通信原理课设

2FSK调制解调电路的设计

一、整体设计思路

整体设计原理

时分复用（TDM）的大体原理是将传输时刻分割成假设干个互不重叠的时刻，各个信号按必然顺序占各自的时隙，在发送端按顺序将各个信号进行复接；在接收端，依照必然的顺序将各个信号分接。与频分复用相较，时分复用便于信号的数字化和实现数字通信，而制造调试的进程也相对照较容易，更易采纳集成电路实现。

2FSK时分复用通信系统由数字信源单元，数字调制单元，2FSK解调单元，位同步单元，帧同步单元及数字终端6个要紧模块组成。其利用的是载波的频率不同传输信号。在2进制的状况下，利用频率为f1载波来表示信号1，频率为f2的频率来表示信号0，实现信息的传递。

第一，由信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ）和位同步信号BS，再次，在调制模块顶用键控法产生2FSK信号，然后对产生的2FSK的信号用过零检测法进行解调。波形在数字通信系统中，发端依照确信的时刻顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每一个码元，因此应在接收端插入位同步。同时，在时分复用通信系统中，为了正确的传输信息，必需在信息码流中加入必然数量的帧同步码。

系统框图

m1(t)复接器m2(t)2FSK调制发滤波器信道n(t)位同步D1(t)复接器D2(t)2FSK解调收滤波器位同步图 系统框图

图中m(t)为时分复用数字基带信号，为NRZ码，发滤波器及收滤波器的作用与基带系统相同，本设计假设是理想的，收发端都无带通滤波器。

二、大体原理及框图

2FSK调制单元

要将NRZ码通过2FSK调制成2FSK信号要紧有两种方式：第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元；而另一种方式是用一个受基带脉冲操纵的开关电路去选择两个频率源的振荡作为输出。在此，咱们采纳第二种方式（键控法）。键控法产生的2FSK信号频率稳固度能够做的很高而且没有过渡频率，它的转换速度快，波形好。图为数字调制方框图。

晶振÷2 （A） ÷2（B）2FSK输出滤波器2FSK调制 图. 数字调制方框图

2FSK解调单元

2FSK信号的解调方式有：包络检波法﹑相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 锁相环路的输出信号频率能够精准地跟踪输入参考信号频率的转变,环路锁定后输入参考信号和输出参考信号之间的稳态相位误差能够通过增加环路增益被操纵在所需数值范围内.这种输出信号频率随输入参考信号频率转变的特性称为锁相环的跟踪特性。所谓的解调确实是用携带信息的输出信号来还原载波信号的参数，载波信号的参数有幅度、频率和位相，因此，解调有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种。调幅波的特点是频率与载波信号的频率相等，幅度随输入信号幅度的转变而转变；调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，频率随输入信号幅度的转变而转变；调相波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，相位随输入信号幅度的转变而转变。调频波（通过放大器放大后）与压控振荡器的输出被送入鉴相器，经鉴相取得转变着的相位误差电压，该误差电压通太低通滤波器被滤掉其高频成份，继而取得随调制信号频率转变而转变的信号，经跟从器取得解调信号，从而实现了解调（鉴频）进程。其原理框图如图。

调频、调幅信号解调信号鉴相器低通滤波器锁相环解调压控振荡器

图 锁相环解调

三、单元电路设计原理及分析

要将NRZ码通过2FSK调制成为2FSK信号，咱们采纳一个受基带脉冲操纵的开关电路去选择两个的频率源的真的作为输出。键控法产生的FSK信频率稳固度能够做得很高而且没有过度频率，它的转换速度快，波形好。 调制单元 3.1.1模拟开关电路

输入的基带信号由转换开关分成两路，一路操纵f1=32KHz的载频，另一路经倒相去操纵f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，现在输出f1=32KHz，当基带信号为“0”时，模拟开关2开通。现在输出f2=16KHz，于是可在输出端取得FSK已调信号。

4066BD_15V1423910VDDD1D2D3D4VSS7IN1S1IN2S2IN3S3IN4S4U1131681211

图 模拟开关电路4066芯片

调制电路利用模拟开关CD4066实现输入基波信号操纵模拟开关的通断，通过模拟开关把不同频率的载波叠加的一路实现调制目的。

3.1.2 振荡电路

XSC1Ext Trig+_A+_+B_V7R133kΩQ1R822kΩV112 V 0 V 5 V 0.015625msec 0.03125msec R222kΩ2N2219AL1R3620Ω6.8mHR451.1ΩC15.1nFC1147µFR622kΩQ22N2219AC10R7F620Ω

图 振荡电路

电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生，通过开关送入。两路载频别离经射随、LC选频、射随再送至模拟开关。

LC选频电路函数：

2FSK调制电路的整体电路图

XSC1Ext Trig+_A+_+B_Ext Trig+_

XSC3V710µF0 V 5 V 0.015625msec 0.03125msec XSC2Ext Trig+_A+_+B_R1C733kΩQ1R822kΩV112 V A+_+B_R222kΩ2N2219AL1R3620Ω6.8mHR451.1ΩC15.1nFC1147µFR622kΩQ24066BD_15V2N2219AC10R7F620Ω1423910VDDD1D2D3D4VSS7IN1S1IN2S2IN3S3IN4S4U1131681211U3A74HC04N_2VV4R13C3V510µF33kΩQ4R1022kΩL28.2mHR951.1ΩC415nFC247µFR1122ΩQ3V212 V 0 V 5 V 0.5msec 1msec V312 V R1422kΩ2N2219AR15620Ω2N2219AC5R1247µF620ΩR73kΩ0 V 5 V 0.03175msec 0.0625msec

图 2FSK调制电路的整体电路图

图 2FSK调制电路的仿真图

2FSK的解调单元

带通滤波器F1输入抽样脉冲抽样判决器包络检波器输出带通滤波器F2包络检波器

图 非相干解调原理框图

uｉ(t)PDωｉuｏ(t)ωｏuｄ(t)LFuｃ(t)VCOuｏ(t)图 相干解调原理框图

3.2.1 非相干解调（包络检波）

2FSK的非相干解调由带通滤波器、包络检波器、低通滤波器组成，包络检波器直接从已调信号中提取基带信号的数字序列。以下图为二极管包络检波。

图中C2、R2、R1组成二极管包络检波器，L1、C1、R3组成带通滤波器，C3、R1是低通滤波器。

XSC1GTABCDL10.10mHD11N02R11kΩ26U115735AMC1390nFC20.24µFR22kΩC339nFV25 V V14 V R310Ω

图 二极管包络检波

图 包络检波仿真

3.2.2 锁相环解调器

2FSK集成电路模拟锁相环解调器性能优越，价钱低廉，体积小。

2FSK锁相环解调器中的集成锁相环选用了集成电路内有两个数字式鉴相器、一个压控振荡器（VCO），还有输入放大电路等，环路低通滤波器接在集成电路的外部。

压控振荡器的中心频率设计在32KHz，适被选择环路参数，使它对32KHz锁定，对16KHz失锁，那么在解调器输出端取得解调输出的基带信号序列。

以下图中R2、R3、V2、V1为压控振荡电路，R1、C1组成低通滤波器

XSC1Ext Trig+_A+_+B_A1YXR150kΩR210kΩR310kΩ5 V/V 0 V C110nFV1 -1V 1VV23.2 V

图 锁相环解调电路图

图 锁相环解调电路仿真图

四、总结与体会

课程设计是培育学生综合运用所学知识，发觉，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察进程，通过课程设计咱们能够比较系统的了解理论知识，把理论和实践相结合，而且用到生活当中。在做设计的进程中总会显现各类问题，在这种情形下咱们都会尽力寻求最正确途径解决问题，无形间提高了咱们的动手，动脑能力，而且同窗之间还能彼此探讨问题，研究解决方案，彼此探讨，彼此学习，彼此监督，学会了合作，增进大伙儿的团队意识。

课程设计是咱们专业课程知识综合应用的实践训练，着是咱们迈向社会，从事职业工作前一个必很多的进程。 “千里之行始于足下” ，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，确实是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。

这次的通信原理课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和实际知识，让我明白了仅仅只有理论知识是不够的，通过理论与实践的结合，让我加倍深刻、透彻的了解通信，感叹于其壮大的运用范围。

在这次设计进程中，表现出自己的动手能力和综合运用知识的能力，体会了学以致

用、突出自己劳动功效的喜悦心情，从中发觉自己平常学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。咱们还能从设计中查验咱们所学的理论知识到底有多少，巩固咱们已经学会的，不断学习咱们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。

五、参考文献

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[2] 鞋自美.电子线路设计、实验、测试[J].华中理工大学出版社，1993:23-34. [3] 樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].国防工业出版社，2020:12-50.

[4] 韦思健.电脑辅助电路设计－multisim[M].中国铁道出版社，1995:28-45. [5] 曾兴雯. 扩展频谱通信及其多址技术[M].西安电子科技大学出版社，2005:17-29. [6] 高如云.通信电子线路[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007:30-36. [7] 朱力恒.电子技术仿真实验[J].电子学报，2005,12(1):23-36.

附录1：元件清单

元件序号 R1,R13 R2/6//8/10/11/14 R3/5/12/15 R4,R9 R7 C1 C2,C5 C3,C7 C4 C8 L1 L2 Q1/2/3/4 V1/2/3 4066BD 主要参数 33kΩ 22kΩ 620Ω Ω 3kΩ 47μF 10μF 15nF 47F 2N2219A 12V 数量 2 6 4 2 1 1 2 2 1 1 1 1 4 3 1