高频的课程设计报告格式

高频的课程设计报告格

式

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

课程设计报告课程名称：高频课程设计

专业：通信工程

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

设计时间： 2014年5月22日评定成绩：

设计课题题目： 2FSK无线收发机的设计

一、设计任务与要求

1．设计制作一个2FSK无线收发机，实现数字基带信号的无线传输。

2.载频：f1=13555kHz、f2=13565kHz。

3.设计一个4位序列信号发生器，作为数字基带信号，传输速率为f s=1kbit/s。

4.通信距离：5m。

二、课题分析与方案选择

2FSK信号波形图如2-1图所示，它是由调制信号去控制载波信号，用载波的频率来传递数字信息，即用所传递的数字消息控制载波的频率。

图2-12FSK信号波形图

根据设计要求及相关技术指标，可拟定键控法、模拟调制法等两种方案。

方案一：键控法

调制器选用图2-2所示方案，采用石英晶体振荡器构成两个不同频率的载波发生器，用模拟双向开关CD4066实现开关1和开关2，最后用集成运放构成加法电路，最终实现2FSK调制。解调器选用图2-3所示方案，以LC谐振回路实现带通滤波，然后用两个模拟乘法器实现相干解调，最后用集成运放构成抽样判决器，实现

2FSK信号的解调。

图2-22FSK信号键控法产生原理框图

图2-3 2FSK 相干解调法原理框图

方案二： 模拟调制法

采用图2-4、图2-5所示方案实现模拟调制解调，以高频锁相环NE564为主体，辅以适当外围元件即可实现。若要构成适用的发射器及接收器，只需增加合适的发射功放及接收滤波、解调放大电路即可。

图2-4 2FSK 信号模拟调制法产生原理框图

图2-5 2FSK 模拟解调法原理框图

对比之下，模拟调制法会更经济实用、可靠，它具有低门限特性，可大大改善模拟信号和数字信号的解调质量。而高频模拟锁相环NE564的最高工作频率可达到50MHz ，采用+5V 单电源供电，很适用于高速数字通信中2FSK 、FM 调频信号的调制、解调，不需再外接复杂的滤波器。

三、单元电路分析与设计

1．原理分析

数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。其表达式为：

典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：

)

cos()]([)cos(])([)(2_12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑

z

1011001t ak

s 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn)2FSK 信号t t t t t t

2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通过。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：

2.主要元器件的功能及管脚图介绍

. NE564介绍

高频模拟锁相环NE564是Philips Semiconductors公司(荷兰菲利浦公司的产品，同类国产产品的型号有XD564、L564等。NE564最高工作频率可达到50MHz，采用+5V单电源供电，特别适用于高速数字中FM调频信号及2FSK移频键控信号的调制、解调，而无需外接复杂的滤波器。

NE564采用双极性工艺，其外部引脚图和内部组成框图分别如图3-1和图3-2所示。其中，A1为限幅器，可抑制FM调频信号的寄生调幅；相位比较器（鉴相器）PD 的内部含有限幅放大器，以提高对AM调幅信号的抗干扰能力；外接电容C3、C4组成低通滤波器，用来滤出比较器输出的直流误差电压的纹波；改变引脚的输2入电流可改变环路增益；压控振荡器VCO的内部接有固定电阻R（R=100Ω），只需外接一个定时电容Ct就可产生振荡，振荡频率fv与Ct的关系曲线如图3-4所示。VCO有两个电压输出端，其中VCO01输出TTL电平，VCO02输出ECL电平。后置鉴相器由单位增益跨导放大器A3和施密特触发器ST组成，其中，A3提供解调FSK信号时的补偿直流电平及用作线性解调FM信号时的后置鉴相滤波器；ST的回差电压可通过引脚16外接直流电压进行调整，以消除输出信号TTL0的相位抖动。

图3-1NE564的外部

图3-2NE564的内部组成框图

由图3-1可知，NE564为双列直插16脚封装，各引脚的功能如表3-1所示。

表3-1NE564引脚的功能

CD4016为4个独立的双向模拟开关，控制输入端在输入高电平时模拟开关导通，低电平时截止。输入输出为双向，即可以由IN/OUT到OUT/IN，也可以反过来，此芯片广泛用于信号开关，削波，调制解调电路中。其引脚排列如3-3图所示。

图3-3CD4016外部引脚图

.锁相环的基本工作原理

锁相环路的系统框图如图3-4所示，由鉴相器PD(Phase Detector)、环路滤波器

LF(Loop Filter)和压控振荡器VCO组成的，其中LF为低通滤波器。

图3-4锁相环的基本组成框图

各部分功能如下：

1）鉴相器PD：鉴相器是一个相位比较器，完成对输入信号相位与VCO输出信号相位进行比较，得误差相位φe(t)= φi(t)- φo(t)。