频分复用专题设计实验指导书q

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1、《频分复用专题设计指导书》频分复用专题设计班级学生学号教师【设计名称】传输专题设计(频分复用)【设计目的】要求学生独立应用所学知识，对通信系统屮的典型部件电路进行方案设计、分析制作与调测电路。通过本专题设计，掌握频分复用的原理，熟悉简单复用系统的设计方法。【设计原理】若干路信息在同一信道屮传输称为多路复用。由于在i个信道传输多路信号而互不干扰，因此可提高信道的利用率。按复用方式的不同可分为：频分复用(FDM)和时分复用(TDM)两类。频分复用是按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据英屮的一个频段

2、。在接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。时分复用是按时间分割多路信号的方法，即将信道的可用时间分成若干顺序排列的时隙，每路信号占据其屮一个时隙。在接收端用时序电路将多路信号分开，分别进行解调和终端处理。频分复用原理框图如图1所示。图小给从的是一个12路调制、解调系统框图。CH1CH12CH12图1频分复用原理松图CH1【设计指标】设计一个频分复用调制系统，将12路语咅信号调制到电缆上进行传输，其传输技术指标如下：1.语音信号频带:300Hz〜3400Hz。2.电缆传输频带：60KHz〜156KHz。3.传输中满载

3、条件下信号功率不低于总功率的90%。4.电缆传输端阻抗600Q,电缆上信号总功率（传输频带内的最大功率）不大于lmWo5.语咅通信接口采用4线制全双工。6.音频端接口阻抗600□,标称输入输出功率为O.lmWo7.滤波器指标：规一化过渡带1%,特征阻抗600Q,通带衰耗ldB,阻带衰耗40dB（功率衰耗），截止频率（设计者定）。8.系统电源：直流24V单电源。【频分复用原理】在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。在

4、频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段，每路信号用其中一个频段传输。系统原理如图2所示。以线性调制信号的频分复用为例。在图2中设有n路基带信号，图2频分复用系统组成方框图为了限制已调信号的带宽，各路信号首先出低通滤波器进行限带，限带后的信号分别对不同频率的载波进行线性调制，形成频率不同的已调信号。为了避免已调信号的频谱交叠，各路已调信号由带通滤波器进行限带，相加形成频分复用信号后送往信道传输。在接收端首先用带通滤波器将多路信号分开，各路信号出各自的解调器进行解调，再经低通滤波器滤波，恢复为调制信号。发送怖由于消息信号往

5、往不是严格的限帯信号，因而在发送端各路消息首先经过低通滤波，以便限制各路信号的最高频率，为了分析问题的方便，这里我们假设各路的调制信号频率仏都相等。然后对各路信号进行线性调制，各路调制器的载波频率不同。在选择载频时，应考虑到边带频谱的宽度，同时，还应考虑到传输过程中邻路信号的相互干扰，以及带通滤波器制作的困难程度。因此在选择各路载波信号的频率时，在保证各路信号的带宽以外，还应留有一定的防护间隔，一般要求相邻载波之间的间隔为B=Bs+血式中乞为已调信号的带宽，仪为防卫间隔。接收端在频分复用系统的接收端，首先用带通滤波器(BPF)來区分各

6、路信号的频谱，然后，通过各自的相干解调器解调，再经低通滤波后输出，便可恢复各路的调制信号。【频分多路复用的特点】频分多路复用系统的优点:信道复用率高，允许复用的路数多，分路方便，因此，频分多路复用是目前模拟通信中常采用的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中应用十分广泛。频分多路复用中的主要问题：缺点是设备复杂，不仅需要大量的调制、解调器和带通滤波器，而且还要求接收端提供和干载波。此外，由于在传输过程中的非线性失真，在频分复用屮不可避免的地会产生路际信号之间的相互干扰，即串扰。引起串扰的主要原因是滤波器特性不够理想和信道屮的非线性特

7、性造成的已调信号频谱的展宽。调制非线性所造成的串扰可以部分地由发送带通滤波器消除，因而在频分多路复用系统屮对系统线性的要求很高。其频谱结构如图3所示。图3频分复用信号的频谱结构合理选择载波频率心、©务，并在各路已调信号频谱Z间留有一定的保护间隔，也是减小串扰的有效措施。邻路间的保护频带f；越大，则在邻路信号干扰指标相同的情况卜-，对带通滤波器的技术指标的要求就可以放宽一些，但这时占用的总的频带就要加宽，这对提高信道复用率不利。因此，实际中，通常提高带通滤波器的技术指标，尽量减小邻路间的保护频带fgo各路已调信号相加送入信道Z前，为了免它

8、们的频谱重叠，还要经过带通滤波器。在信道中传送的n路信号的总的频带宽度最小应等丁二Bn=nfm+(n-l)fg=(n-l)(fm+fg)+fm=(n-l)Bi+fm式中B,=fm+fg,它是一路信号占用的带