通信原理课程设计-单路语音数字通信系统设计

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1、湖南工程学院课程设计课程名称通信原理课题名称单路语音数字通信系统设计专业电子科学与技术班级学号姓名指导教师2011年12月7日16湖南工程学院课程设计任务书课程名称通信原理题目单路数字语音通信系统的设计专业班级学生姓名学号：指导老师审批任务书下达日期2011年11月28日设计完成日期2011年12月9日16设计内容与设计要求一、设计内容：设计一个单路语音数字通信系统，信道视为理想信道，语音编码方式和调制方式不限。1、设计单路语音通信系统的系统方框图与单元电路图；2、利用实验箱进行调试。二、设计要求1、码速率不超过64kb/s；2、给出系统框图以及单元电路图，重要元器件的选择和参数；主

2、要设计条件通信原理实验箱一个；说明书格式1.课程设计封面；2.任务书；3.说明书目录；4.设计基本原理与系统框图。5.各单元电路设计；6.系统进行调试结果；7.总结与体会；8.附录；9.参考文献。进度安排1611月28日：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；11月29日：查找资料；11月30日—12月2日：设计系统框图、完成单元电路图；12月3日—5日：完成总电路图；利用实验箱进行调试；12月6日—8日：编写并打印设计报告；12月9日：答辩。参考文献1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。2、南利平主编，通信原理简明教程，清华大学出版社。3、浣喜明，通信原理实验指导书，湖南工程学院

3、。16目录一.系统概述11.1总体框架和原理11.22FSK调制和解调原理2①调制部分2②解调部分3二．各单元电路设计42.1语音信号采集模块42.2AD采样电路72.32FSK调制电路82FSK调制与解调的基本原理82FSK调制与解调的原理框图82.4.2FSK解调11(a)带通滤波器11(b)包络检波器和抽样判决器112.5串行转并行和DA转换电路12三．课程设计总结13四.参考文献14五.附录1516一．系统概述：1.1总体框架和原理：要实现单路数字语音的通信，首先把模拟语音信号通过抽样、量化、编码转变为数字信号，编码后再经过调制，将数字信号转化成模拟信号，再将其解调，则模拟信

4、号解调成数字信号，再让数字信号通过解码转变为模拟信号，该过程即完成了单路数字语音的通信系统。其原理框图如下所示：语音信号语音量化编码解码DA压缩调制解调图1-1单路数字语音通信系统原理框图在量化时可以采用均匀量化，也可以采用非均匀量化，均匀量化是在抽样信号的取值范围内均匀划分量化等级的量化方法。它产生的量化噪声也是均匀的，与信号在取样点的幅度无关。因此，均匀量化会出现话音弱时的信噪比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。故本次课程设计采用非均匀量化。非均匀量化的具体办法是压缩、扩张法，即在发送端对抽样信号先进行压缩处理再均匀量化，压缩器特性曲线在小信号时的斜率大，大信号

5、时的斜率小，使抽样信号的小样值部分被充分放大，大样值部分被适当压缩。被压缩的抽样信号虽然再经过均匀量化，但在接收端，解码后的被压缩量化抽样信号之量化信噪比却得到了均衡，故能在较高的信噪比下，用与压缩器特性正好相反的扩张器恢复被压缩抽样信号的本来面目。调制与解调有ASK，FSK，PSK和DPSK16这四种基本的解调方法。在这里采用开关法对信号进行调制，用2FSK非相干解调法（包络检波法）。开关法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的震荡作为输出。而对包络检波法，其判决准则是比较两个支路信号的大小，若支路上的信号包络较大，则判为收到“1”，反之则判为“0”。1.2.2FS

6、K调制和解调原理本课程设计采用2FSK方式进行调制通信编码。2FSK系统分调制和解调两部分。①调制部分2FSK信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，如(a)图所示，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号，在相邻码元之间的相位是连续的，如(c)图所示；而开关法产生的2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续，如(d)图所示。本次设计用

7、键控法实现2FSK信号。图1-2调制原理16(c)相位连续(d)相位不连续图1-3波形设置②解调部分2FSK信号的接收主要分为相干和非相干接收两类，本次设计采用非相干法(即包络解调法)，其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为和的高频脉冲，经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。带通f1滤波器包络检波器器抽样判决器2FSK包络检波器带通f2滤波器n(t)图1-4FSK信号包络解调方框图设频