无线接收与解调(锁相环)

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1、第1页共35页引言“锁相环技术”是近几年来迅速发展起来的一门技术，由于它的环路结构简单，性能良好。在许多新型的电子设备中，特别是在通信系统中，得到广泛的应用。随着通信技术的发展，锁相环技术在调制解调中扮演着越来越重要的角色。锁相环技术所以能得到这么广泛的应用，是由于其独特的优良性能所决定的。本文用到的锁相环的跟踪特性，可制成高性能的调制器和解调器，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。随着科技的发展，电子产品市场运作节奏也进一步加快，涉及诸多领域的现代电子技术已迈入一个全新的阶段，如何把锁相环的强大优势发

2、挥出来，就是目前电路研究发展的方向了。把锁相环技术应用与高频FSK信号的接收解调中，从而使电路性能得到进一步的改善，这对数字电路来说也算是个不小的突破。本文主要是采用了锁相环专用集成电路NE564，实现FSK解调电路的设计调试。首先通过对数字调制解调的基本原理作了简单的分析，接着结合锁相技术的一般框图解析所设计的电路。然后又介绍一些锁相环的集成芯片，并对它们的性能作出比较。最后，详细给出制作电路的步骤和方法以及在制作过程中的问题，得出结论。第2页共35页1课题设计思路1.1设计背景在无线电通讯和广播中，需要传送由语言、音乐、

3、文字、图像等转换成的电信号。由于这些信号频率比较低，根据电磁理论，低频信号不能直接以电磁波的形式有效地从天线上发射出去。因此，在发送端须采用调制的方式，将低频信号加到高频信号之上，然后将这种带有低频信号的高频信号发射出去，在接收端则把带有这种低频信号的高频信号接收下来，经过频率变换和相应的解调方式"检出"原来的低频信号，从而达到通讯和广播的目的。就目前接收机技术来说，锁相环因为起得天独厚的性能优势，在接收机技术上可以有广阔的发展前景。但是因为发送信号的频率比较高，那么如何能够把这种信号很好的解出来，这成了锁相环技术的一种考验

4、。本文主要就是研究利用锁相环，接收高频信号，并把它解调出来。本课题的设计就是在目前接收解调以及锁相环技术的蓬勃发展下，把锁相环技术运用与接收解调中，抛弃原来的纯分离元器件电路，而是利用高频锁相环集成电路NE564，从而把原始信号更好的还原出来。利用锁相环集成电路不但使电路更加简单，而且性能更好，充分体现了集成电路的优势。在未来的世界，锁相环电路将在通信领域大放光彩。1.2设计思想本课题设计的主要思想如下：FSK信号经过一个放大器，一个带通滤波器，进入锁相环电路。FSK信号在锁相环内部经锁定后，经过施密特触发电路解调输出FSK

5、信号。因此，下面将就调制解调原理和设计过程，以及其中遇到的问题和解决方法进行详细说明。1.3设计任务NE564可以解调出FSK信号。2调制解调基本原理调制可以分模拟调制和数字调制，随着通信技术的发展，模拟调制将逐渐退出历史的舞台，取而代之的是具有更高性价比的数字调制技术。数字调制和模拟调制相比，其原理并没有什么本质的区别。不过模拟调制是对载波信号的参量进行连续的调制，在接受端则对载波信号的调制参量连续地进行估值；而数字调制都是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接受端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。和模拟调

6、制一样，数字调制也有调频，调相，调幅三种基本形式，并可以派生出很多种其他形式，给通信系统很大的补充和完善。第3页共35页数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK），移频键控（FSK），移相键控（PSK）三种基本信号形式。2.1振幅键控（ASK）数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。借助于第3章幅度调制的原理，2ASK信号可表示为（2-1）式中，为

7、载波角频率，S(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列（2-2）其中，g(t)是持续时间为,高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字（2-3）2ASK信号的产生方法（调制方法）有两种，如图2-1所示。图（a）是一般的模拟幅度调制方法，不过这里的s(t)由式（2-2）规定；图（b）是一种键控方法，这里的开关电路受s(t)控制。图（c）给出了s(t)及的波形示例。二进制幅度键控信号，由于一个信号状态始终为0，相当于处于断开状态，故又常称为通断键控信号（OOK信号）。图2-12ASK信号产生方法及波形示例2ASK信号解调的常用方法主

8、要有两种：包络检波法和相干检测法。包络检波法的原理方框图如图2-2所示。带通滤波器（BPF）恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。低通滤波器（LPF）的作用是滤除高频杂波，使基带信号（包络）通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄的脉冲