课程设计二进制振幅键控信号的调制解调系统设计.doc

一．课程设计目的--------------------------------2 TOC \o 1-3 \h \z \u 二．设计内容----------------------------------------2 三．工作原理----------------------------------------3 3.1数字调幅技术的原理和相关概念 3.2二进制幅移键控(ASK) （1）ASK 信号的产生 （2）ASK 信号的解调方式 四．基于PROTELDE的ASK调制解调的仿真电路------------7 4.1ASK 信号产生电路设计 4.2实际电路中乘法器的实现 4.3解调电路设计 （1）相干解调 （2）非相干解调（包络检波） 4.4.低滤波电路环节设计 4.5.比较电路环节设计 4.6.电压判决电路环节设计 4.7.ASK 调制解调仿真电路综合设计 五．Protel环境下仿真波形及波形分析-------------------23 5.1电路图标记各点在protel环境下的仿真波形 5.2波形分析 5.3.结论 六．心得体会--------------------------------------30 七．参考资料--------------------------------------------------------------------31 八．附件----------------------------------------------------------------32 一．课程设计目的 通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关2ASK调制与解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础 二.设计内容： 1. 基于MATLAB和PROTEL实现2ASK的设计 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 在PORTEL中设计ASK调制解调电路。 4. 在PROTEL中仿真ASK电路 5. 用MATLAB实现该数字通信系统，各模块的程序以及主程序，设计相关参数。 三. 工作原理： 1. 数字调幅技术的原理和相关概念 （1）数字调制的概念 用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。 （2）数字调制的分类 在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。其中，ASK 属于线性调制，FSK、PSK 属于非线性调制。 （3）数字调制系统的基本结构 （4）ASK调制波形与方框图： 2.二进制幅移键控(ASK) （1）ASK 信号的产生 图为 ASK 信号的产生原理 二进制振幅键控信号时间波型 一个二进制的ASK 信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频载波的乘积，即ASK 的时域表达式为： （2）ASK 信号的解调方式 解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。其中相干解调要求接收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波，而根据已调信号本身的特点来解调 非相干解调的原理框图和波形图（包络检波法） 2ASK信号非相干解调过程的时间波形 b.相干解调的原理框图和波形图（同步检测法） 四．基于PROTELDE的ASK调制解调的仿真电路的设计及 设置。 ASK 信号产生电路设计 本次设计中采用模拟法，在PROTEL仿真中V1是100KHZ的正弦波，V2是10KHZ的方波。 仿真图如下 其中aaa和aab对应的图形是信号源V1和V2产生的波形，两个信号经乘法器相乘后产生2ASK信号，如上图的aac所示，在PROTEL仿真中仅用一函数模块代替调制电路中的乘法器，该函数模块可实现两信号相乘的功能。即两信号分别从V1和V2端输入，相乘后的信号从 Q端输出。 Q端输出的信号如下图： 实际电路中乘法器的实现 模拟乘法器是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的的有源非线性器件。主要功能是实现两个互不相关信号相乘，即输出信号与两输入信号相乘积成正比. 该乘法器使用MC1496，，其内部结构介绍如下： 图为MC1496的内部电路及引脚图 MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图10-1所示。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。V7、V8为差分