

12、代節(jié)的v脈沖間“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。當(dāng)相鄰v脈沖間“1”碼數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則用“000v”取代，為偶數(shù)個(gè)時(shí)就用“b00v”取代。在v脈沖后面的“1”碼和b碼都依v脈沖的極性而正負(fù)交替改變。為了討論方便，我們不管“0”碼，而把相鄰的信碼“1”和取代節(jié)中的b碼用b1b2.bn表示，bn后面為v，選取“000v”或“b00v”來滿足bn的n為奇數(shù)。當(dāng)信碼中的“1”碼依次出現(xiàn)的序列為vb1b2b3. bnvb1時(shí)，hdb3碼為+ - + -.- - +或?yàn)? + - +.+ + -。由此看出，v脈沖是可以辨認(rèn)的，這是因?yàn)閎n和其后出現(xiàn)的v有相同的極性，破壞了相鄰碼交替變號(hào)原則，我們稱v脈沖為破壞點(diǎn)，必要時(shí)加

13、取代節(jié)b00v，保證n永遠(yuǎn)為奇數(shù)，使相鄰兩個(gè)v碼的極性作交替變化。由此可見，在hdb3碼中，相鄰兩個(gè)v碼之間或是其余的“1”碼之間都符合交替變號(hào)原則，而取代碼在整修碼流中不符合交替變號(hào)原則。經(jīng)過這樣的變換，既消除了直流成分，又避免了長(zhǎng)連“0”時(shí)位定時(shí)不易恢復(fù)的情況，同時(shí)也提供了取代信息。圖35-3給出了hdb3碼的頻譜，此碼符合前述的對(duì)頻譜的要求。 圖1-7 編碼部分的原理方框圖1.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目hdb31 clkin（tp4）輸入2048k的時(shí)鐘hdb32 j2（tp6）輸入2048k的時(shí)鐘。測(cè)試全零碼、全1碼、三級(jí)偽碼、四級(jí)偽碼、五級(jí)偽碼輸入時(shí)的輸出波形。1.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果全零

14、碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形：圖1-8 全零碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形全一碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形：圖1-9 全一碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形三級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形：圖1-10 三級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形四級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形：圖1-11 四級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形五級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形：圖1-12 五級(jí)偽碼輸入（tp11）的hdb3編碼輸出tp12波形1.2

15、.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由測(cè)試結(jié)果可以看出，輸出波形與理論輸出波形相符，脈沖波形正確輸出。1.3 hdb3譯碼實(shí)驗(yàn) hdb331.3.1 實(shí)驗(yàn)原理1從hdb3編碼原理可知信碼的v脈沖總是與前一個(gè)非零脈沖同極性。因此，在接收到的脈沖序列中可以很容易辨認(rèn)破壞點(diǎn)v，于是斷定v符號(hào)及前面三個(gè)符號(hào)必是連“0”符號(hào)，從而恢復(fù)四個(gè)連“0”碼，即可以得到原信息碼。hdb3譯碼的電原理框圖如圖1-13所示。圖1-13 hdb3碼譯碼原理框圖框圖的各部分功能如下：（1）雙/單極性變換電路傳輸線來的hdb3碼加入本電路，輸入端與外線路匹配，經(jīng)變壓器將雙極性脈沖分成兩路單極性的脈沖。（2）判決電路本電路選用合適的判決電平以

16、去除信碼經(jīng)信道傳輸之后引入的干擾信號(hào)。信碼經(jīng)判決電路之后成為半占空（請(qǐng)思考為什么要形成半占空碼？）的兩路信號(hào)，相加后成為一路單極性歸“0”信碼，送到定時(shí)恢復(fù)電路和信碼再生電路。（3）破壞點(diǎn)檢測(cè)電路本電路輸入h+和h-兩個(gè)脈沖序列。由hdb3編碼規(guī)則已知在破壞點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)相同極性的脈沖，就是說這時(shí)b+和b-不是依次而是連續(xù)出現(xiàn)的，所以可以由此測(cè)出破壞點(diǎn)。本電路在v脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻有輸出脈沖。（4）去除取代節(jié)電路在v碼出現(xiàn)的時(shí)刻將信碼流中的v碼及它前面的第三位碼置為“0”，去掉取代節(jié)之后，再將信號(hào)整形即可恢復(fù)原來信碼。破壞點(diǎn)檢測(cè)與去除取代節(jié)電路一起完成信碼再生功能。（5）定時(shí)恢復(fù)電路由隨機(jī)序列的功率譜

17、可知，此功率譜中包含連續(xù)譜和離散譜。若信號(hào)為雙極性并且兩極性波形等概率出現(xiàn)時(shí)p=1-p，g1(f)=-g2(f)，則在ps(w)的表達(dá)式中后兩項(xiàng)為0，沒有離散譜存在，這對(duì)于位定時(shí)恢復(fù)是不利的。所以將信碼先整流成為單極性碼，再送入位定時(shí)恢復(fù)電路，用濾波法由信碼提取位定時(shí)，這里給出的電路是用線性放大器做成選頻放大器來選取定時(shí)頻率分量。經(jīng)整流恢復(fù)出的位定時(shí)信號(hào)用于信碼再生電路，使兩者同步。2hdb3譯碼電路電原理圖如圖36-2所示。在圖36-2的電原理圖中，j1輸入來自編碼電路的雙極性歸零hdb3碼，經(jīng)過以上五個(gè)功能的處理，在j2輸出還原后的全占空、單極性不歸零的二進(jìn)制信碼，相關(guān)的邏輯電路分析和各測(cè)

18、試點(diǎn)的波形記錄由讀者自行完成。1.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目先輸入三級(jí)偽碼的編碼，微調(diào)b2雙蹤觀測(cè),hdb33的譯碼輸出tp12與hdb31中的三級(jí)偽碼比較，將兩波形調(diào)為同頻同相即可，同樣將hdb31中切換為四級(jí)五級(jí)同樣hdb33譯碼輸出與其波形相同。1.3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果實(shí)際波形：圖1-14 測(cè)試波形1.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由測(cè)試結(jié)果可得，兩輸出基本相符，脈沖能正確輸出。1.4 數(shù)字鎖相環(huán)提取同步信號(hào)實(shí)驗(yàn) dpll1.4.1 實(shí)驗(yàn)原理1位同步的重要性數(shù)字通信中，除了有載波同步的問題外，還有位同步的問題。因?yàn)樾畔⑹且淮嗬^的信號(hào)碼元的序列，解調(diào)時(shí)常需知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻。因此，接收端必須產(chǎn)生一個(gè)

19、用作抽樣判決的定時(shí)脈沖序列，它和接收碼元的終止時(shí)刻應(yīng)對(duì)齊。我們把在接收端產(chǎn)生與接收碼元的重復(fù)頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列的過程稱為碼元同步或位同步，而稱這個(gè)定時(shí)脈沖序列為碼元同步脈沖或位同步脈沖。要使數(shù)字通信設(shè)備正常工作，離不開正確的位同步信號(hào)。如果位同步脈沖發(fā)生嚴(yán)重抖動(dòng)或缺位，則使數(shù)字通信產(chǎn)生誤碼；嚴(yán)重時(shí)使通信造成中斷。影響位同步恢復(fù)的主要原因：輸入位同步電路的信號(hào)質(zhì)量；信號(hào)的編碼方式：碼元中存在長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連“1”。在實(shí)際通信系統(tǒng)中為了節(jié)省傳輸頻帶和減小對(duì)鄰近頻道的干擾，一般采用限帶傳輸。也就是將調(diào)制信號(hào)在基帶中進(jìn)行滾降處理或在中頻將已調(diào)信號(hào)進(jìn)行中頻濾波器成形。這樣的信號(hào)經(jīng)過傳輸和解調(diào)器

20、解調(diào)，如qpsk系統(tǒng)則輸出是i、o二路模擬信號(hào)，由于其形狀的原因，因此稱為眼圖。位同步取樣位置對(duì)眼圖的開啟位置影響很大。2位同步的主要技術(shù)指標(biāo)：1）靜態(tài)相差在相干解調(diào)系統(tǒng)中，接收到的信號(hào)眼圖是由調(diào)制器成型濾波器的衰降系統(tǒng)決定的。為了充分利用接收到的信號(hào)能量，通常把位同步的抽樣脈沖相位調(diào)到眼圖最大開啟位置。在這個(gè)位置進(jìn)行判決認(rèn)為是最佳，稱靜態(tài)相差為零。相反位同步的抽樣脈沖相位偏離了眼圖的最大開啟位置，就會(huì)造成誤碼或接收機(jī)門限特性下降。通常很多位同步提取電路都存在著一個(gè)固定靜態(tài)相差。要通過電路補(bǔ)償及移相方法來調(diào)正位同步的最佳取樣點(diǎn)。2）相位抖動(dòng)數(shù)字通信中相位抖動(dòng)是隨著傳輸距離、中繼次數(shù)及復(fù)接/分接

21、數(shù)目的增加而積累，它對(duì)數(shù)字通信的影響類似于噪聲對(duì)模擬通信的影響。因此相位抖動(dòng)也常被稱為數(shù)字噪聲。當(dāng)考慮抖動(dòng)對(duì)數(shù)字網(wǎng)的影響時(shí)，常用相位抖動(dòng)最大峰峰值概念。它表示相位抖動(dòng)時(shí)間函數(shù)的最大值與最小值之間的差值。在數(shù)字網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)我們要求位同步提取能夠有較好的承受最大輸入抖動(dòng)和最小輸出抖動(dòng)能力。3）同步建立時(shí)間由于位同步恢復(fù)一般要采用帶有時(shí)間常數(shù)的電路。例如采用鎖相環(huán)提取同步信號(hào)方法。因鎖相環(huán)中的頻分器的時(shí)間常數(shù)取值不一樣，同步的建立時(shí)間也不一樣。對(duì)于常規(guī)的數(shù)字通信系統(tǒng)，同步建立時(shí)間都能滿足一定的要求。但對(duì)于突發(fā)模式或跳數(shù)模式的數(shù)字通信，同步建立時(shí)間是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)指標(biāo)。4）同步保持時(shí)間從接收信號(hào)消失起

22、，到位同步電路輸出的位同步信號(hào)中斷為止的這段時(shí)間稱位同步保持時(shí)間。在數(shù)字通信中我們要求位同步提取電路要求建立時(shí)間短，保持時(shí)間長(zhǎng)。這樣可以盡量減少由于信道衰減造成位同步的中斷。3數(shù)字通信位同步恢復(fù)的各種方法一類方法是發(fā)端專門發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，而另一類是直接從數(shù)字信號(hào)中提取位同步信號(hào)的方法，后者是數(shù)字通信中經(jīng)常采用的一種方法。1) 濾波法已經(jīng)知道，對(duì)于不歸零的隨機(jī)二進(jìn)制序列，不能直接從其中濾出位同步信號(hào)。但是，若對(duì)該信號(hào)進(jìn)行某種變換，例如，變成歸零脈沖后，則該序列中就有f=1/t的位同步信號(hào)分量，經(jīng)一個(gè)窄帶濾波器，可濾出此信號(hào)分量，再將它通過一移相器調(diào)整相位后，就可以形成位同步脈沖。這種方法的方框圖如

23、圖1-15所示。它的特點(diǎn)是先形成含有位同步信息的信號(hào)，再用濾波器將其濾出。下面，介紹幾種具體的實(shí)現(xiàn)方法。窄帶法同步提取法是其中的一種。圖1-15 濾波法原理圖圖1-15原理圖中的波形變換，在實(shí)際應(yīng)用中亦可以是一微分、整流電路，微分、整流后的基帶信號(hào)波形如圖1-16所示。這里，整流輸出的波形與圖1-15中波形變換電路的輸出波形有些區(qū)別，但這個(gè)波形同樣包含有同步信號(hào)分量。另一種常用的波形變換方法是對(duì)帶限信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波。在某些數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)中，經(jīng)常在中頻上用對(duì)頻帶受限的二相移相信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波的方法來提取位同步信號(hào)。頻帶受限的二相psk信號(hào)波形如圖1-16所示。因頻帶受限，在相鄰碼元的相位變

24、換點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生幅度的平滑“陷落”。經(jīng)包絡(luò)檢波后，可得圖1-17所示的波形。圖1-16 基帶信號(hào)微分、整流波形 圖1-17 頻帶受限二相psk信號(hào)的位同步 信號(hào)提取可以看出，它是一直流和圖1-18所示的波形相減而組成的，因此包絡(luò)檢波后的波形中包含有如圖1-18所示的波形，而這個(gè)波形中已含有位同步信號(hào)分量。因此，將它經(jīng)濾波器后就可提取出位同步信號(hào)。2)鎖相法位同步鎖相法的基本原理和載波同步的類似。在接收端利用鑒相器比較接收碼元和本地產(chǎn)生的位同步信號(hào)的相位，若兩者相位不一致（超前或滯后），鑒相器就產(chǎn)生誤差信號(hào)去調(diào)整位同步信號(hào)的相位，直到獲得準(zhǔn)確的位同步信號(hào)為止。前面討論的濾波法原理中，窄帶濾波器可以

25、是簡(jiǎn)單的單調(diào)諧回路或晶體濾波器，也可以是鎖相環(huán)路。我們把采用鎖相環(huán)來提取位同步信號(hào)的方法稱為鎖相法。下面介紹在數(shù)字通信中常采用的數(shù)字鎖相法提取位同步信號(hào)的原理。（1）數(shù)字鎖相數(shù)字鎖相的原理方框圖如圖1-19所示。圖1-19 數(shù)字鎖相原理方框圖它由高穩(wěn)定度振蕩器（晶振）、分頻器、相位比較器和控制器所組成。其中，控制器包括圖中的扣除門、附加門和“或門”。高穩(wěn)定度振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)整形電路變成周期性脈沖，然后經(jīng)控制器再送入分頻器，輸出位同步脈沖序列。位同步脈沖的相位調(diào)整過程如圖37-5所示。若接收碼元速率為f（波特），則要求位同步脈沖的重復(fù)速率也為f（赫）。這里，晶振的振蕩頻率設(shè)計(jì)在nf（赫），由晶

26、振輸出經(jīng)整形得到重復(fù)頻率為nf（赫）的窄脈沖圖37-5（a），經(jīng)扣除門、或門并n次分頻后，就可得重復(fù)速率為f（赫）的位同步信號(hào)圖37-5（b）。如果接收的相位調(diào)整得重復(fù)速率為f（赫）的位同步信號(hào)圖37-5（c）。如果接收端晶振輸出經(jīng)n次分頻后，不能準(zhǔn)確地和收到的碼元同頻同相，這時(shí)就要根據(jù)相位比較器輸出的誤差信號(hào)，通過控制器對(duì)分頻器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的原理是當(dāng)分頻器輸出的位同步脈沖超前于接收碼元的相位時(shí)，相位比較器送出一超前脈沖，加到扣除門（常開）的禁止端，扣除一個(gè)a路脈沖圖1-20，這樣，分頻器輸出脈沖的相位就推后1/n周期（360/n），如圖1-20所示；若分頻器輸出的位同步脈沖相位滯后于接收碼

27、元的相位，如何對(duì)分頻器進(jìn)行調(diào)整呢？晶振的輸出整形后除a路脈沖加于附加門。附加門在不調(diào)整時(shí)是封閉的，對(duì)分頻器的工作不起作用。當(dāng)位同步脈沖相位滯后時(shí)，相位比較器送出一滯后脈沖，加于附加門，使b路輸出的一個(gè)脈沖通過“或門”，插入在原a路脈沖之間1-19，使分頻器的輸入端添加了一個(gè)脈沖。于是，分頻器的輸出相位就提前1/n周期1-20。經(jīng)這樣的反復(fù)調(diào)整相位，即實(shí)現(xiàn)了位同步。圖1-20 位同步脈沖全數(shù)字鎖相法提取同步信號(hào)適用于信碼率較低的數(shù)字通信電路，一般信碼率8mb/s，本地時(shí)鐘頻率為65mhz左右。原理中的分頻系數(shù)m，也稱相位調(diào)整步長(zhǎng)，m越大，同步誤差越小。因此，數(shù)字鎖相法提取同步信號(hào)其工作頻率不能做

28、得很高。但這種方法適用于全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，具有穩(wěn)定性好，容易集成，成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且由于采用全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，因此免調(diào)試，適用批量生產(chǎn)。1.4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試的波形如下:圖1-21測(cè)試的波形1.4.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果實(shí)際波形：圖1-22 測(cè)試波形1.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析經(jīng)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)波形與理論波形一致，解調(diào)輸出正確。1.5 鎖相頻率合成器實(shí)驗(yàn) pll1.5.1 實(shí)驗(yàn)原理1鎖相頻率合成器原理及電路鎖相頻率合成器(簡(jiǎn)稱鎖相頻合或pll頻合)鎖相頻合方框圖見圖1-23。圖1-23 常用的單環(huán)鎖相頻率合成器方框圖圖中，pd為電荷泵鑒相；lf為環(huán)路濾波器；vco為壓控振蕩器(即調(diào)頻振蕩器)，其頻率fv受控制電

29、壓uc控制而改變，一般有fv=f0+k0 uc (38-1)f0為固定振蕩頻率，k0為壓控靈敏度(單位hz/v或rad/s v)；n為程序分頻器，頻比由cpu程序設(shè)置可變；r為參考分頻器，將穩(wěn)定的晶體振蕩器頻率fr分頻得到參考頻率fr(一般為5khz、6.25khz、12.5khz、25khz等)。環(huán)路鎖定時(shí)，pd兩個(gè)信號(hào)相差為0或固定值，則頻差為0，即fr=ff=fv/n fv=n fr (38-2)由式38-2可見，cpu程序改變n就改變了環(huán)路輸出頻率，且所有頻率都具有與晶振頻率相同的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度。由式38-2還可見，頻道間隔f最小可以等于fr，實(shí)際值由要求決定，無繩電話通信系統(tǒng)f=25

30、khz，若鎖相頻合fr=5khz，則n變化間隔n=5。一般鎖相頻合集成電路包含了圖38-1電路框圖中除lf及vco以外的全部電路，用于無繩電話的電路包含二個(gè)這樣的電路，分別用于接收機(jī)及發(fā)射機(jī)，稱為雙pll頻合，如mc145160、mc145161、mc145162等。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用一片雙pll頻合mc145162，構(gòu)成發(fā)射本振pll頻合。具體電路圖38-8所示。圖1-23中u5為mc145162及pll頻合ic，其參考分頻器分頻比r及發(fā)射環(huán)路的程序分頻器分頻比n由cpu通過mc145162的串口(串行時(shí)鐘clk，1腳；串行數(shù)據(jù)data，3腳；并行鎖存enb，4腳)送入。實(shí)際選取參考分頻器分頻比r

31、=2048，則10.24mhz/2048=5khz。發(fā)射環(huán)vco是由q2、t2及d1等構(gòu)成的變?nèi)荻O管調(diào)諧改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器。衰減后的音頻調(diào)制信號(hào)um加在變?nèi)荻O管d1的下端，環(huán)路控制電壓uc 經(jīng)r10加在d1的上端，總控制電壓uc=uc -um = uc +(-um)，忽略括號(hào)中的負(fù)號(hào)并不影響工作原理及性能的分析，故得到圖38-2中vco輸入端等效電路。vco的輸出信號(hào)分成二路，一路送入q1等構(gòu)成的功放，功率放大發(fā)射出去；另一路由mc145162的14腳送入發(fā)射環(huán)n程序分頻器，分頻后送發(fā)射環(huán)pd與參考信號(hào)鑒相后由15腳輸出誤差電流，流經(jīng)r12、c16及c17構(gòu)成的環(huán)路濾波器得到控制電壓u

32、c，由r13、c14附加低通濾波器進(jìn)一步濾除鑒相紋波后經(jīng)r7送vco變?nèi)荻O管d103的上端。而音頻調(diào)制信號(hào)um加在d103的下端。當(dāng)環(huán)路設(shè)計(jì)成載波跟蹤環(huán)時(shí)，uc為直流，控制vco中心頻率使環(huán)路鎖定；um對(duì)vco調(diào)頻，實(shí)現(xiàn)了鎖相調(diào)頻。圖1-24 發(fā)射鎖相調(diào)頻頻合器方框圖2. 環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)公式圖1-25是單端三態(tài)電流型電荷泵及外接的環(huán)路濾波器電路。圖中，二只場(chǎng)效應(yīng)管工作開關(guān)狀態(tài)；ip為恒流源；r2、c1為環(huán)路濾波器；c2用于濾除鑒相紋波，應(yīng)選?。?5nar (38-3)式中，r為環(huán)路參考信號(hào)角頻率；n為環(huán)路自然諧振頻率；a為c2所引入的附加低通濾波器的截止頻率，與元件值的關(guān)系為：a=1/r2c2

33、 (38-4)則c2在濾除鑒相紋波的同時(shí)對(duì)環(huán)路特性影響較小，環(huán)路濾波器特性主要由r2、c1決定，環(huán)路仍可按照理想二階環(huán)設(shè)計(jì)，有關(guān)設(shè)計(jì)公式如下。(1) 環(huán)路自然諧振頻率n=ipk0/(2nc1)1/2 (38-5)(2) 環(huán)路阻尼系數(shù)=r2c1n/2 (38-6)要保證環(huán)路穩(wěn)定余量足夠大及瞬態(tài)響應(yīng)快應(yīng)選取=0.61.0 (38-7)圖1-25 單端三態(tài)電流型電荷泵及環(huán)路濾波器(3) 當(dāng)鎖相頻合器作為調(diào)頻發(fā)射機(jī)的主振時(shí)，其電路框圖如圖38-2所示，基帶調(diào)制信號(hào)um由vco前一點(diǎn)注入環(huán)路，與環(huán)路控制電壓uc 相加后去控制vco的頻率。當(dāng)環(huán)路設(shè)計(jì)成載波跟蹤環(huán)時(shí)，uc 為直流，um無畸變地到達(dá)vco輸入

34、端，實(shí)現(xiàn)了理想調(diào)頻。圖1-22鎖相調(diào)頻頻合器的相位模型如圖1-24所示。則基帶調(diào)制信號(hào)um至vco調(diào)制頻偏之間的傳遞函數(shù)為：圖1-26 鎖相調(diào)頻頻合器的相位模型框圖則式中，he(s)誤差傳遞函數(shù)，為誤差頻率特性。由式(38-8)可見，一點(diǎn)注入式鎖相調(diào)頻的調(diào)制頻率特性/為環(huán)路的誤差頻率特性乘以常數(shù)。容易導(dǎo)出，理想二階環(huán)誤差頻率特性的截止頻率為：把常用代入式(9)得表38-3，可見近似有表1-1理想二階環(huán)誤差頻率特性截止頻率0.5000.7071.0000.791.001.55故得理想二階環(huán)誤差頻率特性如圖38-5所示。圖中亦標(biāo)出基帶調(diào)制um的頻譜um(j)，它占據(jù)的頻帶為l-h。若環(huán)路設(shè)計(jì)成載波

35、跟蹤狀態(tài)即，如圖1-27中所示，則可見在um(j)為非0值范圍內(nèi)，恒有，代入式(38-8)得，求付里葉反變換得實(shí)現(xiàn)了理想調(diào)頻。圖1-27 理想二階環(huán)誤差頻率特性及載波跟蹤條件工程上，為保證一點(diǎn)注入式鎖相調(diào)頻環(huán)實(shí)現(xiàn)理想調(diào)頻，應(yīng)選?。?4) 采用是電荷泵pd的鎖相頻合切換頻道后環(huán)路捕捉時(shí)間tp的計(jì)算分二種情況，式中，為vco信號(hào)在二個(gè)頻道上的頻差，為vco反饋至pd信號(hào)的頻差，n為環(huán)路分頻比；為在pd處觀察的環(huán)路快捕帶。則： ，則以上兩式中，tf為頻率捕捉時(shí)間；t為相位捕捉時(shí)間，即快捕時(shí)間。(5)二階環(huán)本來是無條件穩(wěn)定的，但因環(huán)路中采用了三態(tài)電荷泵鑒相器，故嚴(yán)格來講環(huán)路是離散時(shí)間系統(tǒng)，由離散的誤差

36、電流脈沖得到模擬控制電壓存在最大可接近的延時(shí)。而時(shí)域延時(shí)對(duì)應(yīng)頻域相位滯后，從而減小環(huán)路相位余量，可能引起環(huán)路不穩(wěn)定。為保證環(huán)路穩(wěn)定，必須選擇環(huán)路帶寬足夠小，滿足穩(wěn)定極限條件。1.6 環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)前ip、k0、n及fr等已確定，再按以下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。(1) 按式(38-7)選定；(2) 由式(38-11)(38-14)折衷選?。?3) 由(38-3)式選?。?4) 將值代入式(38-5)、(38-6)，將式(38-4)，求出環(huán)路濾波器元件值。1.7 環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)舉例已知綜測(cè)儀樣機(jī)的bs測(cè)量發(fā)射機(jī)鎖相頻合的vco壓控特性實(shí)測(cè)結(jié)果如表38-2所示：表1-2 bs測(cè)量發(fā)射機(jī)vco壓

37、控特性ch120ftx(mhz)48.0048.475uct(v)2.003.0電荷泵pd充放電電流ip=2.5ma；各頻道分頻比參見mc145162芯片資料；環(huán)路參考信號(hào)頻率fr=5khz，試設(shè)計(jì)環(huán)路參數(shù)。解：(1) 按式(38-7)選擇=1；已知話音信號(hào)最低頻率fl=300hz，按式(38-11)選擇；由及按式(38-3)選擇。(2) 由已知條件求vco壓控靈敏度平均值為(3)環(huán)路分頻比平均值為(4) 將ip、k0、n及代入式(38-15)得 將 及c1公共秩序式(38-16)得:將 及r2公共秩序式(38-17)得(5) 為進(jìn)一步濾除鑒相紋波，在環(huán)路濾波器后串聯(lián)第二個(gè)附加低通r3、c3，

38、如圖38-6所示。其截止頻率亦應(yīng)滿足式(38-3)。實(shí)際選?。旱茫簩?shí)取(6) 將環(huán)路簡(jiǎn)化為二階環(huán)忽略了一些次要因素，但實(shí)際上它們對(duì)環(huán)路性能有影響。pd輸出離散的誤差電流至形成模擬控制電壓的延時(shí)，對(duì)應(yīng)頻域里的相位滯后；c2形成的附加低通濾波器及r3c3第二附加低通濾波器也引入相位滯后，都會(huì)減小環(huán)路相位余量，使實(shí)際阻尼系數(shù)減小。設(shè)計(jì)完成后實(shí)際調(diào)整增大r2使環(huán)路相位階躍響應(yīng)超調(diào)量減至最小，=1，最后確定r2=2.4khz。經(jīng)設(shè)計(jì)及實(shí)際調(diào)整最后確定的環(huán)路濾波器元件值如圖38-6所示。圖1-28 實(shí)例發(fā)射機(jī)鎖相頻合環(huán)路濾波器由以上介紹可見，鎖相環(huán)路性能參數(shù)，n的設(shè)計(jì)，就是對(duì)環(huán)路濾波器幾只電阻、電容的設(shè)計(jì)

39、，由此可見環(huán)路濾波器對(duì)環(huán)路性能的重大影響1.7.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目?jī)蓴?shù)碼管為頻率顯示：數(shù)碼管1顯示02數(shù)碼管2顯示09最多只能顯示20個(gè)頻道(1)檢測(cè)數(shù)碼管顯示是否正常按鍵ret、up、down使用是否正常(2)頻段選擇10，調(diào)節(jié)t2018使tp02電壓為2.5v；頻段選擇20，觀測(cè)其電壓值小于5v；(3)頻段選為10時(shí)，將t1用示波器觀測(cè)，使輸出波形幅度最大；(4)改變頻段，觀測(cè)t1處的波形。1.7.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果1三個(gè)按鍵工作正常。2波形如下：圖1-29 測(cè)試波形3由于t2018旋鈕損壞，無法調(diào)節(jié)它以改變tp02的輸出電壓。1.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析三個(gè)按鍵功能正常，也觀測(cè)到了輸出最大幅度的

40、波形，但由于t2018旋鈕損壞，無法調(diào)節(jié)它以改變tp02的輸出電壓，導(dǎo)致后面的測(cè)試結(jié)果和實(shí)際參考有些偏離，沒有明顯的頻率遞增現(xiàn)象。2.psk2電路仿真2.1 實(shí)驗(yàn)原理二相psk（dpsk）解調(diào)器的總電路方框圖如圖2-1所示。二相psk（dpsk）的載波為1.024mhz，數(shù)字基帶信號(hào)的碼元速率為32bit/s。圖2-1 解調(diào)器總方框圖從圖2-1可見，該解調(diào)器由三部分組成：載波提取電路、位定時(shí)恢復(fù)電路與信碼再生整形電路。圖2-2 同相正交環(huán)提取載波電原理方框圖載波恢復(fù)和位定時(shí)提取，是數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。載波恢復(fù)的具體實(shí)現(xiàn)方案是和發(fā)送端的調(diào)制方式有關(guān)，以相位鍵控為例，有：n次方

41、環(huán)、科斯塔斯環(huán)(constas)、逆調(diào)制環(huán)和判決反饋環(huán)等。近幾年來由于數(shù)字電路技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，又出現(xiàn)了基帶數(shù)字處理載波跟蹤環(huán)，并且已在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的使用。但是，為了加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)及對(duì)基本理論的理解，我們從實(shí)際出發(fā)，選擇同相正交環(huán)解調(diào)電路作為基本實(shí)驗(yàn)。圖2-2是電原理框圖，圖2-3是電原理圖。圖2-3 psk移相鍵控解調(diào)實(shí)驗(yàn)電原理圖（一）二相（psk、dpsk）信號(hào)輸入電路電路見圖2-4所示，由bg1（9013）組成射隨器電路，對(duì)發(fā)送端送來的二相（psk、dpsk）信號(hào)進(jìn)行前后級(jí)隔離，由u1（lm311）組成模擬信號(hào)放大電路，進(jìn)一步對(duì)輸入小信號(hào)前二相（psk、dpsk

42、）信號(hào)進(jìn)行放大后送外鑒相器與鑒相器分別進(jìn)行鑒相。圖2-4 二相（psk、dpsk）信號(hào)輸入電路（二）同相正交環(huán)鎖相環(huán)提取載波電路從圖2-2電原理方框圖中可知，在這種環(huán)路里，誤碼信號(hào)是由兩個(gè)鑒相器提供的。vco壓控振蕩器給出兩路互相正交的載波信號(hào)分別送至兩鑒相器，輸入的二相（psk、dpsk）信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)鑒相器分別鑒相后，由低通濾波器濾除載波頻率以上的高頻分量，分別送入兩判決器后得到基帶信號(hào)ud1與ud2，其中ud1中包含著碼元信息，但無法對(duì)vco壓控振蕩器進(jìn)行控制。只有將ud1、ud2 經(jīng)過基帶模擬相乘器相乘后，就可以去掉碼元信息，得到反映vco輸出信號(hào)與輸入載波間的相位差的誤碼控制電壓，從而

43、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)了對(duì)vco壓控振蕩器的控制。它們的實(shí)際電路見圖2-3所示。包括鑒相器1，鑒相器2，低通濾波器1，低通濾波器2，比較判決器1，比較判決器2，相乘器，環(huán)路濾波器，vco壓控振蕩器，數(shù)字分頻移相器等電路組成。具體工作過程如下：由u1（lm311）模擬運(yùn)放放大后的信號(hào)分兩路輸出至兩鑒相器的輸入端，鑒相1與鑒相器2的控制信號(hào)輸入端的控制信號(hào)分別為0相載波信號(hào)與/2相載波信號(hào)。這樣經(jīng)過兩鑒相器輸出的鑒相信號(hào)再通過有源低通濾波器濾掉其高頻分量，再由兩比較判決器完成判決解調(diào)出數(shù)字基帶信碼，由u6a構(gòu)成的相乘器電路，去掉數(shù)字基帶信號(hào)中的數(shù)字信息。得到反映恢復(fù)載波與輸入載波相位之差的誤差電壓ud，ud經(jīng)過環(huán)

44、路低通濾波器r18、r19、c12濾波后輸出了一個(gè)平滑的誤差控制電壓，去控制vco壓控振蕩器74ls124。它的中心振蕩輸出頻率范圍從1hz到60mhz，工作環(huán)境溫度在070。c，當(dāng)電源電壓工作在+5v、頻率控制電壓與范圍控制電壓都為+2v時(shí)，74ls124的輸出頻率表達(dá)為：f0=110-4/cext，在實(shí)驗(yàn)電路中，調(diào)節(jié)精密電位器rw2（100k）的阻值，使頻率控制輸入電壓（74ls124的2腳）與范圍控制輸入電壓（74ls124的3腳）基本相等，此時(shí)，當(dāng)電源為+5v時(shí)，才符合：f0=510-4/cext，再改變電容ca701，使74ls124的7腳輸出為4.096mhz方波信號(hào)。74ls12

45、4的6腳為使能端，低電平有效，它開啟壓控振蕩器工作；當(dāng)74ls124的7腳輸出的中心頻率偏離4.096mhz時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)rw1和rw2，用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)tp4上的頻率值，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出4.096mhz的載波信號(hào)。該4.094mhz的載波信號(hào)經(jīng)過分頻(4)電路：u9b與u10a（74ls74）兩次分頻變成1.024mhz載波信號(hào)，并完成/2相移相。由u10b的9腳輸出/2相去鑒相器2的控制信號(hào)輸入端u2b（4066）的12腳，由u10a的5腳輸出0相載波信號(hào)去鑒相器1的控制信號(hào)輸入端u2a（4066）的第13腳。這樣就完成了載波恢復(fù)的功能。圖2-5是同相載波與正交載波波形。圖2-6是同

46、相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖。圖2-5 同相載波與正交載波波形圖2-6 同相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖從圖中可以看出該解調(diào)環(huán)路優(yōu)點(diǎn)是：該解調(diào)環(huán)在載波恢復(fù)的同時(shí)，即可解調(diào)出數(shù)字信息。該解調(diào)環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)載波恢復(fù)環(huán)路可全部采用模擬和數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。但該解調(diào)環(huán)中缺點(diǎn)是：存在相位模糊。當(dāng)解調(diào)環(huán)路中解調(diào)的數(shù)字信息與發(fā)端的數(shù)字信息相位反相時(shí)，即相干信號(hào)相位和載波相位反相，則按一下按鍵開關(guān)sw1，強(qiáng)迫使它的置“1”端送入高電平，使電路q端輸出為“1”，q端輸出為“0”，迫使相干信號(hào)的相位與載波信號(hào)相位同頻同相，以消除相位誤差。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，一般不用絕對(duì)移相，而應(yīng)用相對(duì)移相，而用相位比較法克服相位模糊。tp

47、1：psk解調(diào)信號(hào)輸入波形tp2：psk解調(diào)信號(hào)輸入波形（經(jīng)過射極跟隨器）tp3：對(duì)psk解調(diào)信號(hào)進(jìn)行放大tp4：壓控振蕩器輸出4.096mhz的載波信號(hào)，用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)tp4上的頻率值有偏差時(shí)，此時(shí)，可調(diào)節(jié)w1和w2，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出4.096mhz的載波信號(hào)。tp5：頻率為1.024mhz的0相載波輸出信號(hào)tp6：頻率為1.024mhz的相載波輸出信號(hào)tp7：psk解調(diào)輸出信號(hào)，即數(shù)字基帶信碼2.2 仿真波形圖2-7 tp1和tp2的波形圖2-8 tp2和tp3的波形圖2-9 tp4、tp5、tp6和tp7的波形實(shí)際仿真時(shí)遇到的問題：由于ewb缺少74ls124，lm311的引腳也

48、不夠，也沒有找到可以替代的，所以沒有加入74124。實(shí)際電路圖如下：圖2-10 ewb實(shí)際電路圖后又改用proteus進(jìn)行仿真，也沒有74ls124， 去掉了74ls124芯片，直接在tp4點(diǎn)輸入一個(gè)4.096mhz的方波，把電路也做了相應(yīng)的修改。但由于仿真軟件的不穩(wěn)定以及電路誤差等原因，導(dǎo)致仿真輸出的波形有失真。實(shí)際仿真用電路圖如下：圖2-11 proteus實(shí)際仿真用電路圖3.時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生（clk）的pcb圖3.1 實(shí)驗(yàn)原理時(shí)鐘信號(hào)乃是數(shù)字通信各級(jí)電路的重要組成部分，在數(shù)字通信電路中，若沒有時(shí)鐘信號(hào)，則電路基本工作條件將得不到滿足而無法工作。（一）電路組成時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)是供給

49、pcm、psk、fsk、vco等實(shí)驗(yàn)所需時(shí)鐘和基帶信號(hào)，圖3-1是實(shí)驗(yàn)電原理圖，由以下電路組成：1內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源。2多級(jí)分頻及脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)收、發(fā)幀同步信號(hào)產(chǎn)生電路。3三級(jí)偽隨機(jī)序列碼產(chǎn)生電路。圖3-1 時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)電原理圖（二）電路工作原理1內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)源電路由晶振j1，電阻r1和r2，電容c1，非門u1a，u1b組成，若電路加電后，在u1a的輸出端輸出一個(gè)比較理想的方波信號(hào)，輸出振蕩頻率為4.096mhz，經(jīng)過d觸發(fā)器u6b進(jìn)行二分頻，輸出為2.048mhz方波信號(hào)。2三級(jí)基準(zhǔn)信號(hào)分頻及pcm編碼調(diào)制收發(fā)幀同步信號(hào)產(chǎn)生電路該電路的輸入時(shí)鐘信號(hào)為2.048mhz的方波，由可預(yù)置四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（帶直接清零）組成的三級(jí)分頻電路組成，逐次分頻變成1k方波，u2、u3、u4的第二引腳為各級(jí)時(shí)鐘輸入端，輸入時(shí)鐘分別為2.048mhz、p128k、8kh，由第一級(jí)分頻電路產(chǎn)生的p128k