通信電子線路課程設(shè)計報告

1、通信電子線路課程設(shè)計FM解調(diào)器設(shè)計 通信電子線路課程設(shè)計報告課程名稱通信電子線路課程設(shè)計報告指導(dǎo)教師林立新學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級通信工程1301班姓 名學(xué) 號 一、課程設(shè)計任務(wù)21.1 課程設(shè)計目的21.2 課程設(shè)計基本要求21.3 課程設(shè)計的主要內(nèi)容21.4 課程設(shè)計題目及要求3一、 FM解調(diào)方案選定與原理分析32.1 解調(diào)方案選定32.2 鎖相環(huán)工作原理42.3 鎖相環(huán)解調(diào)原理5二、 單位模塊設(shè)計63.1 混頻電路設(shè)計63.2 解調(diào)電路的設(shè)計8四、 電路仿真及參數(shù)設(shè)置84.1 混頻電路的仿真調(diào)試94.2 解調(diào)電路的仿真調(diào)試124.3 系統(tǒng)整體的仿真調(diào)試17五、系統(tǒng)性能分析185.

2、1 混頻部分濾波電路性能分析185.2 解調(diào)部分濾波電路性能分析205.3 解調(diào)輸出誤差分析21六、心得體會22七、參考文獻22摘要通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是具備通信技術(shù)的基本理論和應(yīng)用技術(shù)，能從事電子、信息、通信等領(lǐng)域的工作。鑒于我校充分培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的辦學(xué)宗旨，對本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要進行工程素質(zhì)培養(yǎng)、拓寬專業(yè)口徑、注重基礎(chǔ)和發(fā)展?jié)摿?。特別是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，以實現(xiàn)技術(shù)為主線多進行實驗技能的培養(yǎng)。通過通信電子線路課程設(shè)計這一重要環(huán)節(jié)，可以將本專業(yè)的主干課程通信電子線路從理論學(xué)習(xí)到實踐應(yīng)用，對通信電子線路技術(shù)有較深的了解，進一步增強學(xué)生動手能力和適應(yīng)實際工作的能力。通信電子線路課程主要是采用計

3、算機仿真軟件Multisim，以仿真電路的形式從通信系統(tǒng)和整機出發(fā)來分析各功能模塊的原理、組成和作用。通信電子線路的課程內(nèi)容是以模擬通信電子電路為主，按照線性電路、非線性電路以及頻率變換電路來組織整個知識構(gòu)架。因此在進行通信電子線路之前需要在掌握電子線路分析的基本知識、串并聯(lián)諧振回路以及非線性電路分析方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)高頻小信號諧振放大器、諧振功率放大器、正弦波振蕩器以及通信系統(tǒng)收發(fā)設(shè)備中的各種頻率變換電路知識。線性頻率變換電路含混頻、振幅調(diào)制與解調(diào)，非線性頻率變換電路含角度調(diào)制與解調(diào)。本次的課程設(shè)計內(nèi)容主要是針對FM的解調(diào)，涉及到模擬乘法器以及鎖相環(huán)等元器件，因為頻率變換前后頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化

4、，所以屬于非線性變換。Multisim仿真軟件可以交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程，本次課程設(shè)計使用Multisim節(jié)約設(shè)備成本，同時也避免了因為元器件的損壞電路無法正常運行的困擾，使電路設(shè)計流程更加簡潔，方便清楚的獲取到各段線路的數(shù)據(jù)波形。關(guān)鍵詞：通信電子線路 Multisim 課程設(shè)計

5、 FM解調(diào)1、 課程設(shè)計任務(wù)1.1 課程設(shè)計目的通過本次通信電子線路課程設(shè)計，使學(xué)生加強對高頻電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會查尋資料方案比較，以及設(shè)計、計算等環(huán)節(jié)。進一步提高分析、解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決高頻電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解，增強學(xué)生的實踐能力。1.2 課程設(shè)計基本要求1、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學(xué)能力，通過獨立思考深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。2、通過實際電路方案的分析比較，設(shè)計計算元件選取安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握

6、簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法。3、掌握常用儀表的正確使用方法，學(xué)會簡單電路的實驗調(diào)試和整機指標(biāo)測試方法，提高動手能力。4、了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計任務(wù)書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計說明，能正確反映設(shè)計和實驗成果，能正確繪制電路圖。5、培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生逐步建立正確的生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟觀點和全局觀點。1.3 課程設(shè)計的主要內(nèi)容1、串、并聯(lián)諧振回路及耦合回路的設(shè)計與實現(xiàn)，主要包括串、并聯(lián)諧振回路的串、并聯(lián)阻抗，諧振回線，品質(zhì)因素，反射阻抗，耦合回路的分析與設(shè)計。 2、高頻小信號調(diào)諧放大器的設(shè)計與實現(xiàn)，主要包括調(diào)諧放大器的調(diào)試及放大倍數(shù)、諧

7、振頻率，通頻帶的分析與設(shè)計。3、正弦波高頻振蕩器的設(shè)計與實現(xiàn)，通過課程設(shè)計深入了解振蕩器工作狀態(tài)，反饋系數(shù)、品質(zhì)因素等對振蕩器的影響，掌握振蕩器的設(shè)計、制作。4、高頻諧振功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)，掌握實驗線路分析，諧振功放電路的組成，饋電形式，諧振功放的調(diào)諧特性，負載特性，激勵電壓及電源電壓對工作狀態(tài)的影響及功率增益的分析與設(shè)計。5、混頻器、調(diào)制器及鑒頻器的設(shè)計與實現(xiàn)，主要包括二極管平衡調(diào)制器，差分對調(diào)制器組成的調(diào)制器、變頻器及鑒頻電路的分析與設(shè)計，掌握輸出頻譜的分析。6、變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的設(shè)計與實現(xiàn)，主要包括LC變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器實驗電路的設(shè)計、制作。7、調(diào)幅波、調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，

8、主要包括調(diào)幅發(fā)射、調(diào)頻發(fā)射實驗電路的構(gòu)成，調(diào)幅、調(diào)頻波的產(chǎn)生，發(fā)射回路的設(shè)計、制作。1.4 課程設(shè)計題目及要求 FM解調(diào)器設(shè)計 設(shè)計要求：用集成單片鎖相環(huán)芯片（例如NE564）設(shè)計一個FM解調(diào)電路，輸入FM信號為中心頻率為10.7MHz 、調(diào)制信號為1KHz、中頻頻率為455 KHz。1、 FM解調(diào)方案選定與原理分析2.1 解調(diào)方案選定1、FM解調(diào)概述FM：Frequency Modulation 調(diào)頻，F(xiàn)M是一種以載波的瞬時頻率變化來表示信息的調(diào)制方式。調(diào)整讓電磁波的頻率隨著聲波的振幅強弱而改變（頻率隨時間改變）。調(diào)頻波的解調(diào)簡稱鑒頻，對調(diào)頻波而言，調(diào)制信息包含在已調(diào)信號瞬時頻率的變化中，所

9、以解調(diào)的任務(wù)就是把已調(diào)信號瞬時頻率的變化不失真地轉(zhuǎn)變成電壓變化，即實現(xiàn)“頻率電壓”轉(zhuǎn)換，完成這一功能的電路，稱為頻率解調(diào)器，簡稱鑒頻器。2、實現(xiàn)鑒頻的方法1）利用波形變換進行鑒頻； 2）相移乘法鑒頻；3）脈沖計數(shù)式鑒頻器；4）利用鎖相環(huán)路實現(xiàn)鑒頻在本次課程設(shè)計中要求用集成的鎖相環(huán)芯片對FM已調(diào)信號進行解調(diào)，所以這里就只討論第四次方法：利用鎖相環(huán)路實現(xiàn)鑒頻。2.2 鎖相環(huán)工作原理鎖相環(huán)路是一種反饋電路，鎖相環(huán)的英文全稱是Phase-Locked Loop,簡稱PLL。其作用是使得電路上的時鐘和某一外部時鐘的相位同步。因鎖相環(huán)可以實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤

10、電路。鎖相環(huán)在工作的過程中，當(dāng)輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓 的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱的由來。  在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，鎖相環(huán)是一種非常有用的同步技術(shù)，因為通過鎖相環(huán)，可以使得不同的數(shù)據(jù)采集板卡共享同一個采樣時鐘。因此，所有板卡上各自的本地 80MHz和20MHz時基的相位都是同步的，從而采樣時鐘也是同步的。因為每塊板卡的采樣時鐘都是同步的，所以都能嚴格地在同一時刻進行數(shù)據(jù)采集。鎖相 環(huán)路是一個相位反饋自動控制系統(tǒng)。它由以下三個基本部件組成：鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）。

11、60; 鎖相環(huán)的工作原理： 1）壓控振蕩器的輸出經(jīng)過采集并分頻； 2）和基準(zhǔn)信號同時輸入鑒相器； 3）鑒相器通過比較上述兩個信號的頻率差，然后輸出一個直流脈沖電壓； 4）控制VCO，使它的頻率改變； 5）這樣經(jīng)過一個很短的時間，VCO 的輸出就會穩(wěn)定于某一期望值。 圖1 鎖環(huán)原理框圖 鎖相環(huán)可用來實現(xiàn)輸出和輸入兩個信號之間的相位同步。當(dāng)沒有基準(zhǔn)（參考）輸入信號時，環(huán)路濾波器的輸出為零（或為某一固定值）。這時，壓控振蕩器按其固有頻率進行自由振蕩。當(dāng)有頻率為的參考信號輸入時， 和同時加到鑒相器進行鑒相。如果和相差不大，鑒相器對和進行鑒相的

12、結(jié)果，輸出一個與和的相位差成正比的誤差電壓，再經(jīng)過環(huán)路濾波器濾去中的高頻成分，輸出一個控制電壓，將使壓控振蕩器的頻率（和相位）發(fā)生變化，朝著參考輸入信號的頻率靠攏，最后使，環(huán)路鎖定。環(huán)路一旦進入鎖定狀態(tài)后，壓控振蕩器的輸出信號與環(huán)路的輸入信號（參考信號）之間只有一個固定的穩(wěn)態(tài)相位差，而沒有頻差存在。這時我們就稱環(huán)路已被鎖定。 環(huán)路的鎖定狀態(tài)是對輸入信號的頻率和相位不變而言的，若環(huán)路輸入的是頻率和相位不斷變化的信號，而且環(huán)路能使壓控振蕩器的頻率和相位不斷地跟蹤輸入信號的頻率和相位變化，則這時環(huán)路所處的狀態(tài)稱為跟蹤狀態(tài)。鎖相環(huán)路在鎖定后，不僅能使輸出信號頻率與輸入信號頻率嚴格同步，而且還

13、具有頻率跟蹤特性，所以它在電子技術(shù)的各個領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。2.3 鎖相環(huán)解調(diào)原理解調(diào)輸出調(diào)頻信號圖2 鎖相環(huán)解調(diào)原理框圖當(dāng)環(huán)路鎖定時，控制電壓把VCO頻率的平均值調(diào)整到與輸入信號頻率的平均值完全一樣。對于輸入信號的一個周期，振蕩器僅輸出一個周期。鎖相并非意味著零相位誤差；恒定的相位誤差和起伏的相位誤差都可能存在于鎖相環(huán)中。過大的相位誤差會導(dǎo)致失鎖。 當(dāng)輸入為調(diào)頻波時，如果環(huán)路濾波器的帶寬足夠?qū)?，使鑒相器的輸出電壓可以順利通過，則VCO就能跟蹤輸入調(diào)頻波中反映調(diào)制規(guī)律變化的瞬時頻率，即VCO的輸出就是一個具有相同調(diào)制規(guī)律的調(diào)頻波。這時環(huán)路濾波器 輸出的控制電壓就是所需的

14、調(diào)頻波解調(diào)電壓。模擬鎖相環(huán)NE564芯片就可用來設(shè)計FM解調(diào)電路。2、 單位模塊設(shè)計由于本次課程設(shè)計題目要求用集成的鎖相環(huán)芯片來進行解調(diào)，而且要求中頻為455KHz，因為接收信號的載頻為10.7MHz，所以就必須要有一個混頻的過程來得到題目所要求的中頻。然后再對455kHz進行解調(diào)，因此，整個FM解調(diào)系統(tǒng)大體可分為兩個模塊，一個是混頻電路得到中頻，另一個是解調(diào)電路。下面以每個單位模塊的設(shè)計來論述整個系統(tǒng)的設(shè)計。3.1 混頻電路設(shè)計1、混頻器的原理混頻就是對某信號進行頻率變換，將其載頻變換到某一固定的頻率上（常稱為中頻），而元信號的特征（如調(diào)幅規(guī)律）不變?；祛l是一個頻譜搬移電路，混頻前后，信號的

15、頻譜結(jié)構(gòu)并不發(fā)生變化?；祛l器的電路組成如圖所示： 圖3 混頻電路的原理框圖混頻的優(yōu)點：1）變頻可提高接收機的靈敏度2）提高接收機的選擇性3）工作穩(wěn)定性好4）波段工作時其質(zhì)量指標(biāo)一致性好混頻器的分類：1） 二極管混頻器2） 三極管混頻器3） 模擬乘法器混頻器4） 場效應(yīng)管混頻器本次的混頻電路設(shè)計選擇模擬乘法器，具體原理圖如下：圖4 模擬乘法器混頻器的數(shù)學(xué)模型框圖 采用中心頻率不同的帶通濾波器或則可完成低中頻混頻或高中頻混頻。接收信號載頻為10.7MHz，要得到455KHz的中頻，用一個模擬乘法器將接收信號和一個10.245MHz的正弦信號相乘，由傅里葉變換性質(zhì)可知道，會得到兩個信號和頻還有差頻的

16、輸出，然后再經(jīng)過合適的濾波器之后就可以得到455KHz的中頻FM已調(diào)信號。輸出圖5 混頻電路的設(shè)計框圖3.2 解調(diào)電路的設(shè)計題目要求解調(diào)部分要用到集成鎖相環(huán)NE564，而Multisim這個軟件中沒有提供NE564，但提供了虛擬鎖相環(huán)這個元器件。所以可以用虛擬鎖相環(huán)來代替NE564。解調(diào)電路框圖如下：圖6 虛擬鎖相環(huán)的原理框圖當(dāng)環(huán)路鎖定時，控制電壓把VCO頻率的平均值調(diào)整到與輸入信號頻率的平均值完全一樣。對于輸入信號的一個周期，振蕩器僅輸出一個周期。鎖相并非意味著零相位誤差；恒定的相位誤差和起伏的相位誤差都可能存在于鎖相環(huán)中。過大的相位誤差會導(dǎo)致失鎖。 當(dāng)輸入為調(diào)頻波時，如果環(huán)路濾波

17、器的帶寬足夠?qū)?，使鑒相器的輸出電壓可以順利通過，則VCO就能跟蹤輸入調(diào)頻波中反映調(diào)制規(guī)律變化的瞬時頻率，即VCO的輸出就是一個具有相同調(diào)制規(guī)律的調(diào)頻波。4、 電路仿真及參數(shù)設(shè)置根據(jù)混頻電路和解調(diào)電路的原理能夠把整個FM解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計出來，但是具體的參數(shù)設(shè)置以及濾波器的設(shè)計涉及到整個解調(diào)系統(tǒng)的性能和解調(diào)效果。電路仿真和參數(shù)設(shè)置整個課程設(shè)計的核心。在這個階段中，可能會遇到各種問題，而在遇到問題的時候就需要我們首先要掌握足夠的專業(yè)知識，還有要善于分析，能夠快速的找到產(chǎn)生各種問題的原因，進而找到解決方法，充分掌握Multisim的各種運用。4.1 混頻電路的仿真調(diào)試功能：根據(jù)課設(shè)題目要求輸入FM信號為中

18、心頻率為10.7MHz 、調(diào)制信號為1KHz、中頻頻率為455 KHz，因此需要混頻電路得到所需的455KHz。由模擬乘法器和濾波器構(gòu)成：圖7 混頻電路的設(shè)計圖對比混頻電路的輸出455KHz和由455KHz為載頻直接調(diào)制的FM信號用示波器進行對比：圖8 混頻電路和直接由455KHz載頻調(diào)制的FM信號的波形對比圖僅從兩個波形的對比圖看，基本混頻結(jié)果是正確的，但后來經(jīng)過解調(diào)部分電路之路發(fā)現(xiàn)不能正確解調(diào)出所需信號，因此此混頻電路存在問題。經(jīng)過使用Multisim的傅里葉分析功能，傅立葉分析直接由455KHz載頻調(diào)制的FM信號和用模擬乘法器相乘之后信號的頻譜，如下圖所示。圖9 直接由455KHz載頻調(diào)

19、制的FM信號頻譜圖10 10.7MHz接收信號與10.245MHz本地振蕩相乘后的頻譜圖結(jié)論：對比觀察這兩個信號的頻譜圖可明顯看到，這兩個信號在700KHz的頻譜基本是一樣的，從圖8看到其主要的頻率分量集中在300600KHz之間，而對于圖9在900KHz的地方有一個幅度比較大的分量，而且是800KHz的頻率處的幅度比圖8大，所以濾波電路可以用一個低通濾波器，其截止頻率設(shè)置為700KHz。低通濾波器如下：圖11 一階低通濾波器的設(shè)計電路參數(shù)計算： 取，可得到經(jīng)過一個截止頻率為700KHz的一階低通濾波器后，再用傅里葉分析來分析輸出信號的頻譜：圖12 經(jīng)過一階低通濾波器后的頻譜結(jié)論：由圖12可觀

20、察，700KHz以上的頻率分量的幅度雖然有所衰減，但跟圖9相比，衰減得還不夠，因此嘗試用一個二階低通濾波器，但在接下來的仿真中，發(fā)現(xiàn)二階低通濾波器的衰減還是不夠，這里就不具體給出經(jīng)過二階濾波器后的頻譜圖。這里直接給出經(jīng)過一個三階低通濾波器和一個帶通濾波器的設(shè)計：圖13 三階低通濾波器和帶通濾波器的組合電路設(shè)計參數(shù)計算：低通濾波器的參數(shù)上面已說明，不再贅述，三階低通濾波器后面是一個由低通濾波器和一個高通濾波器組成的帶通濾波器。帶通濾波器上限截止頻率：，取，可算得。帶通濾波器上限截止頻率：，取，可算得。傅里葉分析經(jīng)過一個三階低通濾波器和一個帶通濾波器后的信號的頻譜。圖14 經(jīng)過三階低通濾波器和帶通

21、濾波器后的頻譜結(jié)論：通過觀察圖14和9，可以看出，經(jīng)過三階低通濾波器和帶通濾波器之后的信號的頻譜圖和用455KHz直接解頻的信號的頻譜圖是基本一樣的，這樣混頻部分的電路就設(shè)計可認為基本正確。如下是完整的混頻部分電路圖：圖15 完整的混頻電路部分4.2 解調(diào)電路的仿真調(diào)試為了保證能夠正確解調(diào)FM信號，采用用的不是經(jīng)過混頻后得到的中頻信號，可以采用對比以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM已調(diào)信號的解調(diào)結(jié)果，在確認解調(diào)電路能夠正常準(zhǔn)確的工作后，再把混頻得到的中頻信號做為輸入。最后在對濾波電路的參數(shù)進行設(shè)置。圖16 以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM的解調(diào)信號PLL_VIRTUAL（虛擬鎖相環(huán)）的參數(shù)設(shè)

22、置：圖17 PLL_VIRTUAL（虛擬鎖相環(huán)）的參數(shù)設(shè)置VCO Free Running Frequency:壓控振蕩器自由運行頻率455KHz，設(shè)置與輸入信號的載頻一樣，有利于使輸入信號的全部頻率分量都能進入鎖相環(huán)的捕捉帶。Low Pass Filter Cutoff Frequency:低通濾波器截止頻率2KHz，因為要輸出1KHz的解調(diào)信號，所以這里可以設(shè)為2KHz。VCO Output Amplitude:壓控振蕩器輸出幅度1V，壓控振蕩器輸出幅度的設(shè)置對結(jié)果沒有影響。通過示波器來觀察初步解調(diào)結(jié)果的波形：圖18 初步解調(diào)電路的輸出結(jié)果結(jié)論：如圖所示，得到了包絡(luò)為1KHz的解調(diào)信號，但

23、邊緣鋸齒毛刺很多，這是因為輸出信號中還含有很多的高頻分量，這是因為虛擬鎖相環(huán)里面的環(huán)路濾波器的濾波效果并不是很好，為了得到更好的輸出，所以要在虛擬鎖相環(huán)的環(huán)路濾波器的輸出端再添加濾波器。而關(guān)于濾波器參數(shù)的設(shè)置，我們也可以按照上面的方法，先用傅里葉分析虛擬鎖相環(huán)的環(huán)路濾波器的輸出信號的頻譜。其結(jié)果如下：圖19 虛擬鎖相環(huán)的環(huán)路濾波器的輸出信號的頻譜結(jié)論：由圖可以看出，輸出信號在1100KHz頻率上都有分量，因此在這里設(shè)計的一個低通濾波器，其截止頻率為1.2KHz，關(guān)于具體電容電阻的選值不再贅述，參照上面的方法即可。電路圖如下：圖20 完整的解調(diào)電路的設(shè)計通過示波器觀察解調(diào)后的波形，如下圖所示：圖

24、21 以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM的解調(diào)信號的最終解調(diào)波形將以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM的解調(diào)信號經(jīng)過傅立葉分析，如圖所示：圖22 以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM的解調(diào)信號的頻譜圖結(jié)論：由圖可知，輸出信號基本是只含有1KHz頻率分量的，通過這兩個圖也可以證明以上的解調(diào)電路是能夠準(zhǔn)確地解調(diào)出1KHz的解調(diào)信號的。說明解調(diào)電路的基本正確。通過以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM信號對解調(diào)電路的驗證，說明解調(diào)電路設(shè)計正確，可以將經(jīng)過混頻后得到的455KHz中頻信號接到設(shè)計好的解調(diào)電路上，通過示波器觀察解調(diào)波形，如下圖所示：圖23 混頻后的455KHz經(jīng)加濾波器后的鎖相環(huán)解調(diào)輸出波形最后

25、分析混頻后的455KHz經(jīng)加濾波器后的鎖相環(huán)解調(diào)輸出信號的頻譜，如下圖所示：圖24 混頻后的455KHz經(jīng)加濾波器后的鎖相環(huán)解調(diào)輸出信號的頻譜圖結(jié)論：圖24與圖22對比基本一致，說明正確解調(diào)出FM信號。4.3 系統(tǒng)整體的仿真調(diào)試在各個子電路都設(shè)計跟調(diào)試好之后就是把各個子電路整合起來，進行系統(tǒng)的整體仿真與調(diào)試。如下圖為整體電路圖：圖25 系統(tǒng)整體電路圖 圖26 最后輸出波形 圖27 最后輸出波形頻譜結(jié)論：根據(jù)對比以455KHz為載頻直接調(diào)制的FM的解調(diào)信號輸出波形和頻譜圖，并且正確解調(diào)出1KHz的原信號。五、系統(tǒng)性能分析5.1 混頻部分濾波電路性能分析圖28 混頻部分一階低通濾波器如圖28是一個

26、一階低通濾波器，其理論截止頻率為700KHz，Multisim提供了一個交流分析仿真功能，利用這個交流分析功能，可以得出網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線，而上面一階低通濾波器的幅頻特性如下：圖29 一階低通濾波器的幅頻特性圖29是用交流分析仿真功能得出的一階低通濾波器的幅頻特性。其中縱軸的單位為十進制單位?？梢钥闯?，一階低通濾波器對阻帶的衰減并不是很大。圖30 一階低通濾波器的波特圖圖30是用Multisim中的波特儀來分析一階低通濾波器的特性的結(jié)果，其中縱軸是以對數(shù)為單位的。豎線代表衰減為-2.901想對應(yīng)的頻率為705.175KHz。接著分析由三個一階低通濾波器組成的三階低通濾波器，如下圖所示：圖31

27、三階低通濾波器的電路設(shè)計用交流分析仿真功能和波特儀來分析上述三階低通濾波器的幅頻特性如下：圖32 三階低通濾波器的幅頻特性 圖33 一階低通濾波器的波特圖由圖32和圖33可以看出，三階低通濾波器雖然對高頻分量有較好的衰減效果，但對低頻分量也會有一定的衰減，為了補償對低頻分量的衰減，還得再加一個帶通濾波器。這就得到了混頻部分完整的濾波電路，其幅頻特性如下：圖34 三階低通濾波器+帶通濾波器的幅頻特性5.2 解調(diào)部分濾波電路性能分析解調(diào)部分濾波電路的幅頻特性如下圖所示：圖35 解調(diào)部分濾波電路幅頻特性結(jié)論：由圖35可知，在1.028KHz片的衰減為-8.082db。5.3 解調(diào)輸出誤差分析用頻率計觀察輸出頻率如下圖結(jié)果：圖36 輸出頻率由圖36可知，由此可以計算出輸出頻率的