ASK调制与解调电路设计方案
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其中V3采用方波信号，设置其低电平V2=0V,高电平VI二IV,延迟时间TD=Ous,上升时间TR二0. OOOOlus,下降时间TF二0. OOOOlus,脉冲宽度PW=5us,脉冲周期PER二10us .
此过程为信号的解调过程，解调是调制的逆变换，即从调制过 程的高频信号中提取原低频信号的过程。本设计采用模拟乘法器实现 对信号的解调。
用模拟乘法器实现幅度解调的原理框图如下图:
2
低通滤波器
载波信号
/ \ / 音频信号
调幅信号
解调是调制的逆过程，同样是利用乘法器来实现将音频信号从调
幅波中分离出来。乘法器的两个输入端分别接入调幅波（下边带）
Uj= “UjCOS(Wc-Ws)及与调制时的载波信号同频同相的载波信号 叫“os%则可以得到输出信号为
V2设置其低电平V2=0V,高 电平VI二IV,延迟时间TD二Ous,上升 时间TR二0. OOOOlus,下降时间TF二0. OOOOlus,脉冲宽度PW二5us,脉冲 周期PER=10us .
此过程为信号的调制过程，调制是将某种低频信号（如音频信号）
“加载”到为了便于传输的高频信号的过程。木设计采用模拟乘法器 实现对信号的调制。
用模拟乘法器实现幅度调制的原理框图如下图:
带通滤波器
音频信号
/ \ / 单边带信
载波信号
以调幅广播信号为例，将音频信UsJ2USC0SWst与高频载波信 号Uc=\'2UcC0SWct分别接入模拟乘法器的两个输入端，则输出电压为
Uol =2KUcUsC0S WctC0S wst
=KUcUs[C0S（Wc +Ws）t+C0S（Wc-Ws）t]
当0、1等概出现时，单极性基带信号功率谱密度为：
则2ASK信号的功率谱密度为：
ASK信号谱，形状为0（/）,双边带加载频谱线pg）
ASK信号传输带宽（取主瓣宽度）
带宽利用率
（4）ASK信号的解调方式
解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。其中相干解调要求 接收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波， 而根据己调信号木身的特点来解调
作者：PanHongliang
封面
仅供个人学习
《电力系统自动化》
课程设计任务书
题目
ASK调制与解调电路设计及仿真
学生姓名
凸导专业班
子号级
设计内容与要求
一、设计内容
1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。
2.熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。
3.设计ASK调制解调电路。
4.熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及应用 原理图进行仿真的基本方法。
由于被调制的低频信号并非单一频率Ws而是某一频段的信号，如 音频信号的频率为20Hz~20KHz。所以乘法器的输出电压是以调制频 率叫为中心的两段频段，简称便带。（Wc+ Ws）为上边带；（Wc-Ws）为下边带。在乘法器的输出端接一个带通滤波器可滤除其中的一个边 帀，FTIJ
保留另一个边带发送。
U0=KUcUsCOS（Wc-Ws）t
（4）ASK调制波形与方框图：
2.二进制幅移键控（ASK）
（1）ASK信号的产生
图为ASK信号的产生原理
一个二进制的ASK信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频 载波的乘积，即ASK的时域表达式为：
也可写成：
（2）ASK信号的功率谱特性
ASK信号的自相关函数为：
（3）ASK信号的功率谱密度为：
式中，卩$（广）为基带信号S（t）的功率谱密度
6.ASK调制解调仿真电路综合设计
综合上述各个电路环节，最后得ASK调制解调的仿真电路如下
a.非相干解调的原理框图和波形图（包络检波法）
b.相干解调的原理框图和波形图（同步检测法）
四.ASK调制解调的仿真电路的设计及参数设置1.ASK信号产生电路设计
本次设计中采用模拟法，其 中VI,V2都采用方波作为数字基 带信号.
VI设置其低电平V2二0V,高
电平V1=2V,延迟时间TD二Oms,上 升时间TR二0. 0001ms,下降时间TF二0. 0001ms,脉冲宽度PW=lms,脉冲周期PER二2ms .
Clwenku.baidu.com0.002uF,即可满足此时间常数要求。
4•比较电路环节设计
其中LM324与R2、R3构成一个反向器，LM324工作的正端
电压设置为5VdCo其电路如下图所示
5•电压判决电路环节设计
该处电压抽样判决器中负端工作电压由V6处的5Vdc经R4、
R5构成的电压取样电路取得lVdc与LM324的正端输入电压信号 比较，当输入信号大于lVdc时，LM324输出为高电平，否则为低 电平。从而将原低频调制信号解调还原出来。电路如下图所示
U01=KUcUs[COS Wst+C0S（2Wc-Ws）t]
通过低通滤波器滤除其中的高频分量，则可以得到输出电压幅值 与原信号(Us=<2UsC0SWst)略有不同，但频率都为Ws的低频信号。
3•滤波电路环节设计
本设计采用一阶滤波电路，由于采用了脉冲周期：PER=10us
(f=l/10us=100kHz)的高频方波载波信号，故此处所用滤波器的时 间常数^=l/f=10us,因此先选定电阻Rl=5k，与之对应选择电容
二•设计内容：
1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研 究。
2.熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。
3.设计ASK调制解调电路。
4.熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以 及应用原理图进行仿真的基本方法。
三.工作原理：
1.数字调幅技术的原理和实现方法
（1）数字调制的概念
5.撰写设计报告，报告要求有以下内容：
1）画出所设计电路的原理图。
2）对电路中各功能环节的工作原理进行分析。
3）针对所设计的电路，说明各种器件参数选择的理由。
4）画岀各个环节的波形图，并对仿真结果进行分析，验证设计的正确
性。
5）总结电路调试过程所遇到的问题及解决方法。
6）课程设计的结论。
二、设计要求
1.掌握电力系统远动信息传输的基本过程。
2.掌握电力系统远动信息过程中ASK数字调幅与解调的基本原理。
3.学习使用ORCAD进行仿真的基本方法。
4.设计ASK调制解调的仿真电路，并在PSPICE环境进行仿真验证，观 察各环节的波形，并能做出正确分析。
起止时间
2008年12月21日 至2008年12月26日
用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些 参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数 字调制，反之，称为数字解调。
（2）数字调制的分类
在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）o其中，ASK属于线性调制，FSK、PSK属于非线性调制。
（3）数字调制系统的基本结构
2.ASK信号解调电路设计
木次设计中采用相干解调法，由常规双 边带调幅（AM）信号的频谱可知，如果 将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可 得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原 始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制 时的相乘运算来实现。因此VI、V2相乘 后所得2ASK信号再与V3方波信号相 乘即可实现ASK信号的解调。电路如左 图所示：
指导教师签名
年 月 日
系（教研室）主任签名
年 月 日
学生签名
年 月 日
•背景描述
.设计内容
•工作原理
•电路设计及参数设置
.仿真及波形分析……
.设计总结
•参考文献一•背景描述： 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。
由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统 分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间 的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分 布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，己不能用通常 的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种 技术手段，这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况（包括 开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保 护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通 道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于 厂、所、站工况的一些信号再显示岀来，供给调度人员监控之用。调 度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站, 驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以, 远动技术是四遥的结合。
此过程为信号的解调过程，解调是调制的逆变换，即从调制过 程的高频信号中提取原低频信号的过程。本设计采用模拟乘法器实现 对信号的解调。
用模拟乘法器实现幅度解调的原理框图如下图:
2
低通滤波器
载波信号
/ \ / 音频信号
调幅信号
解调是调制的逆过程，同样是利用乘法器来实现将音频信号从调
幅波中分离出来。乘法器的两个输入端分别接入调幅波（下边带）
Uj= “UjCOS(Wc-Ws)及与调制时的载波信号同频同相的载波信号 叫“os%则可以得到输出信号为
V2设置其低电平V2=0V,高 电平VI二IV,延迟时间TD二Ous,上升 时间TR二0. OOOOlus,下降时间TF二0. OOOOlus,脉冲宽度PW二5us,脉冲 周期PER=10us .
此过程为信号的调制过程，调制是将某种低频信号（如音频信号）
“加载”到为了便于传输的高频信号的过程。木设计采用模拟乘法器 实现对信号的调制。
用模拟乘法器实现幅度调制的原理框图如下图:
带通滤波器
音频信号
/ \ / 单边带信
载波信号
以调幅广播信号为例，将音频信UsJ2USC0SWst与高频载波信 号Uc=\'2UcC0SWct分别接入模拟乘法器的两个输入端，则输出电压为
Uol =2KUcUsC0S WctC0S wst
=KUcUs[C0S（Wc +Ws）t+C0S（Wc-Ws）t]
当0、1等概出现时，单极性基带信号功率谱密度为：
则2ASK信号的功率谱密度为：
ASK信号谱，形状为0（/）,双边带加载频谱线pg）
ASK信号传输带宽（取主瓣宽度）
带宽利用率
（4）ASK信号的解调方式
解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。其中相干解调要求 接收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波， 而根据己调信号木身的特点来解调
作者：PanHongliang
封面
仅供个人学习
《电力系统自动化》
课程设计任务书
题目
ASK调制与解调电路设计及仿真
学生姓名
凸导专业班
子号级
设计内容与要求
一、设计内容
1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。
2.熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。
3.设计ASK调制解调电路。
4.熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及应用 原理图进行仿真的基本方法。
由于被调制的低频信号并非单一频率Ws而是某一频段的信号，如 音频信号的频率为20Hz~20KHz。所以乘法器的输出电压是以调制频 率叫为中心的两段频段，简称便带。（Wc+ Ws）为上边带；（Wc-Ws）为下边带。在乘法器的输出端接一个带通滤波器可滤除其中的一个边 帀，FTIJ
保留另一个边带发送。
U0=KUcUsCOS（Wc-Ws）t
（4）ASK调制波形与方框图：
2.二进制幅移键控（ASK）
（1）ASK信号的产生
图为ASK信号的产生原理
一个二进制的ASK信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频 载波的乘积，即ASK的时域表达式为：
也可写成：
（2）ASK信号的功率谱特性
ASK信号的自相关函数为：
（3）ASK信号的功率谱密度为：
式中，卩$（广）为基带信号S（t）的功率谱密度
6.ASK调制解调仿真电路综合设计
综合上述各个电路环节，最后得ASK调制解调的仿真电路如下
a.非相干解调的原理框图和波形图（包络检波法）
b.相干解调的原理框图和波形图（同步检测法）
四.ASK调制解调的仿真电路的设计及参数设置1.ASK信号产生电路设计
本次设计中采用模拟法，其 中VI,V2都采用方波作为数字基 带信号.
VI设置其低电平V2二0V,高
电平V1=2V,延迟时间TD二Oms,上 升时间TR二0. 0001ms,下降时间TF二0. 0001ms,脉冲宽度PW=lms,脉冲周期PER二2ms .
Clwenku.baidu.com0.002uF,即可满足此时间常数要求。
4•比较电路环节设计
其中LM324与R2、R3构成一个反向器，LM324工作的正端
电压设置为5VdCo其电路如下图所示
5•电压判决电路环节设计
该处电压抽样判决器中负端工作电压由V6处的5Vdc经R4、
R5构成的电压取样电路取得lVdc与LM324的正端输入电压信号 比较，当输入信号大于lVdc时，LM324输出为高电平，否则为低 电平。从而将原低频调制信号解调还原出来。电路如下图所示
U01=KUcUs[COS Wst+C0S（2Wc-Ws）t]
通过低通滤波器滤除其中的高频分量，则可以得到输出电压幅值 与原信号(Us=<2UsC0SWst)略有不同，但频率都为Ws的低频信号。
3•滤波电路环节设计
本设计采用一阶滤波电路，由于采用了脉冲周期：PER=10us
(f=l/10us=100kHz)的高频方波载波信号，故此处所用滤波器的时 间常数^=l/f=10us,因此先选定电阻Rl=5k，与之对应选择电容
二•设计内容：
1.对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研 究。
2.熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。
3.设计ASK调制解调电路。
4.熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以 及应用原理图进行仿真的基本方法。
三.工作原理：
1.数字调幅技术的原理和实现方法
（1）数字调制的概念
5.撰写设计报告，报告要求有以下内容：
1）画出所设计电路的原理图。
2）对电路中各功能环节的工作原理进行分析。
3）针对所设计的电路，说明各种器件参数选择的理由。
4）画岀各个环节的波形图，并对仿真结果进行分析，验证设计的正确
性。
5）总结电路调试过程所遇到的问题及解决方法。
6）课程设计的结论。
二、设计要求
1.掌握电力系统远动信息传输的基本过程。
2.掌握电力系统远动信息过程中ASK数字调幅与解调的基本原理。
3.学习使用ORCAD进行仿真的基本方法。
4.设计ASK调制解调的仿真电路，并在PSPICE环境进行仿真验证，观 察各环节的波形，并能做出正确分析。
起止时间
2008年12月21日 至2008年12月26日
用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些 参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数 字调制，反之，称为数字解调。
（2）数字调制的分类
在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）o其中，ASK属于线性调制，FSK、PSK属于非线性调制。
（3）数字调制系统的基本结构
2.ASK信号解调电路设计
木次设计中采用相干解调法，由常规双 边带调幅（AM）信号的频谱可知，如果 将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可 得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原 始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制 时的相乘运算来实现。因此VI、V2相乘 后所得2ASK信号再与V3方波信号相 乘即可实现ASK信号的解调。电路如左 图所示：
指导教师签名
年 月 日
系（教研室）主任签名
年 月 日
学生签名
年 月 日
•背景描述
.设计内容
•工作原理
•电路设计及参数设置
.仿真及波形分析……
.设计总结
•参考文献一•背景描述： 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。
由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统 分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间 的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分 布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，己不能用通常 的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种 技术手段，这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况（包括 开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保 护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通 道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于 厂、所、站工况的一些信号再显示岀来，供给调度人员监控之用。调 度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站, 驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以, 远动技术是四遥的结合。