《專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)》報(bào)告FSK數(shù)字頻率調(diào)制

1、目 錄摘 要iabstractii1電路測(cè)試11.1 fsk數(shù)字頻率調(diào)制實(shí)驗(yàn)11.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1.2 電路工作原理11.1.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法21.1.4 測(cè)試結(jié)果和分析21.2 fsk數(shù)字頻率解調(diào)實(shí)驗(yàn)41.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2.2 電路工作原理41.2.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法51.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析51.3 psk移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)61.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.3.2 電路工作原理61.3.3實(shí)驗(yàn)步驟81.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析81.4 psk移相鍵控解調(diào)實(shí)驗(yàn)91.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.4.2 電路工作原理91.4.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法111.4.4 測(cè)試結(jié)果和分析121.5 數(shù)字同

2、步技術(shù)實(shí)驗(yàn)121.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?21.5.2 電路工作原理121.5.3測(cè)試項(xiàng)目和方法141.5.4測(cè)試結(jié)果和分析141.6 qpsk調(diào)制實(shí)驗(yàn)qpsk141.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?41.6.2 電路工作原理141.6.3測(cè)試項(xiàng)目和方法151.6.4 測(cè)試結(jié)果和分析152模擬乘法器同步檢波amdem1設(shè)計(jì)及仿真172.1 工作原理172.1.1模擬乘法器同步檢波原理172.1.2 模擬乘法器 mc1496182.2 電路調(diào)試與仿真202.2.1 multisim簡(jiǎn)介202.2.2 模擬乘法器mc1496的創(chuàng)建202.2.3 仿真電路212.2.4 仿真結(jié)果233 pcm電路的pcb制作253.1

3、制作軟件的簡(jiǎn)介253.2.1 pcb電路的分類263.2.1 pcb電路設(shè)計(jì)流程263.3 pcb電路的制作263.3.1 啟動(dòng)軟件界面263.3.2 新建pcb工程273.3.3 元件的擺放連接273.3.3 元件參數(shù)修改283.3.4 原理圖的編譯283.3.5生成網(wǎng)絡(luò)表文件293.3.6 pcb電路的后續(xù)處理304 個(gè)人總結(jié)31參考文獻(xiàn)32武漢理工大學(xué)專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘 要fsk1，fsk2，psk1， psk2，psk3，qpsk等原理是通信原理中非常重要的原理，在通信領(lǐng)域內(nèi)起著非常重要的作用，通過(guò)其可以實(shí)現(xiàn)通信信息的交流，所以對(duì)通信信息領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)的影響。multisim軟件是n

4、i公司的典型仿真軟件，結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證借助專業(yè)的高級(jí)spice分析和虛擬儀器，能在設(shè)計(jì)流程中提早對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與ni labview和signalexpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測(cè)量。altium designer winter 09 是奧騰公司繼protel99se之后典型產(chǎn)品之一，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和fpga系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于fpga和分立處理器的嵌入式軟件開、發(fā)特別在pcb版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功 能,使得altium

5、 designer winter 09完全滿足未來(lái)開發(fā)需求。本次課設(shè)通過(guò)對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行學(xué)習(xí)和加強(qiáng)，總結(jié)了整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，并根據(jù)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程融進(jìn)自己的觀點(diǎn)。關(guān)鍵詞：通信理論；multisim；仿真；altium designer；pcbabstractfsk1, fsk2, psk1, psk2, psk3, qpsk and other principles of communication theory is a very important principle in the communications field plays an important role in communica

6、tion can be achieved through the exchange of information, so the field of information communication has far-reaching impact.ni multisim software is typical of the company's simulation software that combines intuitive capture and powerful simulation to quickly, easily and efficiently on the circu

7、it design and verification with the help of professional advanced spice analysis and virtual instruments, early in the design process rapid circuit design verification, thereby reducing the modeling cycle. ni labview and signalexpress software with integration to improve the design process with powe

8、rful technology, allowing more data to achieve with analog modeling measurement.altium designer winter 09 is following the protel99se austrian proton after one of the typical products, to achieve an integrated design environment in board-and fpga system design, fpga-based and discrete processors, em

9、bedded software, open, made especially in the pcb layout, editing and manufacturing . and the integration of modern design data management capabilities, making altium designer winter 09 fully meet future development needs.the course set by these three aspects of learning and strengthening, summed up

10、 the whole learning process, and according to their own learning process and into their own point of view朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典keywords:communication theory;multisim;simulation;altium designer;pcb331電路測(cè)試1.1 fsk數(shù)字頻率調(diào)制實(shí)驗(yàn)1.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)fsk數(shù)字頻率調(diào)制的工作原理及電路組成。2掌握利用模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)fsk調(diào)制的原理和實(shí)現(xiàn)方法。1.1.2 電路工作原理圖1-1 fsk調(diào)制電原

11、理框圖由圖1-1可知，輸入的基帶信號(hào)由轉(zhuǎn)換開關(guān)j6轉(zhuǎn)接后分成兩路，一路控制f1=32khz的載頻，另一路經(jīng)倒相去控制f2=16khz的載頻。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開關(guān)1打開，模擬開關(guān)2關(guān)閉，此時(shí)輸出f1=32khz，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，模擬開關(guān)1關(guān)閉，模擬開關(guān)2開通。此時(shí)輸出f2=16khz，于是可在輸出端得到已調(diào)的fsk信號(hào)。電路中的兩路載頻（f1、f2）由clk模板產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)j1，j2送入。兩路載頻分別經(jīng)射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬開關(guān)u1：a與u1：b（4066）。圖1-2 fsk調(diào)制電原理圖1.1.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法 1將clk模板上的32khz、16khz方波輸出分別聯(lián)接到

12、fsk1模板上的j1，j2；將clk模板上的pn偽碼輸出聯(lián)接到fsk1模板上的j6，偽碼時(shí)鐘選擇2k。 2測(cè)試fsk調(diào)制電路tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)波形，并作詳細(xì)分析。1.1.4 測(cè)試結(jié)果和分析1 fsk調(diào)制電路tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)理論波形如下： 圖1-3 各節(jié)點(diǎn)理論波形2.實(shí)際tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)波形如下： 圖1-4(a) tp1波形 圖1-4(b) tp2波形 圖1-4(c) tp3 波形 圖1-4(d) tp4波形 圖1-4(e) tp5波形 圖1-4(f) tp6波形圖1-4(g) tp7波形顯然，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果與理論結(jié)果一致，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的幅度調(diào)制。1.2 fsk數(shù)字頻率解調(diào)實(shí)驗(yàn)1.2.

13、1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)fsk數(shù)字頻率解調(diào)的工作原理及電路組成。 2掌握利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)fsk解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。1.2.2 電路工作原理fsk集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理簡(jiǎn)單是十分簡(jiǎn)單的，只要在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)，使它鎖定在fsk的一個(gè)載頻f1上，對(duì)應(yīng)輸出高電平，而對(duì)另一載頻f2失鎖，對(duì)應(yīng)輸出低電平，那末在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調(diào)的基帶信號(hào)序列。解調(diào)器電原理框圖如圖所示。圖1-5 fsk解調(diào)器的原理框圖由圖1-5可知，當(dāng)鎖相環(huán)鎖定時(shí)，環(huán)路對(duì)輸入fsk信號(hào)中的32khz載波處于跟蹤狀態(tài)，32khz載波（正弦波）經(jīng)輸入整形電路后變成矩形載波。此時(shí)鑒相器pd輸出端（引腳13）為低電平，鎖定指

14、示輸出（引腳1）為高電平，鑒相器pd輸出（引腳2）為低電平，pd輸出和鎖定指示輸出經(jīng)或非門u2：a（74ls32）和u3：a（74ls04）后輸出為低電平，再經(jīng)積分電路和非門u3：b（74ls04）輸出為高電平。再經(jīng)過(guò)u3：c（74ls04）、u3：d（74ls04）整形電路反相后后從輸出信號(hào)插座j3輸出。當(dāng)輸入信號(hào)為16khz時(shí)，環(huán)路失鎖。此時(shí)環(huán)路對(duì)16khz載頻的跟蹤破壞，鑒相器輸入端的兩個(gè)比較信號(hào)存在頻差，經(jīng)鑒相器pdi后輸出一串無(wú)規(guī)則矩形脈沖，而鎖定指示（第1引腳）輸出為低電平，pdi輸出和鎖定指示輸出經(jīng)或非門u2a與u3a后，輸出仍為無(wú)規(guī)則矩形脈沖，這些矩形脈沖積分器和非門u3b后輸

15、出為低電平?？梢?，環(huán)路對(duì)32khz載頻鎖定時(shí)輸出高電平，對(duì)16khz載頻失鎖時(shí)就輸出低電平。只要適當(dāng)選擇環(huán)路參數(shù)，使它對(duì)32khz鎖定，對(duì)16khz失鎖，則在解調(diào)器輸出端的就得到解調(diào)輸出的基帶信號(hào)序列。圖1-6 fsk解調(diào)電路電原理圖1.2.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法 1在fsk調(diào)制實(shí)驗(yàn)完成的基礎(chǔ)上，將fsk1的j7與fsk2的j1用電纜線聯(lián)接在一起。 2示波器雙蹤觀察clk的32khz時(shí)鐘方波和fsk2的tp2，調(diào)節(jié)r5，r7使其同步。 3示波器雙蹤觀察clk的2kpn碼和fsk2的tp3，可以觀察到fsk解調(diào)信號(hào)輸出。 4測(cè)試fsk解調(diào)電路tp1tp3各測(cè)量點(diǎn)波形，并作詳細(xì)分析。1.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)

16、果和分析1測(cè)試fsk解調(diào)電路tp1tp3各測(cè)量點(diǎn)波形，畫在方格紙上，同時(shí)與fsk調(diào)制電路的測(cè)試結(jié)果作比較。fsk解調(diào)電路tp1tp3各測(cè)量點(diǎn)理論波形如下：圖1-7 fsk解調(diào)tp1tp3各點(diǎn)波形2.實(shí)際tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)波形如下： 圖1-8(a) tp1波形 圖1-8(b) tp2波形圖1-8(c) tp3波形1.3 psk移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)1.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握二相bpsk（dpsk）調(diào)制的工作原理及電路組成。2了解載頻信號(hào)的產(chǎn)生方法。3掌握二相絕對(duì)碼與相對(duì)碼的碼型變換方法。1.3.2 電路工作原理在本實(shí)驗(yàn)中，絕對(duì)移相鍵控（psk）是采用直接調(diào)相法來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是用輸入的基帶信號(hào)直接控制已

17、輸入載波相位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)相位鍵控。圖1-15是它的電原理圖。在本實(shí)驗(yàn)中，絕對(duì)移相鍵控（psk）是采用直接調(diào)相法來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是用輸入的基帶信號(hào)直接控制已輸入載波相位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)相位鍵控。圖1-9是二相psk（dpsk）調(diào)制器電路框圖，圖1-10是它的電原理圖。圖1-9 二相psk（dpsk）調(diào)制器電路框圖數(shù)字相位調(diào)制又稱為移相鍵控。它是利用載波相位的變化來(lái)傳遞數(shù)字信息的。通常又可把它分成絕對(duì)移相與相對(duì)移相兩種方式。絕對(duì)移相就是利用載波不同相位的絕對(duì)值來(lái)傳遞信息。那么，怎樣才能讓載波不同相位的絕對(duì)值來(lái)傳遞數(shù)字信息呢？如果讓所需傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號(hào)控制載波相位改變，而載波的振幅和頻率都不變，那么就得到

18、載波的相位發(fā)生變化的已調(diào)信號(hào)，我們把這種調(diào)制方式稱為數(shù)字相位調(diào)制。即移相鍵控psk調(diào)制。psk在數(shù)字通信系統(tǒng)中是一種極重要的調(diào)制方式，它的抗干擾噪聲性能及通頻帶的利用率均優(yōu)先于ask移幅鍵控和fsk移頻鍵控。因此，psk技術(shù)在中、高速數(shù)據(jù)傳輸中得到了十分廣泛的應(yīng)用。當(dāng)傳送消息為一隨機(jī)序列時(shí)，例如話音信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼后的數(shù)字信號(hào)或其它數(shù)據(jù)信號(hào)，則傳送的調(diào)相信號(hào)也相應(yīng)的為一隨機(jī)的振蕩序列，其相位與傳送消息相對(duì)應(yīng)。圖1-10 psk移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)電原理圖圖1-11 二相psk調(diào)制信號(hào)波形1.3.3實(shí)驗(yàn)步驟 本實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備“時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)”（clk）模塊。（一）二相psk調(diào)制器1用內(nèi)載波發(fā)生器產(chǎn)

19、生的1.024mhz信號(hào)作輸入載波信號(hào)來(lái)觀察tp6tp11各測(cè)量點(diǎn)的波形。2用內(nèi)載波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的512khz信號(hào)作輸入載波信號(hào)來(lái)觀察tp6tp11各測(cè)量點(diǎn)的波形。（二）二相dpsk調(diào)制器，加入差分編碼器電路來(lái)傳輸二相dpsk信號(hào)，重做上1.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄（波形、頻率、相位、幅度以及時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系）依次畫出調(diào)制器各測(cè)量點(diǎn)的工作波形，并給以必要的說(shuō)明。tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)理論波形如下：圖1-12 tp1tp7各測(cè)量點(diǎn)理論波形2.實(shí)際測(cè)試：經(jīng)過(guò)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)調(diào)制器電路板開關(guān)k2壞了，同時(shí)clk不正常工作。1.4 psk移相鍵控解調(diào)實(shí)驗(yàn)1.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握二相（psk、d

20、psk）解調(diào)器的工作原理與系統(tǒng)電路組成。2熟悉二相相對(duì)移相與絕對(duì)移相的轉(zhuǎn)換方法。3掌握二相（psk、dpsk）系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。1.4.2 電路工作原理二相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1-13 解調(diào)器總方框圖從圖1-13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。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次方環(huán)、科斯塔斯環(huán)(constas)、逆調(diào)圖1-14 同相正交環(huán)提取載波電原理方框圖圖1-15 ps

21、k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1-15所示，由bg1（9013）組成射隨器電路，對(duì)發(fā)送端送來(lái)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）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1-16 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1-14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(guò)兩個(gè)鑒相器分別鑒相后，由低通

22、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(wú)法對(duì)vco壓控振蕩器進(jìn)行控制。只有將ud1、ud2 經(jīng)過(guò)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1-15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。圖1-17是同相載波與正交載波波形。圖1-17 同相載波與正交載波波形圖1-18是同相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖。圖1-18

23、 同相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖當(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。1.4.3 測(cè)試項(xiàng)目和方法（一）在做“psk移相鍵控解調(diào)（含載波提?。?shí)驗(yàn)”時(shí)，首先應(yīng)使“psk移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)”（psk1）正常工作，因此，必須準(zhǔn)備“psk移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)”（psk1）和“時(shí)鐘與三級(jí)偽隨機(jī)碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)”（clk）兩塊實(shí)驗(yàn)?zāi)K，并使其工

24、作正常。（二）本實(shí)驗(yàn)調(diào)試的關(guān)鍵在于壓控振蕩器輸出的4.096mhz載波信號(hào)（tp4），需用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)tp4上的頻率值，有偏差時(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)。必要時(shí)，可用20mhz雙蹤示波器同時(shí)檢測(cè)clk模塊上的4.096mhz方波和psk2的tp4，微調(diào)rw1和rw2，使其同頻同相。（三）在實(shí)驗(yàn)?zāi)K的tp1接上psk調(diào)制波（分絕對(duì)碼調(diào)制和相對(duì)碼調(diào)制），在tp7用雙蹤觀察解調(diào)后的三級(jí)偽隨機(jī)碼波形。并觀察各測(cè)量點(diǎn)的波形。1.4.4 測(cè)試結(jié)果和分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)板存在各種問(wèn)題，無(wú)法畫出bpsk(dpsk)相干解調(diào)電路的波形圖。 1.5 數(shù)字同步技術(shù)實(shí)驗(yàn)

25、 1.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸過(guò)程。2熟悉位定時(shí)產(chǎn)生與提取位同步信號(hào)的方法。3學(xué)會(huì)觀察眼圖及其分析方法。1.5.2 電路工作原理在通信系統(tǒng)中，三種同步方式：即載波同步、位同步和群同步。本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是分析位同步的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)位同步的方法基本上可以分為兩大類型：一種類型是外同步法，另一種類型是自同步法。圖1-19是電路框圖，圖1-20為測(cè)驗(yàn)原理圖。圖1-19 位同步恢復(fù)與信碼再生電路方框圖圖1-20 位同步恢復(fù)與信碼再生電路電原理圖（一）帶通濾波與全波整流電路圖1-21 帶通濾波與全波整流電路圖（二）位定時(shí)處理電路 通過(guò)限幅放大變成數(shù)字信號(hào)后送入32khz諧振電路，調(diào)諧后取出32

26、khz的正弦波信號(hào)，再經(jīng)過(guò)射隨器電路進(jìn)行隔離送至a/d模數(shù)轉(zhuǎn)達(dá)換電路變成32khz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)位定時(shí)占空比調(diào)整電路，調(diào)節(jié)r21，可改變32khz的時(shí)鐘脈沖的占空比寬度，以進(jìn)一步保證與發(fā)送端的時(shí)鐘信號(hào)同頻但不同相。(三) 信碼再生器與轉(zhuǎn)換器電路信碼再生器電路比較簡(jiǎn)單，由d觸發(fā)器u5a組成，數(shù)字基帶信碼從d端（第2引腳）輸入，再生時(shí)鐘信號(hào)從clk端（第3引腳）輸入，利用恢復(fù)出來(lái)的再生時(shí)鐘數(shù)字基帶信碼進(jìn)行重新取判決，使再生信碼與發(fā)送信碼保持準(zhǔn)確的相位關(guān)系。因此，把d觸發(fā)器稱為信碼再生器。再生收信碼再生器。再生收信碼從觸發(fā)器的q端（第5引腳）輸出。圖1-22 信碼再生器與轉(zhuǎn)碼器電路總之，再生

27、信碼通過(guò)k2的第2腳輸出。關(guān)于相對(duì)碼與絕對(duì)碼的轉(zhuǎn)換電路及波形如圖圖1-23 相對(duì)碼電路及其工作波形1.5.3測(cè)試項(xiàng)目和方法本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)，需要在clk、psk1、psk2三個(gè)模塊已正常工作的基礎(chǔ)上完成。1在j1輸入來(lái)自clk模塊的32k3級(jí)偽隨機(jī)碼，檢查和調(diào)節(jié)tp1tp7各測(cè)試點(diǎn)的波形，使其符全要求。2利用20mhz雙蹤示波器的yb通道測(cè)量clk板上的32k方波，ya通道測(cè)量tp2，調(diào)節(jié)示波器相應(yīng)的開關(guān)和旋鈕，可觀察到仿真眼圖。1.5.4測(cè)試結(jié)果和分析1根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出psk（dpsk）相干解調(diào)電路的波形圖，在圖上標(biāo)上相位關(guān)系。2.由于調(diào)制電路般出現(xiàn)問(wèn)題，所以解調(diào)也不乏進(jìn)行。1.6 qp

28、sk調(diào)制實(shí)驗(yàn)qpsk1.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)qpsk中頻調(diào)制器原理與應(yīng)用。2了解四相差分編譯碼原理和作用。3qpsk中頻調(diào)制器硬件實(shí)現(xiàn)方法。4數(shù)字中頻調(diào)制方式與頻帶利用率。1.6.2 電路工作原理(一) qpsk調(diào)制原理qpsk系統(tǒng)在現(xiàn)代數(shù)字通信中非常重要，載波相位調(diào)制（psk）是常用的調(diào)制方式。在載波相位調(diào)制中，在信道上被發(fā)送的信息被加載到載波的相位上。因?yàn)檩d波相位的范圍是0<=<2,所以被用于通過(guò)數(shù)字相位調(diào)制來(lái)發(fā)送數(shù)字信號(hào)的載波相位是m=2m/m,m=0,1,m-1。一組m個(gè)載波調(diào)相信號(hào)波形的一般表達(dá)式為 式(1-1 )圖1-24 qpsk調(diào)制實(shí)現(xiàn)框圖 (二) qpsk實(shí)驗(yàn)系

29、統(tǒng)的硬件配置在實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，我們使用的是相位選擇法來(lái)實(shí)現(xiàn)qpsk調(diào)制，四相載波發(fā)生器產(chǎn)生qpsk信號(hào)所需的四種不同相位的載波。輸入的二進(jìn)制數(shù)碼經(jīng)串/并變換器輸出雙比特碼元。按照輸入的雙比特碼元的不同，邏輯選相電路輸出相應(yīng)相位的載波。圖1-25 qpsk實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1.6.3測(cè)試項(xiàng)目和方法1 將時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)的輸出(pn)與qpsk調(diào)制原理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)源(din)相連、將時(shí)鐘與三級(jí)偽碼發(fā)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)鐘(clk_in)與qpsk調(diào)制原理實(shí)驗(yàn)的時(shí)鐘輸入(dclk) 相連。2 觀察輸出波形1.6.4 測(cè)試結(jié)果和分析（1）觀察四個(gè)相位的時(shí)鐘波形clk1,clk2,clk3,clk4，它們的相位依次錯(cuò)開。如

30、圖1-26所示。圖1-26 四相時(shí)鐘波形（2）串并變換結(jié)果。將輸入的串行信號(hào)變成并行iq兩路。如圖1-27所示。圖1-27 串并變換波形（3）觀察qpsk調(diào)制輸出波形。如圖1-28所示。圖1-28 qpsk調(diào)制結(jié)果波形可以發(fā)現(xiàn)，qpsk調(diào)制結(jié)果是一個(gè)相位隨著輸入信號(hào)變化的時(shí)鐘波形。2模擬乘法器同步檢波amdem1設(shè)計(jì)及仿真2.1 工作原理2.1.1模擬乘法器同步檢波原理 振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為檢波。常用的方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。有載波振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)直接反映了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，可以用二極管包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變

31、化規(guī)律，無(wú)法用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，所以采用同步檢波方法。當(dāng)然，有載波振幅調(diào)制信號(hào)亦可以用同步檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。 （一）抑制載波的雙邊帶的同步檢波原理利用模擬乘法器的相乘原理，實(shí)現(xiàn)同步檢波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一個(gè)輸入端輸入抑制載波的雙邊帶信號(hào)，另一輸入端輸入同步信號(hào)（即載波信號(hào)）,經(jīng)乘法器相乘，可得輸出信號(hào) 式（2-1） 式中，第一項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號(hào)分量；后兩項(xiàng)為高頻分量，可用濾波器濾掉。從而實(shí)現(xiàn)了雙邊帶信號(hào)的解調(diào)。 （二）單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)的同步檢波原理 若輸入信號(hào)為單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)，即,則乘法器的輸出 式（2-2）式中，第一項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號(hào)分量；第二項(xiàng)為高頻

32、分量，也可以被濾波器濾掉。 （三）有載波振幅調(diào)制信號(hào)的同步檢波原理 如果輸入信號(hào)為有載波振幅調(diào)制信號(hào)，同步信號(hào)為載波信號(hào)，利用乘法器的相乘原理，同樣也能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。設(shè),則輸出電壓= 式（2-3）(條件為大信號(hào)) 式中，第一項(xiàng)為直流分量；第二項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號(hào)分量；后面三項(xiàng)為高頻分量，利用隔直電容及濾波器可濾掉直流分量及高頻分量，從而實(shí)現(xiàn)了有載波振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。2.1.2 模擬乘法器 mc1496 模擬乘法器是對(duì)兩個(gè)模擬信號(hào)（電壓或電流）實(shí)現(xiàn)相乘功能的有源非線性器件，主要功能是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)互不相關(guān)信號(hào)的相乘，即輸出信號(hào)與兩輸入信號(hào)相乘積成正比。它有兩個(gè)輸入端口，即x 和y 輸入端口。在高頻電

33、子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過(guò)程。采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越。所以目前在無(wú)級(jí)通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器的常見產(chǎn)品有bg314、f1595、f1596、mc1495、mc1496、lm1595、lm1596等。根據(jù)雙差分對(duì)模擬相乘器基本原理制成的單片集成模擬相乘器mc1496是四象限的乘法器。其內(nèi)部電路如圖2-1所示，其中、和等組成多路電流源電路，、為電流源的基準(zhǔn)電路，、分別供給、管恒值電流，為外接電阻，可用以調(diào)節(jié)的大小。由、兩管的發(fā)射極引出接線

34、端2和3，外接電阻，利用的負(fù)反饋?zhàn)饔?，以擴(kuò)大輸入電壓的動(dòng)態(tài)范圍。為外接負(fù)載電阻。根據(jù)差分電路的基本工作原理，可以得到 式(2-4) 式(2-5) 式(2-6)式中、 、分別是三極管、的集電集電流。為溫度的電壓當(dāng)量，在常溫t=300k時(shí)，。由圖2-1可知，相乘器的輸出差值電流 式(2-7)將(2-4)、(2-5)、(2-6)代入(2-7)，可得 式(2-8)由于、兩管發(fā)射極之間跨接負(fù)反饋電阻，當(dāng)遠(yuǎn)大于、管的發(fā)射結(jié)電阻時(shí) 式(2-9) 式(2-10)可見，輸出電流中包含兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積。mc1496的管腳排列如圖2-2所示，其符號(hào)如圖2-1所示。圖2-1 mc1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2 電路調(diào)試與

35、仿真2.2.1 multisim簡(jiǎn)介圖2-2 打開界面multisim是加拿大圖像交互技術(shù)公司（interactive image technoligics簡(jiǎn)稱iit公司)推出的以windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于初級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。ni multisim軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借ni multisim，可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫(kù)的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)spice模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級(jí)spice分析和虛擬儀器，能在設(shè)計(jì)流程中提

36、早對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與ni labview和signalexpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測(cè)量。multisim10是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，是能夠替代電子實(shí)驗(yàn)室中的多種傳統(tǒng)儀器的虛擬電子實(shí)驗(yàn)室，具有靈活、成本低、高效率等特點(diǎn)。2.2.2 模擬乘法器mc1496的創(chuàng)建啟動(dòng)multisim11程序，ctrl+n新建電路圖文件，按照mc1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，將元器件放到電子工作平臺(tái)的電路窗口上，按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，全部選中。被選擇的電路部分由周圍的方框標(biāo)示，表示完成子電路的選擇。為了能對(duì)子電路進(jìn)行外部連接，需要對(duì)子電

37、路添加輸入/輸出。單擊place / hb/sb connecter 命令或使用ctrl+i 快捷操作，屏幕上出現(xiàn)輸入/輸出符號(hào)，將其與子電路的輸入/輸出信號(hào)端進(jìn)行連接。帶有輸入/輸出符號(hào)的子電路才能與外電路連接。單擊place/replace by subcircuit命令，屏幕上出現(xiàn)subcircuit name對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入mc1496，單擊ok，完成子電路的創(chuàng)建選擇電路復(fù)制到用戶器件庫(kù)，同時(shí)給出子電路圖標(biāo)。雙擊子電路模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊edit subcircuit 命令，屏幕顯示子電路的電路圖，可直接修改該電路圖。圖2-3 mc1496內(nèi)部電路圖和外部封裝2.2.3 仿

38、真電路啟動(dòng)multisim10序，ctrl+n新建電路圖文件，ctrl+b調(diào)用mc1496電路模塊，將元器件放到電子工作平臺(tái)的電路窗口上，搭建同步檢波電路，在元器件欄中單擊要選擇的元器件庫(kù)圖標(biāo)，打開該元器件庫(kù)。在屏幕出現(xiàn)的元器件庫(kù)對(duì)話框中選擇所需的元器件，本實(shí)驗(yàn)常用元器件庫(kù)有2個(gè)：信號(hào)源庫(kù)、基本元件庫(kù)。鼠標(biāo)點(diǎn)擊元器件，可選中該元器件。單擊鼠標(biāo)右鍵，可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，調(diào)整元器件位置，雙擊該元器件，在彈出的元器件特性對(duì)話框中，可以設(shè)置或編輯元器件的各種特性參數(shù)。在界面右側(cè)選擇雙蹤示波器，用鼠標(biāo)連線將所有器件連接，保存，點(diǎn)擊界面上方正中綠色三角按鈕，雙擊示波器可觀察波形。其multisim電路圖如圖2-3

39、所示：圖2-4 仿真總電路圖2.2.4 仿真結(jié)果一）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量電阻r6、r7、r8及r10、r11提供靜態(tài)偏置電壓，保證乘法器內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)，所以阻值的選取應(yīng)滿足(2-1)(2-2)的要求。對(duì)于圖2-3所示電路參數(shù)，靜態(tài)時(shí)（），測(cè)量器件各引腳的電壓如下：表 2-1 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量引腳81014612235714電壓/v5.25.2-0.3-0.310.210.2-0.9-0.9-708（二）有載振幅信號(hào)的解調(diào)在j2處輸入載波信號(hào)，其中=5mhz，vcp-p=100mv。調(diào)節(jié)am模塊輸出為有載波的調(diào)幅波，聯(lián)結(jié)am模塊的j3和amdem1的j1（即輸入調(diào)幅波的，這時(shí)乘法器的

40、輸出經(jīng)低通濾波器后輸出，經(jīng)隔直電容c12后的輸出為，調(diào)節(jié)電位器rw1可使輸出波形的幅度增大，波形失真減小，其波形如圖3-2（a）所示。三）抑制載波振幅信號(hào)的解調(diào) 經(jīng)為抑制載波的調(diào)幅信號(hào)，經(jīng)mc1496同步檢波后的輸出波形如圖3-2（b）所示。若的幅度較小，可以增加一級(jí)運(yùn)算放大器電路放大信號(hào)。圖2-5 普通調(diào)幅圖2-6 調(diào)制信號(hào)圖2-8 抑制載波調(diào)幅3 pcm電路的pcb制作3.1制作軟件的簡(jiǎn)介altium designer winter 09 提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。altium designer winter 09 在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成

41、板級(jí)和fpga系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于fpga和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及pcb版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功 能,使得altium designer winter 09成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案?jìng)€(gè)既滿足當(dāng)前，也滿足未來(lái)開發(fā)需求的充滿信心地部署altium designer winter 09 三維pcb可視引擎性能大提升增強(qiáng)pcb建模功能面處理和其他可視化功能增強(qiáng) altium在最新的版本里擴(kuò)充了其實(shí)時(shí)三維pcb設(shè)計(jì)功能。圖3-1 altium designer 啟動(dòng)最新的版本支持三維建模的紋理映射，使設(shè)計(jì)師能過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)板和元件進(jìn)行表面處理.altium提供增強(qiáng)的過(guò)孔功能，并允

42、許在不同信號(hào)層上使用不同尺寸的焊盤。過(guò)孔的疊加可以支持更高的跟蹤密度。工程師還可以通過(guò)元件焊盤來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)孔的偏移。 所有上述的增強(qiáng)型功能都提高了pcb設(shè)計(jì)的精確性，并為設(shè)計(jì)板布線和可視化提供了新的設(shè)計(jì)思路。 新的交互式布線功能 高速繞過(guò)走線和環(huán)繞功能 設(shè)計(jì)新概念 設(shè)計(jì)管理延伸到制造管理 altium還新推出一項(xiàng)技術(shù)用于幫助工程師更好的管理從設(shè)計(jì)到制造的流程。 該功能和三維的pcb設(shè)計(jì)環(huán)境相鏈接，工程師可以借此在生成生產(chǎn)文件之前很直觀地檢測(cè)他們的設(shè)計(jì)，避免不必要的錯(cuò)誤。在pcb布線階段，altium designer新版本加入了針對(duì)制造的設(shè)計(jì)規(guī)則以盡量避免在生產(chǎn)階段可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。工程師得以在設(shè)計(jì)階段就可以實(shí)時(shí)進(jìn)行一系列問(wèn)題的檢查，避免了后期不必要的返工，可以更快速的把產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 3.2 pcb電路介紹3.2.1 pcb電路的分類pcb電路有多種，一般分為單層板，雙層板，多層板（四層、八層）每種有不同的要求和特性早期的電路板主要連接較大體積的元器件，由于制造工藝水平不夠高，主要是以單面板為主；集成電路的出現(xiàn)使電路板的布局更加的復(fù)雜，因此出現(xiàn)了雙面板，即：兩面都可以走線的電路板；多層板的特點(diǎn)是除了頂面、底面走線層外，板子中間還有走線層。3.2.1 pcb電路設(shè)計(jì)流程建立pcb設(shè)