调制与解调讲述.ppt

2FSK调制与解调实验模块设计与制作 Design and implementation of the module for 2FSK modulation and demodulation 目 录 引言（Introduction ） 引 言 1．什么是调制？ 所谓调制，就是在传送信号的一方(发送端)将所需要传送的信号(它的频率一般是较低的)附加在高频振荡上，再由天线发射出去。 调制与解调的应用 调制与解调广泛应用在无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥测等各种通信专业领域. 一．研修目的 二、设计思想 1）模拟调频法 二、设计思想 2． 2FSK解调过程的基本原理 二、设计思想 2）相干检测法：原理如下图所示。解调质量好，但实现电路较复杂，一般实验实现相对较困难。 二、设计思想 2． 2FSK解调过程的基本原理 二、设计思想 2． 2FSK解调过程的基本原理 3、调制电路设计思想 FSK信号产生部分的主要功能为正弦信号源cosω1t和cosω2t的产生，以及数字信号源和控制合成部分4大主要功能模块。 我们对正弦信号源的设计提供了带通滤波器和RC文氏电桥振荡器两种产生方案，并进行了比较。其中带通滤波器有LC谐振滤波器和高Q值百可得带通滤波器2类电路；数字调制信号源和控制电路则利用CPLD器件实现，从而可以灵活地使用VHDL语言和EDA开发软件环境，如Altera公司的Quartus或者Maxplus II等,还可以利用CPLD器件的灵活性，扩展通信原理实验其它功能，如横向滤波器设计性实验、眼图实验等内容。FSK信号控制产生功能部分也同样由CPLD器件来完成；键控和移频功能的实现主要由电子开关和加法电路完成。 4、解调电路的设计思想 由于调制信号为2FSK信号形式，故采用对于非相干PLL鉴频解调实现二进制信息输出。 对于过零检测解调方法，我们采用了单稳态触发器实现数字脉冲全波整流，从而可以利用数字电路来设计实现解调功能，达到解调可靠、抗干扰能力强的特点。 同样的，我们选择了两种实现方式，便于对解调性能进行实验比较研究。 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 1．主要功能电路 主要功能电路的原理图设计结果如下所示： 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 2．主要功能电路中的元件参数计算 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 三、原理图电路设计 3．实际问题的考虑 四．安装调试 2FSK调制解调实验模块安装调试和实验测试 根据上述功能模块电路设计思想，考虑到锁相环器件74HC4046的工作频率范围等因素，2FSK信号中两个移频正弦信号源的频率分别选择为16KHz和32KHz左右。 我们提供三种设计方案： 1、这两个频率的信号源由文氏电桥电路产生； 2、因为CPLD提供有2MHz的方波振荡器，故可以经过125倍分频得到16KHz信号，再在此基础上2倍频得到近似约32KHz方波信号，然后由百可得带通滤波器从中滤出16KHz和32KHz正弦信号。 3、直接采用LC无源滤波得到16KHz和32KHz正弦信号。 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 四．安装调试 调试经验 实际调试过程中，文氏电桥需要正负电源供电，电路调试较复杂，设计时既需要注意满足振荡频率的元件选择，又需要注意满足起振条件，输出信号上下动态范围比较难以平衡，因而信号频率纯净度一般。当然，在满足所需要的信号频率条件下，如果输出信号上下幅度一致，则线性度好，信号频率纯净度较高。然而，这种方法所产生的信号频率稳定度不高，使得锁相器的工作状态稳定度差，因而会一定程度上影响到基于锁相环器件的相干解调输出信号的误码率。另外，文是电桥电路一般需要在双电源供电的情况下工作，使得系统需要额外增加一套电源，既增加了电路成本，又会影响到其他器件对输入信号的条件限制，使得增加辅助电路，造成电路复杂、调试困难，甚至增加不必要的信号干扰，如多电源信号电磁兼容问题等。 百可得带通滤波器输出的正弦信号如图11所示。图11的结果是在滤波器的Q值设计在100时得到的。因为百可得滤波器的Q值很容易设计得比较高，因此，输出结果的正弦纯净度比较好。但是，百可得电路在Q值较高时容易产生自激，且在32KHz输出时，对有源器件有一定的要求，普通集成运算放大器LM324使用效果较差，难以满足要求，需要高输入阻抗的TL084或者TL082。不过，百可得电路可