AM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、現(xiàn)代通信電路課程設(shè)計(jì)中原工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：現(xiàn)代通信電路課程設(shè)計(jì)課 程 號：專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：日 期： 目錄第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容3 第一部分 課題簡介3 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容和目的3二、設(shè)計(jì)流程圖4第二部分 課題分析5 一、課程設(shè)計(jì)方案5二、設(shè)計(jì)模塊6第二章 設(shè)計(jì)操作10第一部分 畫圖仿真10一、 EWB模擬仿真10 二、PROTEL畫圖13 第二部分 安裝調(diào)試14 一、安裝焊接14二、連線調(diào)試15第三章 實(shí)驗(yàn)分析15第四章 試驗(yàn)箱簡介17第五章 心得體會20附錄一：器件清單21附錄二：芯片資料22附錄三：參考文獻(xiàn)23附錄四：原理圖24第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容第一部分 課題簡介一

2、、 設(shè)計(jì)內(nèi)容和目的1 設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)題目：AM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 包含項(xiàng)目：1.1 信號源產(chǎn)生模塊（模擬語音信號）；1.2 載頻信號產(chǎn)生（模擬載波）；1.3 AM調(diào)制器：平衡調(diào)制器1.4 AM解調(diào)器：解調(diào)AM信號2 設(shè)計(jì)目的: （1）將學(xué)生專業(yè)知識（信號與系統(tǒng)、現(xiàn)代通信電路及通信原理）、專業(yè)技能（數(shù)電、模電、電子電工）及常用開發(fā)工具（EDA、DSP、單片機(jī)技術(shù)）相結(jié)合，在實(shí)際中進(jìn)行綜合運(yùn)用。（2）培養(yǎng)學(xué)生從零開始自己動手進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的能力，同時(shí)一般要求在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)師具有較高的成功率。這是學(xué)生第一次動手設(shè)計(jì)自己的作品，是今后畢業(yè)工作的起點(diǎn)、濃縮、簡化版，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的信心也是綜合設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的任

3、務(wù)。（3）鞏固和加深對高頻電子線路基本知識的理解，提高學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識的能力，通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，掌握分析問題的方法。二、設(shè)計(jì)流程圖 圖1-1-1第二部分 課題分析 一、課程設(shè)計(jì)方案圖1-2-11信號產(chǎn)生模塊（=1KHz）方案一：RC震蕩器橋式振蕩器 優(yōu)點(diǎn)：電路原理簡單，起振容易，波形好，頻率穩(wěn)定可調(diào)。 注意：正弦波震蕩電路是一個(gè)沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路，設(shè)計(jì)電路時(shí)要注意其震蕩條件（振幅平衡條件和相位平衡條件） 方案二：壓控振蕩器鎖相環(huán)40462. 載波產(chǎn)生模塊（f0=100KHZ10MHZ）方案一：LC振蕩器（電容三點(diǎn)式、電感三點(diǎn)式、石英晶體振蕩器優(yōu)缺點(diǎn)

4、：電容三點(diǎn)式震蕩頻率高，一般工作在固定頻率；電感三點(diǎn)式工作頻率低，線圈的使用不方便；晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高。方案二：壓控振蕩器（VCO）利用鎖相環(huán)4046產(chǎn)生的矩形波作為載波，電路簡單，不需編程方案三：EPLD利用EDA技術(shù)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)3AM調(diào)制器方案一：模擬乘法器（MC1496） 模擬相乘器可用來實(shí)現(xiàn)振幅的調(diào)制、解調(diào)以及混頻等線性頻譜搬移電路，電路簡單。方案二：分立元件 電路復(fù)雜，可能出現(xiàn)的問題多。4. AM解調(diào)器方案一：二極管峰值包絡(luò)檢波 用于大信號的檢波，利用RC的充放電實(shí)現(xiàn)檢波。電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。方案二：模擬相乘器 外圍電路復(fù)雜，原理復(fù)雜二、設(shè)計(jì)模塊1信號產(chǎn)生模塊實(shí)現(xiàn)方法：RC振蕩

5、器圖1-2-22載波產(chǎn)生模塊實(shí)現(xiàn)方法：壓控振蕩器3AM調(diào)制模塊AM信號的產(chǎn)生可以采用高電平調(diào)制和低電平調(diào)制兩種方式完成。此模塊采用雙平衡乘法器，從相應(yīng)借口輸入即可完成兩信號相乘。AM信號的產(chǎn)生可用以下示意圖表示： 乘法器電路圖:圖1-2-4模塊內(nèi)容如圖1-2-5所示該模塊實(shí)現(xiàn)諸如AM、BPSK、QPSK等信號的調(diào)制和解調(diào)。在該模塊中有兩個(gè)完全一樣的模塊a.乘法器1：信號從測試孔TPF01輸入，載波信號從TPF02輸入，輸出信號經(jīng)放大后從測試孔TPF03輸出。b.乘法器2：信號從測試孔TPF06輸入，輸出信號從TPF07輸入，輸出信號經(jīng)放大后從測試孔TPF08輸出。注意：對與輸入信號TPF06只

6、有測試孔，其信號與測試雙排之間沒有信號連接線。a) 兩信號相加：信號電路板右排插針JA02的引腳1、5輸入，結(jié)果從引腳9輸出。b) 兩信號相減：被減信號從JA02的引腳14輸入，減信號從引腳18輸入，結(jié)果從引腳19輸出。c) 單個(gè)信號的反相：信號從JA02的引腳13輸入，反相信號從17輸出。4AM 解調(diào)模塊常用解調(diào)（同步解調(diào)）（1）相干解調(diào)可用以下示意圖表示 圖1-2-6該模塊提供三種濾波器，這三種濾波器的參數(shù)可以通過改變不同的電阻值進(jìn)行設(shè)置 a）3dB點(diǎn)為24HZ高通濾波器：測試孔TP101輸入信號，測試孔TP102輸出濾波后的信號。b）中心頻率為1624KHZ、帶寬為1024KHZ的帶通濾

7、波器：測試孔TP103輸出信號測試孔TP104輸出濾波后的信號。c）3dB點(diǎn)為1624KHZ低通濾波器：測試孔TP105輸入信號，測試孔TP106輸出濾波后的信號（2）二極管峰值包絡(luò)檢波法說明：包絡(luò)檢波是指解調(diào)器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的檢波方法檢測過程就是信號源通過二極管給電容充電與電容對電阻放點(diǎn)的交替重復(fù)過程。圖1-2-7第二章 設(shè)計(jì)操作第一部分 畫圖仿真一、 EWB模擬仿真1. RC振蕩器產(chǎn)生調(diào)制信號取C=10nf,由1/2RC=1KHz得R=16K，取R=16K取Rf=10k,由Af=1+Rf/R1>=3得R1<=5K,取R1=4.9K圖2-1-1仿真電路圖如圖所示

8、：圖2-1-2仿真結(jié)果如圖所示：圖2-1-32.二極管峰值包絡(luò)檢波（1）如下圖2-1-4所示： 圖2-1-4波形如圖所示：圖2-1-5（2）由于波形質(zhì)量差，增加一低通濾波器，如圖：圖2-1-6波形如圖：圖2-1-7（3）進(jìn)一步改進(jìn)，如圖：圖2-1-8波形如圖：二、protel畫圖1.信號產(chǎn)生模塊圖2-2-12.載波產(chǎn)生模塊圖2-2-23.調(diào)制模塊圖2-2-34解調(diào)模塊第二部分 安裝調(diào)試一、 安裝焊接1信號產(chǎn)生模塊選擇R1為1K的電阻，Rf為10K的滑動變阻器，C的型號為103，R的阻值為10K的元件進(jìn)行焊接2二極管包絡(luò)檢波模塊選用普通二極管，R為10K，型號為102的電容C，Rf為10K的電阻

9、進(jìn)行焊接注意：注意二極管的正負(fù) 正確使用電烙鐵，防觸電，燒傷 焊接順序?yàn)橄鹊停ㄐ。┖蟾撸ù螅┒?、連線調(diào)試調(diào)制信號輸出后和載波分別由乘法器的TPF01、TPF02進(jìn)，TPF03出或者TPF06、TPF07進(jìn)，TPF08出，接著將輸出接入二極管包絡(luò)檢波器中，再將輸出接入濾波塊，5孔進(jìn)6孔出，輸出的信號連接在示波器上進(jìn)行觀察。說明：需分步調(diào)試第一步：將信號產(chǎn)生模塊的輸出通過示波器觀察波形第二步：將載波產(chǎn)生模塊的輸出通過示波器觀察波形第三步：將信號和載波送入乘法器，通過示波器觀察輸出波形第四步：將調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，并觀察輸出波形第五步：若解調(diào)后的波形不理想，送濾波器進(jìn)行濾波后觀察第三章 實(shí)驗(yàn)分析1、信

10、號產(chǎn)生模塊仿真及調(diào)試由C=10nf, R=16K則fc=1/2RC=0.995KHz取Rf=10k,由Af=1+Rf/R1>=3得R1<=5K,取R1進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)R1=4.9 k時(shí)波形質(zhì)量最好由于失真太嚴(yán)重，輸出波形為一矩形波而不是正弦波，調(diào)節(jié)滑動變阻器Rf使其出現(xiàn)理想正弦波，并調(diào)節(jié)幅度為2V，測得頻率為1.455KHz。2、壓控振蕩器調(diào)試壓控振蕩器的輸出為矩形波，其中一路輸出頻率為347.5KHz，另一路輸出頻率為137.9 KHz。取頻率為137.9 KHz的輸出作為載波3、乘法器模塊調(diào)試載波送入乘法器，調(diào)節(jié)輸出幅度使其大于調(diào)制信號，即U<Uc。將調(diào)制信號送入乘法器，

11、若輸出波形為矩形波，調(diào)節(jié)頻率。若波形為即出現(xiàn)過調(diào)狀態(tài)，則調(diào)節(jié)乘法器模塊的電阻值使其輸出為4、二極管包絡(luò)檢波仿真及調(diào)試在仿真過程中用到AM波，改變參使載波頻率為10KHz，調(diào)制信號為1KHz，幅度為2V，m=0.5，AM波形如圖所示檢波電路滿足RC<=1-m²/m可以防止惰性失真。檢波器輸出端為正弦波和少量的高頻紋波，在輸出端加一低通濾波器可以將高頻紋波濾掉。然而得到的輸出仍含有少量的高頻分量，為此，在RC回路后加一濾波器濾除高頻分量，輸出波形中不再含有高頻紋波。將調(diào)幅波送入檢波電路檢波，用示波器觀察輸出波形質(zhì)量較差，需送入濾波模塊進(jìn)行濾波，得到理想波形。第四章 實(shí)驗(yàn)箱簡介ZH5

12、006試驗(yàn)箱介紹ZH5006綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱為學(xué)生提供了一個(gè)開放的、可互連得工作平臺，可充分地發(fā)揮學(xué)生的四維空間。ZH5006綜合設(shè)計(jì)試驗(yàn)箱包括以下三部分：（1）主板：提供了一個(gè)靈活的工作平臺；(2)標(biāo)準(zhǔn)模塊：提供了諸如80C31、EPLD、乘法器等標(biāo)準(zhǔn)模塊； （3）通用設(shè)計(jì)模塊：提供了一個(gè)可進(jìn)行焊接的通用化模塊；ZH5006試驗(yàn)箱的主板結(jié)構(gòu)入下圖4-1所示：圖4-1在ZH5006試驗(yàn)箱中最多可插入兩種類型的九塊模板，其中上面三個(gè)模塊（模塊13）的結(jié)構(gòu)一樣，下面六個(gè)模塊（模塊49）的結(jié)構(gòu)一樣。這兩類模塊的差別在于它們的右邊雙排的信號定義上的差別，下面將詳細(xì)說明。 這兩類模塊的左排插針JX01連接

13、電源和地， 右排插針JX02連接信號，下方（或者上方）有十個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測試孔CJX01CJX10，用于信號的連線及測量。另外，在每個(gè)模塊的四角上還有四個(gè)固定孔，是用于設(shè)計(jì)模塊在插入主板上進(jìn)行定位的。每個(gè)模塊的左邊插針JX01的定義如圖4-2：圖4-2 圖4-3J-X01的電源腳定義 模塊03的J-X02引腳定義1、ZH5006模塊13的JX02引腳的定義如圖4-3所示：2、ZH5006模塊49的JX02引腳的定義如圖4-4所示：圖4-4模塊49的IX02的信號引腳定義3、對于雙排的編號如下：（如圖4-5所示）最后對于ZH5006主板還需要說明的是：在主板的上方與下方有五個(gè)向外提供電源的標(biāo)準(zhǔn)插座，其主

14、要提供+5V+12V 、12V的電源。電源定義如下：圖4-5雙排針的編號第五章 心得體會這次課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程是高頻電子線路，由于課堂基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)課的獨(dú)立操作，我對AM傳輸系統(tǒng)的原理有一定的認(rèn)識，為課程設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計(jì)中我負(fù)責(zé)了EWB模擬仿真，二極管包絡(luò)檢波電路的焊接以及系統(tǒng)的連線調(diào)試。二極管檢波電路的焊接很容易做，并且一次性調(diào)試成功。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的。在仿真調(diào)試過程中遇到的不少問題，由于自己獨(dú)立思考和老師的幫助這些問題都一一得到了解決。課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，我從中也學(xué)到了不少東西。這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會了獨(dú)立思考并解決問題的能力，學(xué)會了把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中，同時(shí)也提高了我的動手能力，進(jìn)一步鞏固加深了我對AM傳輸系統(tǒng)的理解。這次設(shè)計(jì)使我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會了堅(jiān)持、耐心和努力，充分認(rèn)識到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。附錄一：器件清單元件名稱單位大小 數(shù)量電阻 10K5個(gè)1K 1個(gè)電容 1nF1