简易两路时分复用电路设计

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1、武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书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

2、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的频带是带限的，最高角频率为,加到m(t)上的直流电压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)

3、所示。在一个抽样周期内，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，所以每路占有时间为或者说，对于、每一路抽样脉冲的宽度τ应满足14武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书(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。　　转换开关一般是电子开关。为了使各路信号接收准确，接收端的抽样转换

4、开关必须与发送端的抽样转换开关严格同步。一种简单的同步方法是安排一定的时隙，发送端周期性的送出一个已知的比任何其他抽样脉冲的幅度都大的脉冲，被接收端所识别并取出，用来控制接收端的时钟电路，达到发送与接收两方同步。图1.1是两路PAM信号时分复用的方框图，图(a)表示发送端，图(b)表示接收端。在接收端，由线路或接收机的时分复用PAM信号经过抽样保持电路，抽样时刻由时钟控制使各路不同，从而达到恢复各路的抽样情况。　　14武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书使用抽样保持电路的原因是：抽样脉冲的宽度τ较窄，远小于抽样间隔Ts，如果直接经过低通滤波器，出来的功率信号将很弱，以至

5、必须接一个高增益的放大器。抽样保持电路如图1.1(a)所示，图上开关只在该信道要被抽样时才闭合。由于信原内组r较小，电容上的电压只在开关闭合时隙τ内才随输入电压而变化。电容的负载电阻R选的足够大，以便电容电压在开关再闭合之前一直保持这个数值。所以抽样保持电路只接受抽样时可的输入信号值，然后将它保持到下一次抽样时刻，如图1.1(b)所示。在经一个低通滤波器起平滑作用就可恢复输出原有的调制信号。对这个低通滤波器的要求可较低，不必如抽样保持电路那样严密。1.2时分复用的应用当使用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；而时分复用则使占有

6、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。时分复用器是一种利用TDM技术的设备，主要用于将多个低速率数据流结合为单个高速率数据流。来自多个不同源的数据被分解为各个部分（位或位组），并且这些部分以规定的次序进行传输。这样每个输入数据流即成为输出数据流中的一个“时间片段”。必须维持好传输顺序，从而输入数据流才可以在目的端进行重组。将高速率数据流分解为多个低速率数据流，该过程称为解除复用技术。两个信号的时分复用波形如图1.2所示和时分复用输出信号帧结构如图1.3所示。1.2两个信号的时分复用14武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书数据1数据20111

7、0010数据1数据20111001000000000000000008位全零8位8位8位全零8位8位帧同步码帧同步码1.3时分复用输出信号帧结构1.3PAM编码利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样。抽样后的信号称之为脉冲调幅(PAM)信号。图1.4为PAM信号的产生过程。图1.4PAM信号的产生其中，这里的抽样必须满足抽样定理，抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fH，则可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。在满足这一条件的情况下，抽样信号保留而来原信号的