現(xiàn)代通信電路課程設(shè)計--am傳輸系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱：現(xiàn)代通信電路課程設(shè)計</p><p><b>　　課 程 號： </b></p><p>　　專 業(yè)：信息類</p><p><b>　　班 級：</b></p><

2、;p><b>　　學(xué) 號： </b></p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　日 期：2011年1月1日</p><p><b>　　AM傳輸系統(tǒng)設(shè)計</b>&

3、lt;/p><p><b>　　摘要：</b></p><p><b>　　Abstract:</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 試驗箱簡介………………………………………</p><p>　　第二章 設(shè)計內(nèi)容…

4、……………………………………………3</p><p>　　第一部分 課題簡介……………………………………3</p><p>　　一、設(shè)計內(nèi)容和目的……………………………………3</p><p>　　二、設(shè)計流程圖…………………………………………4</p><p>　　第二部分 課題分析………………………………………5</p>

5、;<p>　　一、課程設(shè)計方案…………………………………………5</p><p>　　二、設(shè)計模塊……………………………………………6</p><p>　　第三章 設(shè)計操作………………………………………………10</p><p>　　第一部分 EWB模擬仿真…………………………………10</p><p>　　第二部分 安裝

6、調(diào)試…………………………………14</p><p>　　一、安裝焊接…………………………………………14</p><p>　　二、連線調(diào)試…………………………………………15</p><p>　　第四章 實驗分析…………………………………………15</p><p>　　第五章 心得體會…………………………………………20</p>

7、;<p>　　附錄一：器件清單……………………………………………21</p><p>　　附錄二：芯片資料……………………………………………22</p><p>　　附錄三：參考文獻(xiàn)……………………………………………23附錄四：原理圖………………………………………………24</p><p>　　第一章 試驗箱簡介</p><p&g

8、t;　　ZH5006試驗箱介紹</p><p>　　ZH5006綜合設(shè)計實驗箱為學(xué)生提供了一個開放的、可互連得工作平臺，可充分地發(fā)揮學(xué)生的四維空間。</p><p>　　ZH5006綜合設(shè)計試驗箱包括以下三部分：</p><p>　?。?）主板：提供了一個靈活的工作平臺；</p><p>　　(2)標(biāo)準(zhǔn)模塊：提供了諸如80C31、EPLD、乘

9、法器等標(biāo)準(zhǔn)模塊；</p><p>　?。?）通用設(shè)計模塊：提供了一個可進(jìn)行焊接的通用化模塊；ZH5006試驗箱的主板結(jié)構(gòu)入下圖4-1所示：</p><p>　　ZH5006試驗箱介紹</p><p>　　ZH5006綜合設(shè)計實驗箱為學(xué)生提供了一個開放的、可互連得工作平臺，可充分地發(fā)揮學(xué)生的四維空間。</p><p>　　ZH5006綜合設(shè)計試

10、驗箱包括以下三部分：</p><p>　?。?）主板：提供了一個靈活的工作平臺；</p><p>　　(2)標(biāo)準(zhǔn)模塊：提供了諸如80C31、EPLD、乘法器等標(biāo)準(zhǔn)模塊；</p><p>　　（3）通用設(shè)計模塊：提供了一個可進(jìn)行焊接的通用化模塊；ZH5006試驗箱的主板結(jié)構(gòu)入下圖4-1所示：</p><p>　　在ZH5006試驗箱中最多可插入

11、兩種類型的九塊模板，其中上面三個模塊（模塊1~3）的結(jié)構(gòu)一樣，下面六個模塊（模塊4~9）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。</p><p>　　這兩類模塊的左排插針JX01連接電源和地， 右排插針JX02</p><p>　　連接信號，下方（或者上方）有十個標(biāo)準(zhǔn)測試孔CJX01~CJX10，用于信號的連線及測量。</p><

12、;p>　　另外，在每個模塊的四角上還有四個固定孔，是用于設(shè)計模塊在插入主板上進(jìn)行定位的。</p><p>　　每個模塊的左邊插針JX01的定義如圖4-2：</p><p>　　J-X01的電源腳定義 模塊0~3的J-X02引腳定義</p><p>　　1、ZH5006模塊1~3的JX02引腳的定義如圖4-3所示：</p>

13、<p>　　2、ZH5006模塊4~9的JX02引腳的定義如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4模塊4~9的IX02的信號引腳定義</p><p>　　3、對于雙排的編號如下：（如圖4-5所示）</p><p>　　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向外提供電源的標(biāo)準(zhǔn)插座，其主要提供+5V</p><

14、;p>　　+12V 、—12V的電源。電源定義如下：</p><p>　　圖4-5雙排針的編號</p><p>　　第二章 設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　第一部分 課題簡介</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容和目的</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</

15、b></p><p>　　設(shè)計題目：AM傳輸系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　包含項目：</b></p><p>　　1.1 信號源產(chǎn)生模塊（模擬——語音信號）；</p><p>　　1.2 載頻信號產(chǎn)生（模擬——載波）；</p><p>　　1.3 AM調(diào)制器：平衡調(diào)制器<

16、;/p><p>　　1.4 AM解調(diào)器：解調(diào)AM信號</p><p>　　2． 設(shè)計目的: </p><p>　　（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、單片機技術(shù)）相結(jié)合，在實際中進(jìn)行綜合運用。</p><p>　?。?）培養(yǎng)學(xué)生從零開始自己動手進(jìn)行電

17、路設(shè)計的能力，同時一般要求在進(jìn)行綜合設(shè)計師具有較高的成功率。這是學(xué)生第一次動手設(shè)計自己的作品，是今后畢業(yè)工作的起點、濃縮、簡化版，同時增強學(xué)生的信心也是綜合設(shè)計的一個重要的任務(wù)。</p><p>　?。?）鞏固和加深對高頻電子線路基本知識的理解，提高學(xué)生綜合運用本課程所學(xué)知識的能力，通過獨立思考，深入鉆研有關(guān)問題，掌握分析問題的方法。</p><p><b>　　二、設(shè)計流程圖&

18、lt;/b></p><p><b>　　圖1-1-1</b></p><p>　　第二部分 課題分析</p><p><b>　　一、課程設(shè)計方案</b></p><p><b>　　圖1-2-1</b></p><p>　　1．信號產(chǎn)生模塊

19、（Ω=1KHz）</p><p>　　方案一：RC震蕩器——橋式振蕩器</p><p>　　優(yōu)點：電路原理簡單，起振容易，波形好，頻率穩(wěn)定可調(diào)。</p><p>　　注意：正弦波震蕩電路是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路，設(shè)計電路時要注意其震蕩條件（振幅平衡條件和相位平衡條件） </p><p>　　方案二：壓控振蕩器——鎖相環(huán)

20、4046</p><p>　　2. 載波產(chǎn)生模塊（f0=100KHZ~10MHZ）</p><p>　　方案一：LC振蕩器（電容三點式、電感三點式、石英晶體振蕩器優(yōu)缺點：電容三點式震蕩頻率高，一般工作在固定頻率；電感三點式工作頻率低，線圈的使用不方便；晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高。</p><p>　　方案二：壓控振蕩器（VCO）</p><p&g

21、t;　　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</p><p><b>　　方案三：EPLD</b></p><p>　　利用EDA技術(shù)進(jìn)行編程設(shè)計</p><p><b>　　3．AM調(diào)制器</b></p><p>　　方案一：模擬乘法器（MC1496）</p>

22、<p>　　模擬相乘器可用來實現(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。</p><p><b>　　方案二：分立元件</b></p><p>　　電路復(fù)雜，可能出現(xiàn)的問題多。</p><p><b>　　4. AM解調(diào)器</b></p><p>　　方案一：二極管峰值包絡(luò)

23、檢波</p><p>　　用于大信號的檢波，利用RC的充放電實現(xiàn)檢波。電路簡單，易于實現(xiàn)。</p><p><b>　　方案二：模擬相乘器</b></p><p>　　外圍電路復(fù)雜，原理復(fù)雜</p><p><b>　　二、設(shè)計模塊</b></p><p><b>

24、　　1．信號產(chǎn)生模塊</b></p><p>　　實現(xiàn)方法：RC振蕩器</p><p><b>　　圖1-2-2</b></p><p><b>　　2．載波產(chǎn)生模塊</b></p><p>　　實現(xiàn)方法：壓控振蕩器</p><p><b>　　圖1-2

25、-3</b></p><p><b>　　3．AM調(diào)制模塊</b></p><p>　　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。</p><p>　　AM信號的產(chǎn)生可用以下示意圖表示：</p><p><b>　　乘法器電路

26、圖:</b></p><p><b>　　圖1-2-4</b></p><p>　　模塊內(nèi)容如圖1-2-5所示</p><p><b>　　圖1-2-5</b></p><p>　　該模塊實現(xiàn)諸如AM、BPSK、QPSK等信號的調(diào)制和解調(diào)。</p><p>　　在

27、該模塊中有兩個完全一樣的模塊</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　注意：對與輸入信號TPF06只有測試孔，其信號與測試雙排之

28、間沒有信號連接線。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　單個信號的反相：信號從JA02的引腳13輸入，反相信號從17輸出。</p><p>　　4．AM

29、解調(diào)模塊常用解調(diào)（同步解調(diào)）</p><p>　　（1）相干解調(diào)可用以下示意圖表示</p><p><b>　　圖1-2-6</b></p><p>　　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</p><p>　　a）3dB點為24HZ高通濾波器：測試孔TP101輸入信號，測試孔TP1

30、02輸出濾波后的信號。</p><p>　　b）中心頻率為1624KHZ、帶寬為1024KHZ的帶通濾波器：測試孔TP103輸出信號測試孔TP104輸出濾波后的信號。</p><p>　　c）3dB點為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</p><p>　?。?）二極管峰值包絡(luò)檢波法</p><p

31、>　　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的交替重復(fù)過程。</p><p><b>　　圖1-2-7</b></p><p>　　第三章 設(shè)計操作</p><p>　　第一部分EWB模擬仿真</p><p>　　1. RC振蕩器

32、產(chǎn)生調(diào)制信號</p><p>　　取C=10nf,由1/2лRC=1KHz得R=16KΩ，取R=16KΩ</p><p>　　取Rf=10kΩ,由Af=1+Rf/R1>=3得R1<=5KΩ,取R1=4.9KΩ</p><p><b>　　圖2-1-1</b></p><p>　　仿真電路圖如圖所示：</

33、p><p><b>　　圖2-1-2</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果如圖所示：</b></p><p><b>　　圖2-1-3</b></p><p>　　2.二極管峰值包絡(luò)檢波</p><p>　?。?）如下圖2-1-4所示：</p&

34、gt;<p><b>　　圖2-1-4</b></p><p><b>　　波形如圖所示：</b></p><p><b>　　圖2-1-5</b></p><p>　?。?）由于波形質(zhì)量差，增加一低通濾波器，如圖：</p><p><b>　　圖2-1

35、-6</b></p><p><b>　　波形如圖：</b></p><p><b>　　圖2-1-7</b></p><p>　?。?）進(jìn)一步改進(jìn)，如圖：</p><p><b>　　圖2-1-8</b></p><p><b>

36、　　波形如圖：</b></p><p>　　第二部分 安裝調(diào)試</p><p><b>　　安裝焊接</b></p><p><b>　　1．信號產(chǎn)生模塊</b></p><p>　　選擇R1為1KΩ的電阻，Rf為10KΩ的滑動變阻器，C的型號為103，R的阻值為10KΩ的元件進(jìn)

37、行焊接</p><p>　　2．二極管包絡(luò)檢波模塊</p><p>　　選用普通二極管，R為10KΩ，型號為102的電容C，Rf為10KΩ的電阻進(jìn)行焊接</p><p>　　注意：①注意二極管的正負(fù)</p><p>　?、谡_使用電烙鐵，防觸電，燒傷</p><p>　?、酆附禹樞驗橄鹊停ㄐ。┖蟾撸ù螅?lt;/p&g

38、t;<p><b>　　二、連線調(diào)試</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　說明：需分步調(diào)試</b&g

39、t;</p><p>　　第一步：將信號產(chǎn)生模塊的輸出通過示波器觀察波形</p><p>　　第二步：將載波產(chǎn)生模塊的輸出通過示波器觀察波形</p><p>　　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</p><p>　　第四步：將調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，并觀察輸出波形</p><p>　　第五步：若解調(diào)后的

40、波形不理想，送濾波器進(jìn)行濾波后觀察</p><p>　　第四章 實驗分析</p><p>　　1、信號產(chǎn)生模塊仿真及調(diào)試</p><p>　?、儆蒀=10nf, R=16KΩ則fc=1/2лRC=0.995KHz</p><p>　　取Rf=10kΩ,由Af=1+Rf/R1>=3得R1<=5KΩ,取R1進(jìn)行反復(fù)試驗，當(dāng)R1=4

41、.9 kΩ時波形質(zhì)量最好</p><p>　?、谟捎谑д嫣珖?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。</p><p><b>　　2、壓控振蕩器調(diào)試</b></p><p>　　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

42、 KHz。取頻率為137.9 KHz的輸出作為載波</p><p><b>　　3、乘法器模塊調(diào)試</b></p><p>　　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UΩ<Uc。將調(diào)制信號送入乘法器，若輸出波形為矩形波，調(diào)節(jié)頻率。若波形為</p><p>　　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</p>

43、<p>　　4、二極管包絡(luò)檢波仿真及調(diào)試</p><p>　?、僭诜抡孢^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</p><p>　　檢波電路滿足RC<=√1-m²/Ωm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

44、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。</p><p>　?、趯⒄{(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。</p><p>　　第五章 心得體會</p><p>　　這次課程設(shè)計的基礎(chǔ)課程是高頻電子線路，由于課堂基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和實驗課的獨立操作，我對AM傳輸系統(tǒng)的原理有一定

45、的認(rèn)識，為課程設(shè)計打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　在本次課程設(shè)計中我負(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)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運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，由于自己獨立思考和老師的幫助這些問題都一一得到了解決。</p><p

46、>　　課程設(shè)計很快就結(jié)束了，我從中也學(xué)到了不少東西。這次設(shè)計讓我學(xué)會了獨立思考并解決問題的能力，學(xué)會了把自己平時所學(xué)的東西應(yīng)用到實際中，同時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)計使我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會了堅持、耐心和努力，充分認(rèn)識到團隊合作的重要性。</p><p><b>　　附錄一：</b></p>

47、;<p><b>　　器件清單</b></p><p><b>　　附錄二：</b></p><p><b>　　芯片資料</b></p><p><b>　　TL084管腳圖</b></p><p><b>　　MC4096管腳&

48、lt;/b></p><p><b>　　附錄三：</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　曾興雯 高頻電路原理與分析（第四版）【M】 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 2006.8</p><p>　　康華光 模擬電子技術(shù) 高等教育出版社【M】1999.