杭电通信系统课程设计实验报告.docx

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1、通信系统课程设计实验报告姓名：田昕煜学号：13081405班级：通信四班班级号：13083414基于FSK调制的PC机通信电路设计一、目的、内容与要求目的:掌握用FSK调制和解调实现数据通信的方法,掌握FSK调制和解调电路中相关模块的设计方法。初步体验从事通信产品研发的过程.课程设计任务：设计并制作能实现全双工FSK调制解调器电路，掌握用OrcadPspice、Protel99se进行系统设计及电路仿真。要求：合理设计各个电路，尽量使仿真时的频率响应和其他参数达到设计要求。尽量选择符合标称值的元器件构

2、成电路，正确完成电路调试。二、总体方案设计信号调制过程如下：调制数据由信号发生器产生（电平为TTL，波特率不超过9600Baud），送入电平/幅度调整电路完成电平的变换，再经过锁相环（CD4046）,产生两个频率信号分别为30kHz和40kHz（发“1”时产生30kHz方波，发“0”时产生40kHz方波），再经过低通滤波器2，变成平滑的正弦波，最后通过线圈实现单端到差分信号的转换。信号的解调过程如下：首先经过带通滤波器1，滤除带外噪声，实现信号的提取。在本设计中FSK信号的解调方式是过零检测法。所以还

3、要经过比较器使正弦信号变成方波，再经过微分、整流电路和低通滤波器1实现信号的解调，最后经过比较器使解调信号成为TTL电平。在示波器上会看到接收数据和发送数据是一致的。各主要电路模块作用：电平/幅度调整电路：完成TTL电平到VCO控制电压的调整；VCO电路：在控制电压作用下，产生30KHz和40KHz方波；低通2：把30KHz、40KHz方波滤成正弦波；线圈：完成单端信号和差分信号的相互转换；带通1：对带外信号抑制，完成带内信号的提取；限放电路：正弦波整形成方波，同时保留了过零点的信息；微分、整流、脉冲

4、形成电路：完成信号过零点的提取；低通1：提取基带信号，实现初步解调；比较器：把初步解调后的信号转换成TTL电平三、单元电路设计原理与仿真分析(1)带通1(4阶带通)--接收滤波器（对带外信号抑制，完成带内信号的提取）要求通带：26KHz—46KHz，通带波动3dB；阻带截止频率：fc＝75KHz时，要求衰减大于10dB。经分析，二级四阶巴特沃斯带通滤波器来提取信号。具体数值和电路见图1仿真结果见图2。图1图2(2)低通1(4阶低通)--提取基带信号，实现初步解调这两个低通的指标一样，可用一通带（0-2

5、0KHz）波动为3dB，3dB截止频率为20KHz的四阶切比雪夫低通滤波器实现。计算得理论值：：C2=333p，C1=24p，R1=R2=86.9k，R3=57.2k具体数值和电路见图3仿真结果见图4。图3图4(3)低通2(4阶低通)—把30kHz,40kHz方波滤成正弦波可用一通带波动为3dB，3dB截止频率为50KHz的四阶巴特沃兹滤波器实现。电路形式采用多路反馈（MFB）有源滤波器，用两级二阶（四阶）低通滤波器串联实现。具体数值和电路见图5仿真结果见图6。图5图6(4)限放电路设计—正弦波整形成

6、方波，同时保留了过零点的信息限放电路采用过零点比较器（LM339）制作，比较电压为0，即当输入信号的电压在零点处变化时，输出信号发生阶跃。比较电压的值就是R8上的电压，即输入的直流电压在R8上的分压。要使比较电压为0，则R4与R8的比值应尽量大，使R8上的电压尽可能接近于0。在图7中，R4与R8的比值为10：1，所以进入电压比较器LM339第5脚的电压接近于0，满足了比较电压的要求。另外，电路中要求R3与R1、R2相加值的比值应等于R4与R8的比值，在实际电路中取R3=R4=100k，R8=10k，R

7、1=R2=5.1k，符合了要求。具体数值和电路见图7仿真结果见图8。图7图8(5)微分、整流、脉冲形成电路R1和C1构成一个微分电路，作为方波信号的高电平输出。R2和C2构成另一个微分电路，作为方波信号的低电平输出。具体数值和电路见图9仿真结果见图10。图9图10(6)比较器—把初步解调后的信号转换成TTL电平比较器的电路形式与限幅放大电路相同，只是比较电压不同。它的比较电压即R1和R2上的分压值，这个比较电压值也是输入的方波信号的高电平与低电平的平均值。这里取R1=40k，R2＝6k，R3=3k，R

8、4=10meg，实际电路中，R2为一10k的可调电阻。具体数值和电路见图11仿真结果见图12。图11图12(7)电平/幅度调整电路—完成TTL电平到VCO控制电压的调整根据VCO电路的实际调试结果得出与各频率相对应的输入电压即电平/幅度调整电路的输出电压，并据此进行Pspice仿真。在实际电路中R1＝75k，Rf是一阻值为10k的可调电阻，所以调整Rf可以改变输出Vo的大小，若减小Rf，则Vo增大；若增大Rf，则Vo减小，据此进行电路调整，使输出符合要求