基于锁相环的fsk数据收发传输系统实现研究.doc

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1、基于锁相环的FSK数据收发传输系统实现研究目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1课题研究的背景和意义11.2国内外的研究水平21.3本文的主要研究内容及章节安排2第2章系统理论分析及总体设计方案42.1二进制频移键控42.1.1基本原理42.1.2FSK信号产生方法42.1.3FSK信号的解调方法52.2锁相环72.2.1锁相环路的工作原理72.2.2锁相环路的组成部分72.2.3锁相环路的基本方程92.2.4锁相调频电路102.3系统总体方案设计112.3.1发射机方案设计112.3.2

2、接收机方案设计112.4本章小结12第3章系统的硬件设计133.1发射机硬件设计133.1.1锁相频率源设计133.1.2功率放大电路183.1.3天线183.1.4STM32最小系统电路设计193.1.5DAC和模拟开关2133基于锁相环的FSK数据收发传输系统实现研究3.1.6发射机总体框图233.2接收机硬件设计233.2.1低噪放大电路233.2.2混频器电路243.2.3窄带FSK接收机设计263.2.4比较器273.2.5接收机总体框图·283.3本章小结28第4章系统的软件设计294.1STM3

3、2开发方式介绍294.2STM32实现系统整体控制的流程304.3STM32实现对锁相环ADF4001的控制304.4STM32实现对DAC模块的控制324.5STM32产生脉冲宽度调制信号334.6本章小结34第5章系统测试355.1FSK发射机测试355.1.1锁相环测试355.1.2DA输出电压与压控振荡器输出频率测试355.1.3STM32生成脉宽可调的数字基带信号365.2FSK接收机测试375.2.1混频器测试375.2.2接收机输出测试375.3本章小结39结论40参考文献41致谢4233第1章

4、绪论第1章绪论1.1课题研究的背景和意义随着网络和各类移动终端普及，数字通信在不同的通信业务中得到了广泛的应用。的传输方式有和两种。实际中的大多数信道并不能直接用于基带信号的传输，原因是基带信号在传输过程中往往伴随着丰富的低频分量。为了使能够在中完成信息传递，需要利用对系统载波进行。能对进行的方法有两种：（1）通过实现的调制，即把当成的一个特例，把当作的特殊情况进行处理；（2）利用的特点通过开关电路载波频率值的大小。这种方法通常称为法，通过这种方法对载波的、和分别进行键控，便可获得键控（PSK）、键控（ASK

5、）和键控（FSK）。而对于数字通信系统的接收端，要想恢复出，可采用和非两种解调方式。由于FSK信号产生方法简单、易于实现，且在解调过程中可以不恢复本地载波，和性能也较强。因此，FSK技术在通信行业得到了广泛地应用。实现FSK信号的调制解调的方式很多，国外相关芯片厂商已经生产出专门用于FSK信号的产生和解调的单片集成芯片。经过研究，本文以锁相环（PLL）为核心完成FSK信号产生，即传输系统的发射机部分；以单片集成解调芯片完成FSK信号的解调部分，用比较器电路恢复FSK的数字基带信号。其特点是，利用较少的电路元器

6、件和较简单的硬件电路来完成FSK信号发射接收传输系统。是利用的变化来传递数字消息。在2FSK中，随二进制在和两个频率点间变化。在FSK信号的已调波形中，若二进制数字1对应于载频，则数字0对应于载频。从原理上讲，产生FSK信号的方法有两种：其一是通过模拟调频电路来实现；其二可以采用键控法来实现。模拟调频法是利用基带信号直接控制模拟电路输出信号频率的大小来产生FSK信号；键控法则是通过二进制信号来控制开关电路，通过开关电路对信号频率值大小不同的两个独立进行选通，进而产生FSK信号。本文基于模拟调频电路产生FSK信

7、号。(phase-lockedloop)是无线发射系统中能提供稳定信号的一种电路。锁相环是由、和三个模块电路组成的相位负反馈系统。的本质是通过对相位的比较去33第1章绪论控制VCO输出端频率的大小。压控振荡器输出端信号分为两部分：其一作为锁相环输出，产生实验人员所需的频率信号；其二通过前置分频器与锁相环参考频率源产生的本振信号作相位比较，看两者是否有相位差。通过VCO输出端信号相位和参考相位比较，若相位差存在，锁相环鉴相器的输出端电压大小发生变化，控制VCO输出信号频率值大小发生变化，直到相位差恢复，达到锁频

8、的目的。本文通过锁相环产生系统所需FSK信号的载波频率。本课题的目的是通过制作FSK数据收发传输系统，进一步理解FSK信号和锁相环的理论知识。基于对FSK信号和锁相环理论知识的了解，解决在系统硬件制作和软件编写调试过程中遇到的问题，提升学生运用理论知识解决实际问题的能力。1.1国内外的研究水平在通信数字化的今天，网络和各类终端之间的通信是通过二进制代码进行数据传输的。 然而，二进制基带信号并不能直接