频分两路复用系统设计
光通信系统中多通道波分复用网络设计与优化
光通信系统中多通道波分复用网络设计与优化随着信息时代的到来，对于数据传输速率的需求越来越高，光通信系统作为一种高速、大容量的传输方式，逐渐成为了主流。
在光通信系统中，多通道波分复用（WDM）技术被广泛应用于提高传输带宽和网络容量。
本文将重点探讨多通道WDM网络的设计与优化，以满足光通信系统的需求。
首先，多通道波分复用网络的设计是基于波长分割多路复用的原理，即将不同波长的光信号通过光纤传输，将它们分离出来，以增加数据传输的能力。
设计一个高效的多通道WDM网络需要考虑多个因素。
首先是网络拓扑的设计，包括网络中的节点和链路的选择。
节点的分布应该尽可能均匀，并且链路的长度应该尽量短，以降低传输延迟和损耗。
其次是波导的选择，优选具有低损耗和低色散特性的波导材料，以保证信号传输的稳定性和准确性。
此外，对于WDM网络的设计来说，还需要考虑到纠错编码和先进的调制技术，以提高传输的可靠性和数据的正确性。
在多通道波分复用网络的优化中，有几个关键的方面需要考虑。
首先是信号的调制与解调技术。
在信号调制方面，采用高速调制技术，如QPSK（四相移键控）或16QAM（16进制振幅调制）等可以提高数据传输速率。
而在信号解调方面，采用先进的光解调技术和数字信号处理算法可以降低误码率和提高信号的质量。
其次是信号的编码与解码技术。
采用纠错编码技术可以有效提高信号的可靠性，降低误码率。
再者，网络的路由与波长分配算法的设计也至关重要。
通过合理的路由与波长分配，可以避免信号的冲突和重叠，提高网络的带宽利用率。
最后，网络拓扑的优化也是一个重要的方面。
通过对网络拓扑的优化设计，可以减少网络中节点和链路的数量，提高网络的性能和效率。
在实际应用中，多通道波分复用网络的设计与优化需要根据具体的应用场景和需求来进行。
例如，在数据中心网络中，由于数据中心的规模较大，对传输带宽和网络容量的要求较高，需要设计一个高容量、高可靠性的多通道WDM网络。
而在城域网或广域网中，多通道WDM网络可以通过节点的分布和链路的选择来满足不同区域之间的通信需求，并提供高速、低延迟的数据传输。
频分复用原理及其应用研究
2015届学士学位论文频分复用原理及其应用研究频分复用原理及其应用研究摘要频分复用(FDM)是通信系统中信号多路复用方式中的一种，本质上是依据频率来分隔信道的。
频分复用技术在当今通信领域有着很重要的地位。
根据性质和特点的不同频分复用还可以被细分为传统的频分复用(FDM)和正交频分复用(OFDM)。
本论文主要由以下几个部分组成。
第一部分介绍频分复用基本原理，系统实现以及其应用特点；第二部分介绍正交频分复用的基本原理及DFT的实现；第三部分主要介绍在实际应用中当载波频率接近时，频谱会发生重叠，传统的频分复用解调效果容易出现失真，正交频分复用由于其载波的正交性特点,在频谱发生重叠时可以保证解调效果；最后通过MATLAB程序中的SIMULINK仿真图来表现正交频分复用的优越之处。
关键词频分复用；正交频分复用；MA TLAB仿真Frequency division multiplexing principle and its applicationresearchAbstract Frequency division multiplexing (FDM) is a kind of signal multiplexing mode in communication system, which is divided by frequency channel essentially. Frequency division multiplexing technology is very widely used in today's communication. Frequency division multiplexing can also be divided into the traditional frequency division multiple(FDM) and orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) depending on the nature and characteristics.This paper consists of the following parts. The basic principle of frequency division multiplexing, system implementation and its application characteristics are introduced in the first part . The basic principle of orthogonal frequency division multiplexing and its realization of DFT are introduced in the second part .Due to its characteristics ,orthogonal frequency division multiplexing can guarantee the demodulation compare with the traditional frequency division multiplexing when the carrier frequency is close to in the practical application, spectrum overlap happens ,which is introduced in the third part .Finally by SIMULINK of MA TLAB simulation diagram to show the superiority of the orthogonal frequency division multiplexing.Keywords Frequency division multiplexing; Orthogonal frequency division Multiplexing ;MA TLAB simulation淮北师范大学2015届学士毕业论文频分复用原理及其应用目录1.引言 (1)2频分复用基本原理及实现 (2)2.1频分复用的基本原理 (2)2.2 频分复用系统应用及其特点 (2)3正交频分复用基本原理及实现 (4)3.1正交频分复用原理 (4)3.2 DFT的实现 (6)3.3 正交频分复用的优缺点 (8)4频分复用原理的应用 (9)4.1系统仿真主要模块的介绍 (9)4.2频分复用系统仿真的实际应用分析 (9)4.3 仿真结果分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)淮北师范大学2015届学士毕业论文频分复用原理及其应用1.引言在通信系统中，一般情况下用来传输信号的物理信道的传输能力是比一路传输信号的需求要大的很多，这时候就可以让多路信号共同来利用该物理信道。
武汉理工大学通信原理课程设计2ASK频分复用systemview仿真结果
3.2ASK信号产生电路设计图3.1：2ASK信号的产生电路这里，基带信号频率为800hz，载波为5000hz，带通滤波器范围是4200~5800hz。
图3.2：基带信号图3.3：载波信号用乘法器将载波和基带信号相乘即可得调制过的2ASK信号图3.4：2ASK信号波形5.2ASK非相干解调电路的设计在原理处已经说明用非相干解调电路，其仿真电路图如下图5.1所示图5.1：2ASK非相干解调电路这里选取的带通滤波器与相应的调制电路的范围相同。
低通滤波器是800hz，与基带信号频率相同，两个滤波器参数相同，是为了滤得更彻底。
图5.2：有噪声全波整流后波形图5.3：有噪声位同步及采样保持后波形图5.4：有噪声判决后波形图5.5：无噪声全波整流后波形图5.6：无噪声位同步及采样保持后波形图5.7：无噪声判决后波形上述六图分别是是在有噪声和无噪声的情况下选择的fc=1000hz的一路信号的波形。
比较两次传输（有无噪声）得，有噪声时，基带信号为‘0’时，整形信号仍有微小波动，有可能影响到信号的传输和解调，无噪声时，微小波动几乎没有，几乎不会影响信号的传输，符合理论解释。
7.频分复用电路的设计图7.1频分复用电路这里共有六路信号，载波频率fc分别为1000hz，3000hz，5000hz，7000hz，9000hz，11000hz，相邻两个相差为2000hz，基带信号频率为800hz，相当于有一个（2000-800*2=400hz）宽的隔离带，可以满足信号之间不交叉重叠。
每一路信号相对的带通滤波器的范围是fc-800hz~fc+800hz，前后两个带通滤波器的范围相同。
波形见图7.2（有噪声）和图7.3（无噪声）A：复用前波形B：复用后波形C：六路信号复用总波形图7.2：有噪声频分复用前后波形变化上述三图是有噪声情况下频分复用前后的波形。
复用前后波形取自fc=1000hz的一路。
通过波形比较可以看出，复用后波形有轻微失真，大部分仍保持原本的趋势。
简易两路时分复用课设要点
目录摘要 (2)1Multisim介绍 (4)2时分复用原理 (5)2.1 TDM方式 (7)2.2基本特点 (7)3总体设计思路 (8)3.1PAM编码原理 (8)3.2PAM信号解调 (11)3.3复接分接 (13)3.4位同步原理 (13)3.5帧同步原理 (14)4电路仿真 (15)5实物制作和测试结 (20)6实验结果分析 (22)7心得体会 (23)8参考文献 (24)摘要为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。
目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。
频分多路复用用于模拟通信，例如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如PCM，PAM等通信。
时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。
抽样的一个重要作用，是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。
具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。
发端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。
合路后的抽样信号送到 PAM编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。
关键词：信道利用率 PAM编码时分复用ABSTRACTIn order to improve the channel utilization, enables multiple signal transmission and not interfere with each other, along the same channel multiplexing. Is currently used more frequency division multiplexing and time division multiplexing. Frequency division multiplexing is used for simulating the communication, such as carrier communication, time division multiplex used in digital communication, such as PCM, PAM communication, etc. Time division multiplex communication, it is multiple signals on the same channel has different time slot to communicate. Sampling of an important role, is a continuous time signal into a discrete time signal, its limitations on the channel holding time, provides conditions for multipath signal along the same transmission channel. Specifically, is to put some time into uniform time interval, the multiple signals transmission time distribution in different time interval, separated from each other, in order to achieve the purpose of mutual interference. Start distributor not only have the effect of sampling, at the same time also play the role of reuse and road. Road PAM sampling signal of the encoder on quantization and coding, then digital code letter sent to the channel.Keywords: PAM coding time-division multiplexing channel utilization1Multisim介绍Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
(完整word版)基于MATLAB的N路信号频分复用系统的设计
通信系统课程设计报告基于MATLAB的N路信号频分复用系统的设计[摘要］【目的】在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个重点.尤其是通信技术在生活中的应用，更是必不可少的，因而研究和改善通信工程的应用是十分必要的。
【方法】本次课程设计主要运用MATLAB集成环境下的M文件编程仿真平台进行N路信号占用频分复用系统的设计与建模。
主要是对多路信号进行SSB及FM调制，叠加，然后再进行解调，恢复出基带信号。
【结果】程序运行的结果展现了产生的信号，以及后续信号的调制、加高斯白噪声、叠加、解调及滤波等，在误差允许的范围为内，结果是正确的.【结论】所设计的频分复用系统,可靠性好,稳定性高，抗噪声强,以后具有良好的应用前景。
[关键词］频分复用;调制及解调；滤波[abstract]【objective 】in the development of communication technology，the communication system simulation technology is a key。
Communication technology in the application of life, in particular, is more essential，thus research and application is very necessary to improve communication engineering。
【method 】the course design of the main use of MATLAB M file programming simulation platform of integrated environment is N signal takes the design and modeling of frequency division multiplexing system。
传输专题设计(频分复用)
电子科技大学通信学院97《综合课程设计实验报告》传输专题设计（频分复用）一、设计名称传输专题设计（频分复用）二、设计目的通过本次课程设计，掌握频分复用的原理，学习简单复用系统的设计方法，并学习对通信系统中的典型部件电路进行方案设计、分析制作与调试。
三、设计原理数据通信系统或计算机网络系统中,传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求,为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是多路复用技术。
采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输,在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Di-vision Multiplexing)是两种最常用的多路复用技术。
在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。
如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。
在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。
按频率分割信号的方法叫频分复用，按时间分割信号的方法叫时分复用。
在频分复用中，信道的可用频带被分割成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，因而可以用适当的滤波器把它们分割开来，分别解调接收。
多路复用原理框图如图一：图一：多路复用原理框图四、设计指标设计一个频分复用调制系统，将12路语音信号调制到电缆上进行传输，其传输技术指标如下：(一)语音信号频带：300Hz～3400Hz。
(二)电缆传输频带：60KHz～156KHz。
(三)传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。
(四)电缆传输端阻抗600Ω，电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于1mW。
(五)语音通信接口采用4线制全双工。
频分复用系统设计说明书
电子科技大学通信学院《综合课程设计报告》传输专题设计（频分复用）【设计名称】传输专题设计（频分复用）【设计原理】若干路信息在同一信道中传输称为多路复用。
由于在一个信道传输多路信号而互不干扰，因此可提高信道的利用率。
按复用方式的不同可分为：频分复用(FDM)和时分复用(TDM)两类。
频分复用是按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中的一个频段。
在接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。
时分复用是按时间分割多路信号的方法，即将信道的可用时间分成若干顺序排列的时隙，每路信号占据其中一个时隙。
在接收端用时序电路将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。
频分复用原理框图如图1所示。
图中给从的是一个12路调制、解调系统框图。
图1 频分复用原理框图【设计指标】设计一个频分复用调制系统，将12路语音信号调制到电缆上进行传输，其传输技术指标如下：1. 语音信号频带：300Hz～3400Hz。
2. 电缆传输频带：60KHz～156KHz。
3．传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。
4．电缆传输端阻抗600Ω，电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于1mW。
5．语音通信接口采用4线制全双工。
6．音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW 。
7．滤波器指标：规一化过渡带1％，特征阻抗600Ω，通带衰耗1dB ，阻带衰耗40dB （功率衰耗），截止频率（设计者定）。
8．系统电源：直流24V 单电源。
【系统总体设计】 以下为设计思想的构图系统的简略介绍及如何达到各项指标：（1）该系统为全双工，所以96KHz 的带宽要容纳24路信号，为充分利用频带，每路话音信号取4KHz 作为标准频带。
（2）因归一化过渡带的指标为1%，使用一级调制无法满足，所以采用两级调制，每3路组成一个前群，共四个前群，每组的3路信号分别用12KHz,16KHz,20KHz 的载频进行调制,取上边带；四个前群分别用84KHz,96KHz,108KHz,120KHz 载频进行二次调制,取下边带。
频分多路复用系统设计说明
*****************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年春季学期信号处理课程设计题目：频分多路复用系统的设计专业班级：通信工程姓名：学号：指导教师：成绩：摘要频分复用是一种用频率来划分信道的复用方式。
在FDM中，信道的带宽被划分成很多个互不重叠的频率段（子通道），每路信号占据其中一个字信道，并且各路之间必须留有未被占用的频段（防护频带）进行隔离，以防止信号重叠。
在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出来所需要的信号。
本次以“频分多路复用系统的防真设计”为题目的《信号处理》课程设计，在MATLAB 仿真环境为基础，利用STMULINK仿真工具，根据频分复用的原理，仿真频分多路复用系统。
并设计必要的带通滤波器。
低通滤波器，从复用信号中恢复所采集的语音信号。
最后通过系统的仿真波形图对系统进行分析。
通过本次《信号处理》课程设计，再次熟悉了频分复用的相关理论知识，对如何通过SIMULINK仿真工具进行系统仿真也有了更清晰的认识和掌握。
关键词：频分复用；FFT；Matlab；频谱分析前言 (1)一、概述 (2)二、基本原理 (2)3.1 语音信号采样 (6)3.2 语音信号的调制 (7)3.3滤波器的设计 (8)3.4 信道噪声 (10)四、仿真及实验分析 (11)4.1 设计流程图 (11)4.2 语音信号的时域和频域仿真 (12)4.2.1 信号的时域仿真 (12)4.2.2信号频域仿真 (13)4.3 复用信号的频谱仿真 (13)4.4传输信号的仿真 (14)4.5 解调信号的频谱仿真 (15)4.6恢复信号的时域与频域仿真 (16)五、总结 (17)致谢 (17)参考文献 (19)附录 (20)依据频分复用的复用原理运用MATLAB仿真软件采集4路语音信号通过合适的高频载波调制，然后设计必要的带通滤波器和低通滤波器把得到的复用信号恢复成所采样的语音信号。
频分复用及应用实例
频分复用及应用实例
频分复用
频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）。
频分复用及应用实例
一、频分复用
概念：多路复用是将若干路彼此无关的消息信号合并在一起，在一个信道中进行传输。
课程设计 频分多路复用系统设计
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期信号处理课程设计题目：频分多路系统的设计专业班级：12级通信工程姓名：学号：指导教师：成绩：摘要频分多路复用，是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。
FDM常用于模拟传输的宽带网络中。
在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。
如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。
在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。
本设计是用FFT实现对三个同频带信号的频分复用，就是通过Matlab语言来实现的。
本设计报告分析了数字信号处理课程设计的过程。
用Matlab进行数字信号处理课程设计的思路，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容。
关键词：滤波器设计；频分复用；频谱分析目录前言 (1)一、设计任务及要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)二、设计作用及其目的 (3)三、设计过程及原理 (4)3.1 频分复用通信系统模型建立 (4)3.2 语音信号采样 (6)3.3 语音信号的调制 (8)3.4 系统的滤波器设计 (9)3.5 信道噪声 (10)四、MATLAB仿真 (11)4.1 语音信号的时域和频域仿真 (11)4.2 复用信号的频谱仿真 (12)4.3传输信号的仿真 (13)4.5解调信号的频谱仿真 (14)4.6恢复信号的时域与频域仿真 (15)五、心得体会 (18)六、附录 (19)七、参考文献 (25)前言当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享。
复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。
两路语音PCM时分复用系统的设计
摘要数字通信系统是采用数字信号来传递信息的通信系统，数字通信过程中主要涉及信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调等技术问题。
而脉冲编码调制就是一种常用的信源编码方法，将模拟信号抽样、量化，直到转换成为二进制符号的基本过程。
为了扩大通信系统链路的容量，在一条链路上传输多路独立的信号，为此引入了一种复用技术来实现多路信号共同传输的目的。
而在本系统设计中，所运用的复用技术是时分复用，同时基于现场可编程门阵列器件作为主控芯片，在Quartus II软件中使用硬件描述语言Verilog HDL编写PCM编译码和时分复用模块的程序，再对其进行波形仿真以验证程序的正确性，从而设计出语音信号的PCM编码与译码、时分复用的过程。
本设计中，将两路语音信号通过外围硬件电路模块送至FPGA中进行PCM编码、译码处理，最后通过后级外围电路实现语音信号的重现。
关键词：语音脉冲编码调制时分复用FPGADesign of Two-way V oice PCM Systemby Time Division MultiplexingABSTRACT A digital communication system is a communication system that transmit information by using digital signal, and digital communication mainly relates to the source coding and decoding, channel coding and decoding, digital modulation and demodulation technology. Pulse code modulation is a common source coding, and it is that the analog signal sampling ,quantization ,until the transformation become the basic process of binary symbols. In order to expand the capacity of communication link system ,a transmission of multiple independent signal on a link, therefore introduction of a division multiplexing technology to achieve the purpose of multiplexing.In this system design, we use a time division multiplexing technology, and based on the Field Programmable Gate Array, using Verilog HDL hardware description language to write PCM encoding and decoding and time division multiplexing module in Quartus II, then Waveform simulation to verify the correctness of the program, thus design a voice signal process of PCM encoding and decoding, time division multiplexing. In this system design, The two-way voice signal through the peripheral hardware circuit module is sent to the FPGA for PCM encoding and decoding, finally to achieve reproducible speech signal through the peripheral circuit. Key Words：V oice Pulse code modulation Time division multiplexing FPGA目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 目录1 引言 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 QuartusⅡ软件 (2)1.3 FPGA的介绍 (3)1.4 本文内容简介 (4)1.5 实施过程简介 (4)1.6 设计结果简介 (4)2 基本原理介绍 (5)2.1 模拟信号的数字化 (5)2.1.1 采样定理 (5)2.1.2 量化原理 (5)2.1.3 A律13折线 (5)2.2 脉冲编码调制 (7)2.3 时分复用技术 (9)2.4 PCM一次群帧结构 (10)3 系统设计介绍 (11)3.1 总体框图 (11)3.2 外围硬件电路的介绍 (12)3.2.1 拾音电路 (12)3.2.2 仪用放大器 (12)3.2.3 带通滤波器 (13)3.2.4 抬升电路 (13)3.2.5 A/D转换电路 (14)3.2.6 D/A转换电路 (14)3.2.7 功率放大器 (15)3.3 基于FPGA的模块设计 (16)3.3.1 系统时钟的设计 (16)3.3.2 前端模块设计 (16)3.3.3 后级模块设计 (18)3.3.4 同步时钟的提取 (20)3.3.5 整体FPGA系统原理框图 (20)4 设计的结果 (21)致谢 (22)参考文献 (22)附录 (23)1 系统实物图 (23)2 FPGA中主要模块程序 (24)1 引言1.1 选题背景与意义在当今信息化极其高度的社会，信息和通信已经与现代社会的发展密不可分。
频分复用两路通信电路的设计
1 软件基础1.1Multisim软件简介Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
凭借Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。
借助专业的高级SPICE 分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。
与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
随着计算机技术飞速发展，电路设计可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成。
计算机仿真在教学中的应用，代替了大包大揽的试验电路，大大减轻验证阶段的工作量；其强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性，为电子专业教学创设了良好的平台，并能保存仿真中产生的各种数据，为整机检测提供参考数据，还可保存大量的单元电路、元器件的模型参数。
采用仿真软件能满足整个设计及验证过程的自动化。
Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。
作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。
它的主要优势为：（1）通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路（2）通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为（3）借助高级电路分析, 理解基本设计特征（4）通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试（5）通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间1.2 Multisim的特点(1)直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。
(2)丰富的元器件库Multisim大大扩充了EWB的元器件库，包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。
频分复用的设计步骤
摘要数字信号处理是一门理论和技术发展十分迅速、广泛应用于众多领域的前沿交叉性学科，它的理论性和实践性都很强。
频分复用就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
我们在生活中接触到得大部分都是模拟信号，而计算机只能对数字信号进行处理。
我们可以通过FFT变换，通过对模拟信号采样，使其变成数字信号，本设计就是通过FFT来实现的。
本实验利用Matlab设计一种结构化，模块化，图形化的仿真软件，为频分复用技术的研究提供平台。
Matlab语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，Matlab功能强大、简单易学、编程效率高。
它的工具箱里有很多函数可以方便的对信号进行分析与处理。
本设计是用FFT实现对三个同频带信号的频分复用，就是通过Matlab语言来实现的。
本设计报告分析了数字信号处理课程设计的过程。
用Matlab进行数字信号处理课程设计的思路，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容一、课程设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。
学会应用MATLAB对实际问题进行仿真。
二、设计要求1课程设计的内容选择五个不同频段的信号对其进行频谱分析，根据信号的频谱特征设计五个不同的数字滤波器，将五路信号合成一路信号，分析合成信号的时域和频域特点，然后将合成信号分别通过设计好的五个数字滤波器，分离出原来的五路信号，分析得到的五路信号的时域波形和频谱，与原始信号进行比较，说明频分复用的特点。
频分复用课程设计汇编
课程设计任务书学生姓名：胡光专业班级：电信1004指导教师：苏扬工作单位：信息工程学院题目：频分复用两路通信电路的设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成一个频分复用两路通信电路的设计，实现两路不同信号的频分传输功能。
2、在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
3、选用相应调制解调方式与同步方式，进行滤波器的设计。
4、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计说明书。
时间安排：二十二周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 课程设计及仿真软件简介 (1)1.1 两路信号频分复用概述 (1)1.2 仿真软件Multisim简介 (3)2 频分复用原理 (4)3 仿真电路设计及波形 (6)3.1 两路信号频分复用总电路图 (6)3.2 加法器和乘法器电路 (7)3.3 带通滤波器电路 (8)3.4 二阶低通滤波器电路 (9)4 仿真结果与分析 (10)4.1 软件仿真 (10)4.2 仿真结果分析.................................. 错误!未定义书签。
5 心得体会 (11)参考文献 (12)1 绪论1.1 两路信号频分复用的概述“复用”是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。
例如，在电话系统中，传输的语音信号的频率一般在300～3400Hz内。
为了是若干个这样的信号能在同一信道上传输，可以使它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起不至于相互影响，并能在接受端彼此分离开来。
常见的信道复用采用按频率区分和按时间区分信号。
频分复用（FDM）是按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中的一个频段。
简易两路时分复用电路设计
1时分复用的基本原理时分多路复用建立在抽样定理基础上，因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲，这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号。
与频分复用相对应，频分复用时占有不同频带的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路频带间要有防护频带；时分复用则是占有不同时隙的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路时隙间要有防护时隙。
本课设以PAM 信号为例说明时分复用的实现，同样，对于其他的脉冲及脉冲数字调制方式也是可以时分复用的。
1.1 时分复用的实现时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为“同步时分复用”。
我们以图1.1来说明N 路信号实现PAM 时分复用。
图(a)时分复用系统示意图，发送端低通滤波器(LPF)的作用是保证调制信号()t m A 0+的频带是带限的，最高角频率为m w ,加到m(t)上的直流电压0A 的作用是使抽样出来的脉冲具有单极性。
各路信号加到发送转换开关的相应位置上，转换开关每隔s T 秒顺序地接通各路信号一次，亦即对N 路信号顺序的分别抽样一次。
单极性的PAM 信号，合成多路PAM 信号是N 路抽样信号的总和，如图(d)所示。
在一个抽样周期s T 内，由各路信号的一个抽样值所组成的一组脉冲叫做一帧，对于每一路信号，一帧所占的时间称为一个路时隙，用1T 表示。
为了防止邻路抽样脉冲相互重叠或连在一起，要求在相邻脉冲间由一定的防护时隙g τ，所以每路占有时间为N TT s g 1=+=ττ或者说，对于、每一路抽样脉冲的宽度τ应满足g s N T ττ-≤(a)图1.1 时分复用系统示意图及其波形N路PAM信号顺序送入信道传输，在接收端有一个与发送端转换开关在时间上严格同步的的接收转换开关，它顺序地将各路抽样信号区分开并送到相应的低通滤波器，恢复出各路调制信号。
A有线频分复用系统
A题有线调频复用系统
一、任务
设计并制作一个有线调频复用系统，参考框图如下。
1、发送端参考框图：
2、接收端参考框图：
二、要求
1．基本要求
（1）设计一个二次变频的调频收发系统,即图中发送端和接收端只做虚线以外的部分,图中虚线部分不做。
（2）调制信号为300Hz--3KHz的音频信号,调频的最大频偏≤75KHz，在接收端解调后出的音频信号失真度≤10%。
（3）载波频率 f1在15MHz以下。
射频输出频率范围在30MHz~40MHz之间，本振频率任选。
（4）在保证音频信号失真度≤10%，发送端输出功率不大于20mW，采用50Ω射频电缆线传输的条件下，通信距离大于10米。
2．发挥部分
（1）设计一个调频复用系统,如以上参考图所示，包括虚线框图部分。
（2）调制信号为300Hz--3KHz的音频信号, 调频的最大频偏≤75KHz，在接收端解调后两路的音频信号失真度≤5%。
（3）载波频率 f1、f2在15MHz以下。
射频输出频率范围在30MHz~40MHz之间，本振频率任选。
（4）发射端用直流稳压电源供电。
接收端用电池供电，电池电压≤6V。
（5）在保证音频信号失真度≤5%，发送端输出功率不大于10mW，采用50Ω射频电缆线传输的条件下，通信距离大于20米。
三、评分意见
说明：留出两路信号调制后的相应测试点即图中A、B。
解调后的C、D点也要留出测试点。
FDMA通信系统的设计
加) 移动通信中频分复用技术的分析和研究频分多路复用系统的信道复用率高，分路方便，因此目前模拟通信中常采用这种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用广泛。
一、原理研究和分析1、频分复用的原理复用是指将若干个彼此独立的信号合并成可在同一信道上传输的复合信号的方法，常见的信号复用采用按频率区分与按时间区分的方式，前者称为频分复用，后者称为时分复用。
通常在通信系统中，信道所提供的带宽往往比传输一路信号所需要的带宽宽得多，这样就可以将信道的带宽分割成不同的频段，每频段传输一路信号，这就是频分复用(frequencydivision multiple access)(FDMA)。
为此，在发送端首先要对各路信号进行调制将其频谱函数搬移到相应的频段内，使之互不重叠。
再送入信道一并传输。
在接收端则采用不同通带的带通滤波器将各路信号分隔，然后再分别解调，恢复各路信号。
调制的方式可以任意选择，但常用的是单边带调制。
因为每一路信号占据的频段小，最节省频带，在同一信道中传送的路数可以增加。
cos(Q/)图1频分复用系统的示意图图1给出了频分复用系统的示意图。
如图所示，其中f1(t),f2(t), …,fn(t)为n路低频信号，通过调制器形成各路处于不同频段上的边带信号。
频分复用的理论基础仍然是调制和解调。
通常为防止邻路信号的相互干扰，相邻两路间还要留有防护频带，因此各路载频之间的间隔应为每路信号的频带与保护频带之和。
以语音信号为例，其频谱一般在0.3~3.4kHz范围内，防护频带标准为900Hz,则每路信号占据频带为 4.3kHz，以此来选择相应的各路载频频率，在接收端则用带通滤波器将各路信号分离再经同步检波即可恢复各路信号，为减少载波频率的类型，有时也用二次调制。
频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDMA外，还有一种是正交频分复用（OFDM。
（1）传统的频分复用传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此，因为对于数字电视信号而言，尽管在每一个频道（8 MHz）以内是时分复用传输的，但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。
频分两路复用系统设计
目录一、设计原理 (2)2.1 频分复用的概述 (2)2.2 频分复用原理 (2)2.3频分复用的的特点与优点： (5)二、设计流程图 (6)三、单元电路设计 (7)1、调制电路 (7)2、解调电路 (7)3、加法器电路 (8)4、滤波电路 (9)5、电源电路 (10)四、System View仿真及仿真原理结果分析 (11)五、总结及实习心得 (15)总原理图 (16)参考文献: (17)一、设计原理2.1 频分复用的概述频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)。
频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。
若相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。
为了防止相邻信号之间产生相互干扰，应合理选择载波频率fc1, fc2, …, fcn，并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔。
若基带信号是模拟信号，则调制方式可以是DSB、 AM、SSB、VSB或FM等，其中SSB方式频带利用率最高。
若基带信号是数字信号，则调制方式可以是ASK、FSK、PSK等各种数字调制。
2.2 频分复用原理在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。
如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。
在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。
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目录一、设计原理 (2)2.1 频分复用的概述 (2)2.2 频分复用原理 (2)2.3频分复用的的特点与优点： (5)二、设计流程图 (6)三、单元电路设计 (7)1、调制电路 (7)2、解调电路 (7)3、加法器电路 (8)4、滤波电路 (9)5、电源电路 (10)四、System View仿真及仿真原理结果分析 (11)五、总结及实习心得 (15)总原理图 (16)参考文献: (17)一、设计原理2.1 频分复用的概述频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)。
频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。
若相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真。
为了防止相邻信号之间产生相互干扰，应合理选择载波频率fc1, fc2, …, fcn，并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔。
若基带信号是模拟信号，则调制方式可以是DSB、 AM、SSB、VSB或FM等，其中SSB方式频带利用率最高。
若基带信号是数字信号，则调制方式可以是ASK、FSK、PSK等各种数字调制。
2.2 频分复用原理在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。
如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。
在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输，因而可以用滤波器将它们分别滤出来，然后分别解调接收。
如图1.2所示。
图1.2频分复用组成框图(1)发送端由于消息信号往往不是严格的限带信号，因而在发送端各路消息首先经过低通滤波，以便限制各路信号的最高频率，为了分析问题的方便，这里我们假设各路的调制信号fm 的频率都相等。
然后对各路信号进行线性调制，各路调制器的载波频率不同。
在选择载频时，应考虑到边带频谱的宽度。
同时，为了防止邻路信号间的相互干扰，还应留有一定的保护频带，即fc(i+1)=fci +(fm+fg) ,i=1,2….n 其中: fc(i+1) 与 fci分别为第i+1 路与 i路的载频频率;fm 每一路调制信号的最高频率,本设计中为3400Hz;fg 邻路间保护带。
（2）接收端在频分复用系统的接收端，首先用带通滤波器(BPF)来区分各路信号的频谱,然后,通过各自的相干解调器解调,再经低通滤波后输出,便可恢复各路的调制信号。
分别对发送端和接收端进行原理分析：1、发送端由于消息信号往往不是严格的限带信号，因而在发送端各路消息首先经过低通滤波，以便限制各路信号的最高角频率，为了分析问题的方便，这里我们假设各路的都相等。
然后对各路信号进行线性调制，各路调制器的载波频率不同。
在选择载频时，应考虑到边带频谱的宽度。
同时，为了防止邻路信号间的相互干扰，还应留有一定的保护频带，即其中:与分别为第路与路的载频的频率;每一路的最高频率;邻路间保护频带。
邻路间的保护频带越大，则在邻路信号干扰指标相同的情况下，对带通滤波器的技术指标的要求就可以放宽一些。
但这时占用的总的频带就要加宽，这对提高信道复用率不利。
因此，实际中，通常提高带通滤波器的技术指标，尽量减小邻路间的保护频带。
各路已调信号相加送入信道之前，为了避免它们的频谱重叠，还要经过带通滤波器。
在信道中传送的路信号的总的频带宽度最小应等于2、接收端在频分复用系统的接收端，首先用带通滤波器将各种信号分别提取，然后解调，再经低通滤波后输出。
2.3频分复用的的特点与优点：（1）优点信道复用率高，分路方便，因此，频分多路复用是目前模拟通信中常采用的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。
（2）主要问题频分多路复用中的主要问题是各路信号之间的相互干扰，即串扰。
引起串扰的主要原因是滤波器特性不够理想和信道中的非线性特性造成的已调信号频谱的展宽。
调制非线性所造成的串扰可以部分地由发送带通滤波器消除，但信道传输中非线性所造成的串扰则无法消除。
因而在频分多路复用系统中对系统线性的要求很高。
合理选择载波频率，并在各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔，也是减小串扰的有效措施。
二、设计流程图根据设计要求，两路调制信号频率为300—3400HZ，分别用196KHZ、384KHZ的载波进行调制，为此，调制信号较少，不必用群结构的多重调制，系统框图如2.1所示：图如2.1 频分复用总设计框图预滤波器为了限制已调信号带宽，300~3400HZ的语音学信号，预滤波器设为4KHZ的低通滤波器，第一路双边带调制信号为192KHZ，通过带通滤波器去上边带，一路调制频率为192.3~196KHZ,同理第二路调制信号频率为384.3~387KHZ,两路调制信号通过一个多路加法器，在一条信道上传输。
在接收端，首先通过频带分别为192.3~196KHZ、384.3~387KHZ的带通滤波器过滤出两路调制信号，对第一路调制信号乘以载波，192KHZ，还原出第一路信号，对第二路信号乘以载波信号384KHZ，还原第二路信号。
从而实现频分复用。
三、单元电路设计1、调制电路调制电路采用MC1596G进行调制，接线图3.1图3.1 调制电路其中signal为调制信号输入，carry为载波信号输入，芯片MC1596G相当于一个模拟乘法器，信号输入输出均为共地段，所有信号都在0电平上下浮动，在外来信号接入时，信号地端要跟模块的地相连。
2、解调电路解调电路跟调制一样，就是与一个跟调制信号同频同相的载波相乘，因此同样可以使用MC196G芯片解调，这种解调方式称为相干解调，解调电路如图3.2所示：图3.2 频分复用解调电路3、加法器电路加法器电路如图3.3所示：图3.3 频分复用多路加法器加法器是指输出信号强度是几路输入信号强度之和的运算放大器，信号强度体现在时域幅值上，在频域上并没有影响，因此经过加法器的几路信号仍然可以通过滤波器分离出来。
加法器分为倒相加法器和同相加法器。
图 3.4这种接法采用同相加法器构成。
已调信号通过加法器电路以后，信号强度在时遇上相加，只要信号频域上没有重叠，各路信号可以通过滤波器分离出每路信号。
其中Rf= R1=R2=R3=R4，R1、R2、R3、R4输入电流分别为I1、I2、I2、I4，则输出电流I= I1+I2+I2+I4。
4、滤波电路图3.4 滤波电路5、电源电路系统中提供了电源接口，这是因为试验箱中有很多电源可供选择。
系统中，信号在0上下摆动，因此电源需采用双电源供电，这里提供一个电源接口，双电源需3条导线连接，电路如图 3.5所示：图3.5频分复用电源接口双电源电路在生活中，比如两节电池串联，中间是地端，那地另一端是正极为+1.5V，地另一端为负极即为-1.5V。
四、System View仿真及仿真原理结果分析通过对System View软件的学习和理解，借助其软件的仿真平台，根据其设计原理对所设计的频分复用系统进行的仿真模拟，过对仿真的结果对所设计的系统认真分析，找出系统设计的不足之处，加以矫正和修改，完成系统的仿真模拟，把误差降低到接受范围内。
其仿真原理图如下：图4.1 仿真原理图1、对上图仿真原理的解释说明：在发送端采取两种不同频率的信号源，在信道中传输，以此来说明频率多路复用问题，第一路信号为1000HZ正弦波信号，第二路为2000HZ正弦波,分别通过调制器对其调制，把基带信号与不同的载波进行调制。
对频率搬移到在信道传输中适宜的频率段内。
通过带通滤波器滤除调制时产生的噪声。
然后两路信号进入信道中进行传输，通过带通滤波器对其两路信号进行分离，通过相干解调的方式把基带信号解调出来，经过低通滤波器滤除信道传输总的噪声，减小相邻频段的干扰，解调出基带信号。
图0信号产生1000HZ正弦波图4，31低通滤波器通带1000HZ图2调制载波产生器载波信号192KHZ图6，21模拟乘法器图8，19带通滤波器Low fc=192e+3HZ ,Hi Fc=196e+3HZ 图18加法器图10，14，11，15，27，33为示波器图1信号产生2000HZ正弦波图5，32低通滤波器2000HZ图7调制载波产生器载波信号384HZ图7，22模拟乘法器图9，20带通滤波器Low fc=384e+3HZ ,Hi Fc=387e+3H 运行后结果如下图图4.2仿真图图0信号产生1000HZ正弦波图4.3输入信号1经过相干解调后1000HZ信号图4.4 信号1相干解调后的波形图1信号产生2000HZ正弦波图4.5 输入信号2相干解调后2000HZ信号图4.5信号2相干解调后的波形经过仿真结果的比对，发现基本上实现了频分多路复用，与原基带信号源的波形图类似，但是同时也发现存在失真，这是实验中遇到的问题所在——误差和噪声。
及相邻边带的相互影响这都在应许误差范围内。
同时噪声在信道中传输也是不可避免所产生的。
故基本上实现了频分多路复用的系统仿真设计。
五、总结及实习心得在得知自己的专业设计课题是通信原理方面的内容后，心里有点忐忑，因为通信原理在大多数同学看来是有点难度的。
刚开始拿到课题后，我就没有一点头绪，完全不知道如何下手。
而且，我对于频分复用这个知识点也掌握的不怎么牢固，所以，我开始查看以前的通信原理教材，看完后稍微有点头绪了。
可是对于接下来的事情还是没有头绪。
不过，第二天在老师的一番指点后，终于对这次课程设计有了点信心。
老师在讲关于这次专业设计的同时，也讲了关于下学期毕业设计的一些事情。
让我收获颇的是，老师跟我们讲了专业设计和毕业设计的一般方法。
都是需要按照一定的步骤和方法执行。
接下来，我开始按照老师的要求执行这次专业设计的安排。
我以为这次应该会很顺利。
可是没有想到，在做到系统仿真的时候，我发现Systemiew这个软件我根本不怎么熟悉。
而且，这是个比较小众的软件，网络上关于这方面的教程很少。
所以在万般无奈之下开始看这个软件的帮助系统，毕竟帮助系统里的内容都是英文。
刚开始有点吃力，可是，慢慢的我发现这里面的内容的确非常详细。
同时，我也对这个软件开始有些熟悉了。
在这次专业设计中，我觉的自己还是有所提高的。
学会了专业设计和写报告的一般方法，学会了如何在较短的时间内掌握一个软件的使用。