4.4 调制解调电路设计实例
AM调制与解调电路设计
AM 调制与解调电路设计一．设计要求：设计AM 调制和解调电路调制信号为：()1S 3cos 272103cos164t V tV ππ=⨯+=⎡⎤⎣⎦ 载波信号：()2S 6 cos 2107210 6 cos1640t V tV ππ=⨯⨯+=⎡⎤⎣⎦二．设计内容：本题采用普通调幅方式，解调电路采用包络检波方法；调幅电路采用丙类功放电路，集电极调制；检波电路采用改进后的二极管峰值包络检波器。
1．AM 调幅电路设计： (1).参数计算：()6cos1640c u t tVπ=载波为，()3cos164t tVπΩ=调制信号为u则普通调幅信号为am cm U U [1cos164]cos1640a M t t ππ=+其中调幅指数0.5a M =最终调幅信号为am U 6[10.5cos164]cos1640t tππ=+为了让三极管处在过压状态cc U 的取值不能过大，本题设为6v 其中选频网络参数为21LC c ω=c 1640ωπ= L 200H,C 188F 1BB Vμμ===另U(2).调幅电路如下图所示：调幅波形如下：可知调幅信号与包络线基本匹配2.检波电路设计：参数计算：取10L R k =Ω 1.电容C对载频信号近似短路，故应有1cRCω,取()510/10/0.00194c c RCωω==2．为避免惰性失真，有max 10.00336a a RCM M -Ω=,取0.0022,1RC R k C F μ==Ω=，则3．设11212250.2,,330, 1.6566R R R R R R R k R ====Ω=Ω则。
因此， 4．c C 的取值应使低频调制信号能有效地耦合到L R 上，即满足min1cL C R Ω，取4.7c C F μ=3.调制解调电路如下图所示：o am U U 与波形为：o L U U 与解调信号的波形为：下面的波形为解调信号波形，基本正确，没有出现惰性失真和底部切割失真。
调制解调原理及应用实例 PPT
t
1 2
[F
(
)
F
(
)]
故系统的响应为
1
Sa(t)
G2
(
)
y(t) 1 Sa(t)cos1000t
2
求 f (t) 1 Sa(t) cos1000t 的信号通过图(a)的系统
后的输出。系统中的理想带通滤波器的传输特性如
图(b)所示，其相位特性 () 0 。
H ( j)
f (t)
理想低通
y(t)
调制信号的 频谱
A
s (t) cos0t
S( j)
0
0
0
0
0
0
已调信号的频 谱
载波信号的频谱
cos 0 t
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
G( j)
G(
j)
1 2
F
(
j)
1 4
{F[
j(
20
)]
F[
j(
20
)]}
20
0
20
g(t) f (t) cos2 0t
解调后信号的频谱
信号1 信号2
t 图4-35 时分复用示意图
SSB AM信号的产生
F( j)
f (t)
0
y1 (t )
B 0B
cos 0t
j sgn()
Hilbert变换器
y2 (t)
sin0t
0
Y1( j)
0
0
Y ( j)
y(t)
0
0
0
Y2 ( j)
0 0
G( j)
20
B 0B
20
解调后信号的频谱
课程设计4fsk解调
课程设计4fsk解调一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握4fsk解调的基本原理和应用方法。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：学生需要了解4fsk解调的定义、原理和特点，以及与之相关的调制解调技术的基本概念。
2.技能目标：学生需要能够运用4fsk解调技术进行信号的调制和解调，并能够对调制解调过程中的信号进行分析和处理。
3.情感态度价值观目标：通过学习4fsk解调，学生应该能够培养对通信技术的兴趣和好奇心，提高对科学研究的热情和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.4fsk解调的基本原理：介绍4fsk解调的定义、原理和特点，以及与其它调制解调技术的区别。
2.4fsk解调的应用方法：讲解如何运用4fsk解调技术进行信号的调制和解调，包括调制过程的实现方法和解调过程的算法。
3.调制解调技术的实际应用：介绍4fsk解调在实际通信系统中的应用场景和案例，以及相关的性能评估和优化方法。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种方法：1.讲授法：通过讲解和演示的方式，向学生传授4fsk解调的基本原理和应用方法。
2.讨论法：通过学生进行小组讨论和实践操作，促进学生之间的交流和合作，提高学生的理解和应用能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解4fsk解调在实际通信系统中的应用和性能表现。
4.实验法：通过安排实验课程，让学生亲自进行调制解调实验，加深对4fsk解调技术的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用与4fsk解调相关的教材，包括基本概念、原理和应用方法的介绍。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生进一步深入学习和研究。
3.多媒体资料：制作教学PPT、视频动画等多媒体资料，以直观的方式展示4fsk解调的原理和应用。
4.实验设备：准备相关的实验设备，包括信号发生器、示波器等，供学生进行实验操作和数据分析。
调制解调电路设计
调制解调电路设计
调制解调电路是一种用于传输和接收信号的电子设备。
它的设计和实现旨在将信息从一个地方传输到另一个地方，同时确保信息的准确性和完整性。
在调制解调电路中，调制是将原始信号转换为适合传输的信号形式的过程。
解调则是将传输过来的信号恢复为原始信号的过程。
这两个过程是电信系统中非常重要的环节。
在调制过程中，我们通常使用载波信号来传输原始信号。
载波信号的频率通常比原始信号高得多，这样可以更好地传输信号。
调制的目的是将原始信号的信息嵌入到载波信号中，以便在传输过程中保持信号的完整性。
调制的方式有很多种，常见的有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
每种调制方式都有其特定的应用场景和优势。
选择合适的调制方式取决于信号的特性以及传输的要求。
解调的过程与调制相反，它的目的是从传输过来的信号中恢复出原始信号。
解调电路的设计要根据实际应用场景来确定，不同的解调方式有不同的电路设计要求。
在调制解调电路的设计中，需要考虑的因素有很多。
首先是信号的带宽和频率范围，这决定了选择合适的调制方式。
其次是电路的稳定性和可靠性，这对于长时间的传输非常重要。
还需要考虑功耗和
成本等因素，以便设计出满足实际需求的电路。
调制解调电路是现代通信系统中不可或缺的一部分。
它的设计和实现需要考虑多个因素，以保证信号的准确传输和恢复。
通过合理的电路设计和优化，可以实现高质量的信号传输和接收，为人们的通信提供更好的体验。
调制电路与解调电路详解
调制电路与解调电路详解一、调幅电路调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上(例如晶体二极管或三极管)经非线性变换成新的频率分量,再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常,多采用三极管调幅电路,被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器,称为低电平调幅;反之,如果使用大功率大信号调谐放大器,称为高电平调幅。
在实际中,多采用高电平调幅,对它的要求是:(1)要求调制特性(调制电压与输出幅度的关系特性)的线性良好;(2)集电极效率高;(3)要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路,载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上,低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联,C2为高频旁路电容器,C1为低频旁路电容器,R1与R2为偏置的分压器,由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用,集电极电流ic含有各种谐波分量,通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来,基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小,因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态,集电极效率较低,不能充分利用直流电源的能量。
2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路,其原理与基极调幅类似,因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右,而集电极电源电压有十几伏至几十伏,调制电压对集电极电路的影响可忽略不计,因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路,低频调制信号从集电极引入,由于它工作于过压状态下,故效率较高但调制特性的非线性失真较严重,为了改善调制特性,可在电路中引入非线性补尝措施,使输入端激励电压随集电极电源电压而变化,例如当集电极电源电压降低时,激励电压幅度随之减小,不会进入强压状态;反之,当集电极电源电压提高时,它又随之增加,不会进入欠压区,因此,调幅器始终工作在弱过压或临界状态,既可以改善调制特性,又可以有较高的效率,实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
如何设计一个简单的解调电路
如何设计一个简单的解调电路解调电路是电子设备中常见的一个电路模块，用于将调制信号转换为原始信号。
设计一个简单而高效的解调电路，对于实现信号恢复和传输具有重要意义。
本文将介绍如何设计一个简单的解调电路，以便读者能够了解解调电路的基本原理并进行实际应用。
一、解调电路的基本原理解调电路的基本原理是通过将调制信号的频率、相位或幅度等信息提取出来，实现信号的恢复和传输。
根据调制信号的类型不同，解调电路可以分为调幅解调、调频解调和调相解调等。
二、解调电路的设计要点1. 选择合适的整流电路整流电路是解调电路中的重要组成部分，用于将调制信号中的信息提取出来。
根据实际需要选择合适的整流电路类型，如单相桥式整流电路、全波整流电路等。
2. 设计滤波电路解调电路中的滤波电路用于去除整流电路输出信号中的高频噪声或杂散成分，保证输出信号的稳定性和纯净性。
常见的滤波电路包括低通滤波电路、高通滤波电路等。
3. 调试与优化在完成解调电路的设计后，需要进行调试和优化，以确保电路性能的稳定和可靠。
可以采用示波器、信号发生器等工具进行测试和分析，根据实际测试结果进行电路参数的调整和优化。
三、解调电路的实际应用解调电路在通信、广播、电视等领域有着广泛的应用。
以调幅解调为例，它常用于无线电通信中，将调制信号中的语音、数据等信息提取出来，并进行恢复和传输。
在无线电广播中，解调电路用于将调制信号中的音频信息恢复，以便人们能够收听到清晰的广播节目。
在电视机中，解调电路用于将调制信号中的视频和音频信息提取出来，实现高清晰度的图片和声音播放。
此外，解调电路还广泛应用于调制解调器、手机通信等设备中，以实现信号的传输和互联。
四、解调电路的进一步发展随着科技的发展和应用的需求，解调电路也在不断演进和发展。
目前，数字解调技术、软件定义无线电技术等已经成为解调电路发展的热点领域。
这些新技术和新应用将进一步提高解调电路的性能和可靠性，推动科技的进步和社会的发展。
4FSK调制解调
4FSK调制解调一、实验目的1.掌握通信系统中的4FSK的调制解调原理。
2.掌握systemview仿真软件。
3.设计4FSK的调制解调仿真电路，观察4FSK波形及其功率谱密度。
二、仿真环境Windows98/2000/XPSystemView5.0三、4FSK的调制解调原理1．4FSK调制4FSK的基本原理和2FSK是相同的，其调制可以用键控法和模拟的调频法来实现，不同之处在于使用键控法时其供选的频率有4种。
2．4FSK解调实现4FSK解调的方法也类似与2FSK，分为相干、非相干等方式。
这里采用非相干解调。
4FSK非相干解调的原理如下图1所示：图1 4FSK 非相干解调四、4FSK 的调制解调仿真电路1．仿真参数设置1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==R B 波特，4FSK 信号载频分别设为Hz f 301=、Hz f 402=、Hz f 503=及Hz f 604=。
(说明：载频设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。
)2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。
本次仿真取10s f ，即600Hz3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。
为能够清晰观察每个码元波形及4FSK 信号的功率谱密度，在仿真时对系统Stop time 必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T ，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T ，这时可以清楚地观察到4FSK 信号的功率谱密度。
2．4FSK 信号调制与解调的仿真电路图2 4FSK信号调制与包络检波五、仿真结果参考1．调制信号与4FSK信号覆盖图图3 调制信号与4FSK信号覆盖图2．4FSK信号功率谱密度图4 4FSK信号功率谱密度六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务。
cd4046构成的fsk调制解调电路
cd4046构成的fsk调制解调电路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：CD4046是一种集成电路，常用于FSK调制和解调电路中。
FSK （Frequency Shift Keying）调制技术是一种数字调制技术，通过改变信号的频率来携带数字信息。
在通信系统中，FSK调制技术被广泛应用于数据传输和调频调制解调。
本文将详细介绍CD4046构成的FSK 调制解调电路的原理和应用。
一、CD4046简介CD4046是一种集成数字数字锁相环PLL（Phase Locked Loop）电路，由德州仪器公司生产。
它由一个相位比较器、一个VCO （Voltage Controlled Oscillator）和一个低通滤波器组成。
CD4046可以将输入信号的频率与VCO的频率进行比较，并自动调节VCO的频率，使得输入信号与VCO的频率同步。
这种锁相环的原理可以用于FSK调制和解调电路中。
二、FSK调制解调电路原理1. FSK调制原理：在FSK调制中，输入的数字信号被转换成两种不同频率的信号，并分别控制两个不同频率的载波信号。
这两种载波信号通过一个开关切换器，使得输出信号在两种频率之间切换，从而携带数字信息。
2. FSK解调原理：在FSK解调中，接收到的信号经过解调器解调，得到两种不同频率的信号。
这两种信号再经过一个比较器比较，得到解调后的数字信号。
CD4046通过其内部的相位比较器和VCO实现了FSK调制解调电路。
其电路连接如下：1. 输入信号经过一个低通滤波器，去除噪声和高频成分，然后输入到CD4046的相位比较器。
2. CD4046的VCO的频率由输入信号的频率控制，当输入信号的频率高于VCO的频率时，VCO的频率会增加；反之，当输入信号的频率低于VCO的频率时，VCO的频率会减小。
3. CD4046的输出信号通过一个比较器进行信号处理，得到FSK调制或解调后的数字信号。
1. 数据传输：FSK调制技术可以将数字信号转换成模拟信号进行传输，提高数据传输效率和可靠性。
ASK调制与解调电路设计
ASK调制与解调电路设计调制与解调电路是无线通信中的重要组成部分，用于将信息信号转换为适合传输的高频信号，并在接收端将高频信号还原为原始信息信号。
接下来将详细介绍调制与解调电路的设计。
一、调制电路设计：调制电路主要用于将低频信息信号调制到高频载波上进行传输，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
1.AM调制电路设计：AM调制主要包括信号放大、频率变换、调幅和输出滤波等环节。
具体设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，一般使用运放进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调幅：将频率变换后的高频信号经过调幅电路进行调幅，常用的调幅电路有晶体二极管调制器和集成电路调制器等。
(4)输出滤波：将调幅后的信号通过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。
2.FM调制电路设计：FM调制是将信息信号的频率变化转换为载波频率的变化，并将其用于传输。
FM调制电路的设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调频：将频率变换后的高频信号进行调频，一般采用三角调制电路进行调频。
(4)输出滤波：将调频后的信号经过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。
3.PM调制电路设计：PM调制是将信息信号的相位变化转换为载波相位的变化，并将其用于传输。
PM调制电路的设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调相：将频率变换后的高频信号进行调相，一般采用集成电路调相器进行调相。
第5章调制与解调共51讲160页课件
残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种 调制方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决 了单边带滤波器不易实现的难题。
在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外 一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号， 用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想 滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上 的困难。
接将载频与调 制信号相乘
1 2
AUmUcm cos(c
)t
cos(c
)t
15
[优点] 发送功率利用率提高
uDSB Auuc AUm cos t Ucm cosct
1 2
AUmUcm cos(c
)t
cos(c
)t
[不足]
1) 存在180deg相位突变点; 2) 包络变化不反映调制信号 的变化；
41
失真原理 放电时常数过大，导致放电过慢形成。 解决办法
降低放电时常数， 使放电速率快于 包络下降速率 不失真条件
RC 1 ma2 ma
42
1）大信号包络检波 实用电路
Ri：为后级电路输入电阻，
此处作为检波负载。
CC：隔离Uo中的直流分量，
只让交流成份送至后级处理，
CC的容抗要求远小于Ri阻抗
u (t) Um cos t Um cos 2Ft 2F
又令载波信号
uC (t) Ucm cosct Ucm cos 2fc t c 2fc 调幅波振幅(包络) （与调制信号成比例）
U AM (t) Ucm kaUm cost
Ucm(1
ka
U m Ucm
c ost )
6
普通调幅波的表达式、功率与效率计算 三种调幅波的波形图、频谱图
基于4FSK调制信号的产生及解调设计与实现
目录1实验目的 02实验要求 03实验内容 (1)3.1基本原理 (1)3.1.14FSk的调制原理13.1.24FSk的解调原理23.2 4FSK 调制算法分析 (3)3.3．4FSK 解调算法分析 (4)3.4 程序代码 (7)4 软件仿真 (9)4.1 调制过程仿真实现结果 (10)4.2 解调过程仿真实现结果 (12)4.3 误码率计算 (15)图4.12 matlab原件图 (17)5心得体会 (17)6参考文献 (17)1实验目的1、理解电子信号通信原理2、熟悉系统建模方法3、配置电子信号，设计相关应用方法2实验要求1.完成4FSK调制信号的产生，并进行时域分析2. 完成4FSK信号的数据解调，并对结果进行有效性验证3实验内容3.1基本原理3.1.1 4FSk的调制原理随着时代的发展，数字信号在信号传输比模拟信号有许多的优越性，数字信号传输也越来越重要。
虽然近距离传输可以由数字基带信号直接传输，但是要进行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处，所以调制解调技术是数字通信中一种关键的技术。
二进制频移键控是数字信号调制的基本方式之一。
而多进制（MFSK）的可降低信道系统信噪比的要求。
2FSK信号的产生方法主要有两种：采用模拟调频电路实现；采用键控法来实现，即在二进制基带脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每个码元期间输出f1和f2两个载波之一。
频移键控是利用载波的频率变化来传递信息的。
在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。
同理4FSK中基带脉冲序列四个码元（00 01 10 11）可用f1,f2,f3,f4四个载波之一；本文讨论4FSK是通过并联输入两位基带信号，两位二进制来表示四进制的频移键控。
2FSK键控法调频原理图如下：图 3.1 2FSK原理图4FSK可通过基带信号（00,01,10,11）并联传输0或1来分别用f1,f2,f3,f4四个载频表示，两路基带信号作为控制选通选通开关，1路选通开关发送0时选通载频f1, 发送0时选通载频f2, 1路选通开关发送0时选通载频f3, 送1时选通载频f4。
基于PLL芯片的FSK调制解调模块电路设计
摘要作为信道编码器的FSK调制解调器在现代通信系统中有着重要的地位，而基于PLL 进行FSK信号的调制解调又有着非常多的优点，所以在实际应用中有着很大意义。
本文介绍了一种基于锁相环的频移键控FSK信号调制解调电路的设计。
在信号的收发两端均采用锁相环芯片CD4046。
发送端采用锁相环芯片实现了基带信号的FSK调制，接收端采用CD4046芯片进行解调，并采用了低通滤波电路和电压比较器电路恢复出其基带信号。
在本文中同时还介绍了设计和调试的具体过程，思路，选用器件的原因以及所用器件的工作原理和在本次设计过程中实际的应用效果，在本文最后也给出了本次设计的最终调试结果。
基带信号通过以CD4046为核心的调制电路后成功的对基带信号进行了调制。
同时，调制信号通过同样以CD4046为核心的带有有源低通滤波电路和电压比较电路的解调模块后被成功的解调出来。
该电路具有结构简单，工作可靠，误码率低，成本低廉，易于实现等优点。
通过对该电路的设计，可以加深对数字频移键控的的调制与解调的理解，同时还可以更加深入的学习了锁相环的原理和锁相环的应用。
关键词：PLL；FSK ；锁相环；频移键控；调制解调ABSTRACTFSK modems,a channel of the encoder, has an important position in modern communication system ，and FSK demodulation based on the signal for PLL have many great advantages, so it has a great practical significance.This paper describes a method of FSK modem.Adopting the cheap phase-locked loop chip CD4046 at both the sending end and the receiving end.The low pass filtercircuit and the voltage comperator circuit are used to recover their baseband signal.This paper also introduces the specific process, ideas of the design and commissioning, the reason of the choosed device,the work principle and actual application effect of the devices used in the design process .At the last of the paper, final test results is also given .Baseband signal go through the modulation circuit whose core is CD4046, we can achieve the success of baseband signals modulation.At the same time, modulation signal go through the module demodulation part with a low pass filter circuit and the voltage comparison circuit ,it can be demodulated out successfully.This kind of circuit has the advantage of simple structure,cheap cost,being reliable work,low bit error rate and to be easy realizated.By designing the circuit,the better understanding of the digital frequency shift keying modulation and demodulation of the understanding of the way;more indepth study of the principle of phase-locked loop and phase-locked loop applications.Key words：PLL; FSK; phase-locked loop; frequency-shift keying; modem目录第一章绪论 (1)1.1 锁相环及频移键控产生与设计背景 (1)1.2 设计目的与意义 (1)第二章锁相环工作原理及FSK调制解调原理 (3)2.1 关于锁相环 (3)2.1.1 锁相环的工作原理 (3)2.1.2 锁定状态下锁相环的数学模型 (5)2.1.3 未锁定状态下的锁相环性能 (6)2.2 频移键控FSK (7)第三章基于PLL芯片的FSK调制与解调模块的设计原理 (11)3.1 基于PLL芯片的FSK调制模块设计 (11)3.1.1 基于PLL芯片的FSK调制模块原理 (11)3.2 基于PLL芯片的FSK解调模块设计 (12)3.2.1 基于PLL芯片的FSK解调模块原理 (12)第四章器件选用及电路原理 (14)4.1 CD4046在本次设计中的应用 (14)4.1.1 VCO模块 (15)4.1.2 鉴相器模块 (16)4.2 电压比较器模块 (18)4.3 低通滤波器模块 (19)4.4 LM324在本次设计中的应用 (21)第五章基于PLL芯片的FSK信号调制解调模块的实现 (23)5.1 电路设计 (23)5.1.1 调制模块 (23)5.1.2 解调模块 (23)5.1.3 电压比较器模块 (24)5.2 具体数据及实现 (24)5.3 实际调试过程 (30)第六章实现过程中的问题及展望 (31)6.1 关于锁定范围的问题 (31)6.1.1 出现的问题 (31)6.1.2 解决办法 (31)6.2 关于基带信号频率的问题 (31)6.3 其他问题 (32)结束语 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
基于Multisim调制解调仿真电路设计
基于Multisim调制解调仿真电路设计春芽电子科技春芽ing摘要通信电路系统中实现调制解调方法很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来鉴频实现调制解调因为工作稳定、失真度小、信噪比高等优点被广泛应用。
本课题分别设计2ASK、2PSK、2FSK的调制解调电路，功能是数字基带信号经过调制输出模拟信号，然后运用锁相环进行解调出数字信号，所以调制解调电路都运用Multisim软件进行仿真分析。
对2ASK、2FSK、2PSK解调电路时低通滤波器输出的波形失真比较大，经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。
整个硬件电路设计中，尽量做到电路简单实用，基本达到功能要求。
关键词：调制解调，Multisim仿真，锁相环AbstractCommunication circuit system to achieve a lot of modulation and demodulation, and the phase-locked loop frequency demodulation is the use of modern technology to achieve phase locked loop demodulation because the work is stable, low distortion, high signal noise ratio is widely used. This topic design of 2ASK, 2PSK, 2FSK modulation and demodulation circuit function is digital base band signal after the modulation output analog signal, then use the PLL to demodulate the digital signal, so modulation and demodulation circuit use Multisim software simulation analysis. The waveform distortion of the low pass filter output of 2ASK, 2FSK and 2PSK demodulation circuits is relatively large, and the digital baseband pulse can be regenerated by the sampling decision circuit. Throughout the hardware circuit design, as far as possible to achieve a simple and practical circuit, the basic requirements to achieve functional.Keywords: Modulation and Demodulation, Multisim Simulation, Phase Locked Loop目录摘要 (1)Abstract (1)1绪论 (3)1.1课题研究背景 (3)1.2 国内外发展现状 (3)1.3 课题主要研究内容 (3)2 锁相环基本原理 (4)2.1基本组成 (4)2.2工作原理 (4)3 2FSK调制解调电路设计 (6)3.1 2FSK调制电路设计原理 (6)3.2 2FSK调制单元电路的设计 (6)3.3 2FSK解调单元电路的设计 (10)3.4 2FSK解调电路的整体设计 (12)4 2PSK调制解调电路设计 (13)4.1 2PSK调制解调电路设计原理 (13)4.2 2PSK调制与解调电路的设计与仿真 (14)5 2ASK调制解调电路设计.............................................................................. 错误!未定义书签。
调制放大解调设计(正文)有PCB图哦!
目录第一章前言 (1)第二章设计说明 (2)2.1整体功能 (2)2.2系统结构 (2)2.3设计条件需求 (2)第三章单元电路设计 (4)3.1电源电路设计 (4)3.2信号发生电路设计 (4)3.3调制解调电路设计 (5)3.4整体电路图 (6)3.5整机原件清单 (7)第四章调试 (8)第五章心得体会 (10)第六章参考文献 (11)附录 (12)第一章前言调制主要应用于广播、语音通信领域。
调制就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。
一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。
基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。
这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。
调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。
解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。
在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。
接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。
调制解调器是由调制器和解调器两部分组成。
目前调制解调器主要有两种：内置式和外置式。
调制解调器的一个重要性能参数是传输速率，目前市面上28.8K、33.6K 和56K的调制解调器都有，而且56K的调制解调器已经成为市场的主流产品。
但由于国内通信线路的限制，以及用户太多、国际出口太少的缘故，平时使用很难达到上述速率。
本设计是设计出调制放大解调设计电路。
通过产生正弦波，进行与高频波相乘，再解调出来，经过滤波，去掉杂波后，完成信号的恢复。
第二章设计说明2.1整体功能本设计是设计出调制放大解调设计电路。
通过产生正弦波，进行与高频波信号相乘，再解调出来，经过滤波，去掉杂波后，完成信号的恢复。
其中优点是不需要外接输入。
信号调制解调解读(含实例讲解)
3.3kΩ
ux uc
Kxy x y
uo
a)原理图 MC1496
82 3 6 uo 10 12 ux 1MC1496 0.1μF 20μF 4 14 5 750Ω 680kΩ 750Ω 1kΩ 20μF 1kΩ 47kΩ -8V
第三章 信号调制解调电路
第一节 调制解调的功用与类型
1、什么是信号调制？ 调制就是用一个信号（称为调制信号）去 控制另一个做为载体的信号（称为载波信号）， 让后者的某一特征参数按前者变化。 2、什么是解调？ 在将测量信号调制，并将它和噪声分离， 放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取 反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
线性全波检波电路之三
取R1=R2=R3=R4/2
uo
uo=|us|
R4 R u A (1 4 )us us R3 R3
第二节 调幅式测量电路
三、相敏检波电路 （一）相敏检波的功用和原理
1、什么是相敏检波电路？ 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能 力的检波电路。
第二节 调幅式测量电路
第二节 调幅式测量电路
6、实现AM调幅的方案
x x Um
cosωct
us
cosωct
us
增益=Um
第二节 调幅式测量电路
（二）传感器调制
1、 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信 号调制？ 为了提高测量信号抗干扰能力，常要求从信号一 形成就已经是已调信号，因此常常在传感器中 进行调制。
第二节 调幅式测量电路
a) 电路图
高输入阻抗线性全波整流电路
R2 VD1 R1 us + + N1 ∞ VD2 R3 u
实验四 ASKFSK调制解调实验
实验四 ASK/FSK调制解调实验一、实验目的1．掌握ASK/FSk调制器的工作原理及性能测试；2．学习基于软件无线电技术实现ASK/FSK调制、解调的实现方法。
二、实验仪器1．RZ9681实验平台2．实验模块：●主控模块●基带信号产生与码型变换模块-A2●信道编码与频带调制模块-A4●纠错译码与频带解调模块-A53．信号连接线4．100M双通道示波器5．PC机（二次开发）三、实验原理3.1调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而，实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程称为数字调制（digital modulation）。
在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调（digital demodulation）。
通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。
数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
在二进制调制中，信号参量只有两种可能的取值；而在多进制调制中，信号参量可能有M（M>2）种取值。
本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。
3.2 2ASK调制振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中，载波的幅度只有两种变换状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法。
实验中采用了数字键控法，并且采用了最新的软件无线电技术。
结合可编程逻辑器件和D/A转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成，因此该模块不仅可以完成ASK，FSK 调制，还可以完成PSK，DPSK，QPSK，OQPSK等调制方式。
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图4.4.5 LT5503在1.9～2.4GHz的应用电路
图4.4.6 LT5503应用电路测试连接图
布线考虑： ① 使用50Ω阻抗传输线连接到匹配网络，必须使用接 地板。 ② 匹配网络与引脚间的连线尽可能短。 ③ 建议使用尺寸为0402（或者更小）的元件，以使寄 生电感和电容最小。 ④ 通过在印制板的底层上设置LO2传输线，隔离LO2 输入端与MODOUT引脚。 ⑤ IC通过封装的底层上的裸露焊盘连接到地。在这种 方式下，可以得到完全RF抑制，这个裸露焊盘必须焊 接到印制板上。 。
图4.4.7 ATR0797的内部结构
ATR0797有两个增益可控的放大器，这些增益放大器 电路是宽带差动放大器结构，分别由数字信号控制的 引脚端GC1和GC2设置增益。 中频输入是差分输入方式，它由一个内部的偏置电路 设置共模电压。为了避免共模电压的改变，建议使用 一个隔直电容进行交流耦合。如果其中一个输入端通 过一个1000pF的电容进行交流短路到地，那么另一个 输入端可以采用单端驱动。这种方式会导致输入P1dB 稍有下降。 两个匹配的混频器与正交本振发生器结合，提供同相 和移相90°的基带输出。 本振和中频端口提供一个50Ω的差分阻抗。在这些端 口的无源元件（并联的L-R网络）和它的封装会增加电 感系数，结果会使回波损耗增加。
图4.4.9 SRF1016的内部结构
图4.4.10 SRF1016应用电路原理图、元器件布局与PCB板图
4.4.6 基于AD8347的800MHz～ 2.7GHz宽带直接正交解调器电路
AD8347是一个具有RF和基带自动增益控制放大器的宽 带直接正交解调器，输入的频率范围是800MHz～ 2.7GHz，输出可以直接连接到A/D转换器，如AD9201、 AD9283等。AD8347的RF输入信号通过两级可变增益 放大器，达到Gilbert-cell混频器。在整个工作频率范围 内，本振正交相位分相器实现高精确度正交和幅度的 平衡。AD8347混频器的基带输出经过独立的I/Q通道 可变增益放大器，其RF和基带放大器联合提供69.5dB 的自动增益控制范围。AD8347精密的控制回路提供线 性的增益控制电压。 AD8347基带电压检波器包含在自动增益控制回路中， 用来保证输出电压的稳定。解调器的直流偏移通过一 个内部回路使之最小化，此回路的时间常数由外接的 电容值控制。直流偏移也可以通过设置外接电压使偏 移归零。基带可变增益放大器输出通过片外的滤波器65～300MHz的I/Q 解调器电路
ATR0797是一种增益可控的I/Q解调器芯片，内部结构 如图4.4.7所示，它由可调增益放大器和混频器等电路 组成，主要用于典型的超外差式结构的接收器中频部 分（正交解调和直接解调中频电路）。ATR0797中频 输入（I/Q基带混合）频率范围为65～300MHz，在 65～300MHz频率范围内可以进行增益控制。ATR0797 具有很低的I/Q振幅和相位误差，并且具有很高的输入 1dB压缩（P1dB）。电源电压为5V，电流消耗为 195mA。ATR0797采用TSSOP16封装，可广泛应用于 数字通信系统、GSM/无线电收发机、ISM波段无线电 收发机及3G无线通信系统中。
图4.4.11 AD8347的内部结构
① RF的可变增益放大器（Variable Gain Amplifiers， VGA） RF的可变增益放大器的增益控制是由一高斯插入器来 实现的，控制电压可根据在不同增益需求，设置差分 对的电流。在第一级放大器，此组合输出电流来自共 射-共基放大器。在第二级放大器的差分电流通过不同 的共射-共基放大器分流馈送到Gilbert-cel混频器。 ② 混频器（Gilbert-cell mixers） 两个双平衡的Gilbert-cell混频器，每个位于一个通道， 构成I和Q下变频器。每个混频器有四个交叉连接的晶 体管对，这些交叉连接的晶体管对输出端连接负载， 并且馈送信号到不同通道的基带可变增益放大器。混 频器放大器的基极由LO的正交信号驱动。
ATR0797的结构特点可以消除本振功率的变化，本振 功率在6dB的范围内，增益特性发生改变少于0.6dB。 ATR0797具有极佳的I/Q平衡，在65～300MHz的范围 内，I/Q失衡小于0.1dB和1°；在−40℃～+85℃的温 度范围内，I/Q失衡小于0.05dB和0.5°。 中频和本振的频率响应主要由输入的L-R电路网络决定。 当无L-R网络时，在65～300MHz的范围内，增益和 P1dB响应在0.5dB内。 ATR0797应用电路原理图和印制板图如图4.4.8所示， 元器件参数见表4.4.3。
图4.4.8 ATR0797应用电路原理图和印制板图
4.4.5 基于SRF1016的65～300MHz的解调 器电路
SRF1016是多用途的射频解调器，具有正交解调或者 直接中频输出的能力。SRF1016 IF输入（I/Q混频到基 带）频率范围65～300MHz，I/Q输出频率范围0～ 500MHz，具有可选择的增益控制（20dB），高输入 1dB压缩，有良好的I/Q振幅和相位平衡及缓冲中频输 出。电源电压5V，电流消耗180mA。SRF1016采用 TSSOP16封装，通常应用于数字和扩频交换系统、蜂 窝PCS/ DCS/ 3G无线收发器、ISM频带收发器。 SRF1016的内部结构如图4.4.9所示，芯片内部主要由 两级增益可控制的放大器、两个混频器和移相器等电 路组成。中频输入信号经过两级放大后送入混频器混 频，产生I和Q信号输出。
图4.4.4 LT5503内部结构方框图
LT5503在1.9～2.4GHz的应用电路如图4.4.5所示，其应用电 路元器件参数见表4.4.2，应用电路测试连接图如图4.4.6所 示。 LT5503在1.9～2.4GHz的应用电路中，MODRFOUT和 MIXRFOUT端口在2.45GHz下与50Ω阻抗匹配，LO1端口在 2.1GHz下与50Ω阻抗匹配，LO2端口内部匹配。使用390Ω 电阻来降低调制输出的品质因数，使输出功率下降−3dBm。 如果希望得到更低的功率输出，可以使用更低阻值的电阻。 例如：如果使用200Ω的阻抗，输出功率将低于3dBm。 运算放大器转换单端I和Q信号为差分形式。运算放大器具有 一定的电压增益，因此对于相同的RF输出功率，基带输入峰 值电压应该除以2。运算放大器可接收差分平衡信号。通过 连接板上的4个通孔（V1，V2，V3，V4），可以旁路运算放 大器，直接与调制器的差分输入端连接。
4.4 调制解调电路设计实例
4.4.1 基于U2790的1000MHz正交调制器 电路
U2790是一个1000MHz的正交调制器，基带输入频率为 0～50MHz，本机振荡器输入频率为100～1000MHz，具 有50Ω的单端本机振荡器和RF端口。输出电平和寄生电 平可以调整，连接Atmel公司的U2795B混频器，可以上 变频到2GHz。U2790电源电压为5V，电流消耗30mA， 具有低功耗模式（电流消耗1µA），工作温度范围为 1µA −40℃～+85℃。U2790采用SO-16封装形式，适用GSM、 ADC、JDC 和WLAN等数字无线通信系统应用。 U2790内部包含放大器、混频器、加法器、移相器、占 空比再生器（Duty cycle regenerator）、倍频器 （Frequency doubler）和控制环路器（Control loop）等 电路。 U2790的基带输入采用交流耦合形式，应用电路如图 4.4.1所示。
⑥ 利用一个或更多个通孔直接连接到接地板上，以获 得低阻抗的RF接地。 ⑦ VCC线必须使用低阻抗的、宽频带的电容去耦，以防 止其不稳定性。 ⑧ 必须使用独立的电源电压线，以隔离调制输入信号 和调制输出信号。如果可以的话，要使用电源印制板 面。 ⑨ 如果可以的话，要避免使用长的印制线。长的印制 线会导致信号辐射，降低隔离能力，增加损耗。
图4.4.1 U2790的应用电路
4.4.2 基于STQ 2016的700～2500MHz直 接正交调制器电路
STQ2016是一个直接正交调制器芯片，芯片中集成了一 对平衡混频器、移相器、功率放大器等电路，频率范围 为700～2500MHz，基频带宽为0～500MHz，典型输出 功率为−12dBm，并具有大于50dB的IM3抑制。具有极好 的载波和边带抑制。STQ2016具有宽带噪声低、功耗低、 LO驱动要求低、相位精确度高、幅度平衡好、无须外部 LO IF滤波器等特性。在5V电压下正常工作，电流消耗82mA。 STQ2016采用TSSOP-16封装，可广泛应用在各种通信系 统中，例如，蜂窝电话/PCS/ CDMA2000/UMTS收发器、 900 & 2400 MHz ISM频带收发器、GMSK、QPSK、QAM、 SSB调制器。 STQ2016在1700～2500MHz的典型应用电路原理图、元 器件布局与印制板图和芯片焊盘尺寸如图4.4.2所示，元 件参数见表4.4.1。
③ 基带可变增益放大器 基带VGA的增益控制是由一高斯插入器来实现的，控 制电压可根据在不同增益需求，设置差分对的电流。 这些放大器的输出可以外接滤波器，自动补偿在I/O通 道中直流偏移。共模输出电压通过基准电压1.0V设置。 ④ 输出放大器 输出放大器增益是由通过外接滤波器的信号达到能与 大多数高速A/D转换器相匹配而决定的。这些放大器采 用有源负反馈设计，以获得高的增益带宽和低的失真。
⑤ 本机振荡器及分相器 输入的LO信号被加到分相器，给I通道和Q通道混频器 提供LO信号。分相器与RC网络相连，以获得增益平衡 和相位正交。分相器的宽工作频率范围由串联多个RC 网络而获得，RC网络每个分支都通过一个缓冲器以减 少损失和获得高的截止频率特性，从缓冲器的输出送 入分相器以提高相位正交的精确。每个本振信号经过 缓冲器后再驱动混频器。 ⑥ 检波器输出电平 检波器输出电平与每个输出通道的信号成比例，两个 信号一起形成AGC的阈值电压（VAGC）。输入到这些均 方值检波器的信号是以VREF为基准的。
图4.4.2 STQ2016在1700～2500MHz的应用电路原理图、元器件布局与印制板图和芯片焊盘尺寸