FM調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計(jì)資料1

FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)根據(jù)鎖相環(huán)原理，通過兩片CD4046搭接基本電路來實(shí)現(xiàn)FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)，將調(diào)制電路的輸出信號(hào)作為解調(diào)電路的輸入信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。原理分析，我們得到的載波信號(hào)的電壓匕f大于3V,最大頻率偏移M,25KHz,解調(diào)電路輸出的FM調(diào)制信號(hào)的電壓匕-大于200mV可以看出我們的具體設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。關(guān)鍵詞:鎖相環(huán)、調(diào)制、解調(diào)、濾波器關(guān)鍵詞:鎖相環(huán)、調(diào)制、解調(diào)、濾波器一、概述FM調(diào)制電路將代表不同信息的信號(hào)頻率，搬移到頻率較高的頻段，以電磁波的方式將信息通過信道發(fā)送出去。FM解調(diào)電路將接收到的包含信息的高頻信號(hào)的頻率搬移到原信號(hào)所處的頻段。鎖相環(huán)是一種相位負(fù)反饋的自動(dòng)相位控制電路，它廣泛應(yīng)用于廣播通信、頻率合成、自動(dòng)控制及時(shí)鐘同步等技術(shù)領(lǐng)域它是通過比較輸入信號(hào)的相位和壓控振蕩器輸出信號(hào)的相位，取出與這兩個(gè)信號(hào)的相位差成正比的電壓，并將該電壓該電壓作為壓控振蕩器的控制電壓來控制振蕩頻率，以達(dá)到輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的頻率相等的目的。鎖相環(huán)主要由相位比較器、壓控振蕩器和低通濾波器三部分組成。調(diào)制電路還需要另設(shè)計(jì)一個(gè)高頻信號(hào)放大器和加法器。解調(diào)電路需要設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，來取出解調(diào)信號(hào)。技術(shù)指標(biāo)：.載波頻率fc=46.5KHz,載波信號(hào)的電壓Vp-p>3V：.FM調(diào)頻信號(hào)的電壓Vp-p26V,最大頻率偏移Afm25KHz；.解調(diào)電路輸出的FM調(diào)制信號(hào)的電壓Vp-p>200mVo二、方案設(shè)計(jì)與分析調(diào)頻是用調(diào)制信號(hào)宜接線性地改變載波振蕩的瞬時(shí)頻率，即使載波振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)的失真變化而變化。其逆過程為頻率解調(diào)（也稱頻率檢波或鑒頻）。本實(shí)驗(yàn)是用CD4046數(shù)字集成鎖相環(huán)（PLL）來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻/解調(diào)（鑒頻）的。LFM調(diào)頻電路原理圖（如圖1所示）將調(diào)制信號(hào)加到壓控振蕩器（VCO）的控制端，使壓控振蕩器得輸出頻率（在自FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)第第頁鎖相環(huán)自振波形46.513.6V觀察相位比較器（鑒相器）B端QC3的2腳）的波形，將測(cè)量結(jié)果填入下表。B端相位比較器的輸出波形波形特性頻率(KHz)幅度（Vp-p）?nnn.46.513.4V觀察鑒相器輸出C端的預(yù)積分波形，將測(cè)量結(jié)果填入下表。Q端鑒相器輸出預(yù)積分波形波形特性頻率(KHz)幅度（Vp-p）▲46.5250mV觀察壓控振蕩器輸入VC。,.端（即加法器IC2的輸出D端）的波形，將測(cè)量結(jié)果填入下表。D端鑒相器輸出積分波形波形特性頻率(KHz)幅度(Vp-p)46.5612mV②鎖定的判斷將信號(hào)發(fā)生器輸出的方波信號(hào)（幅度為3.5VP-p,頻率為自振頻率f。）加到載波輸入IN1端，用雙蹤示波器同時(shí)觀測(cè)鎖相環(huán)OUT1端和A端的波形（即鎖相環(huán)的4腳和14腳）。如波形穩(wěn)定表示頻率被鎖定。改變信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率，可發(fā)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)鎖相環(huán)均能鎖定。③測(cè)量同步帶寬（鎖定范圍）和捕捉帶寬（捕捉范圍）調(diào)節(jié)載波信號(hào)頻率（輸入IN1）,由自振頻率f。開始逐漸緩慢降低，直至（VC0out端）波形抖動(dòng)（即：失鎖），記錄此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率f1（下限失鎖頻點(diǎn)）。測(cè)得結(jié)果92KHz調(diào)節(jié)載波信號(hào)頻率，由自振頻率f。開始逐漸緩慢增加，直至（VC（kt端）波形抖動(dòng)（即：失鎖），記錄此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率2（上限失鎖頻點(diǎn)）。測(cè)得結(jié)果f：=82.580KHz所以求得同步帶寬（鎖定范圍）H=66KHz調(diào)節(jié)載波信號(hào)頻率，由E開始逐漸緩慢增加，直至（VCO。心端）波形不抖動(dòng)（即：鎖定），記錄此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率fs（下限鎖定頻點(diǎn)）。測(cè)得結(jié)果f3=25.320KHz調(diào)節(jié)載波信號(hào)頻率，由&開始逐漸緩慢降低，直至（VCCLt端）波形不抖動(dòng)（即：鎖定），記錄此時(shí)的載波輸入信號(hào)頻率。（上限鎖定頻點(diǎn)）。測(cè)得結(jié)果￡=56.980KHz所以求得捕捉帶寬（捕捉范圍）\fv=frf3=41.760KHz（2）解調(diào)部分的測(cè)試①鎖相環(huán)自振頻率的測(cè)量（由IC4組成）調(diào)節(jié)微調(diào)電位器PR2至適中位置，測(cè)量G端（（即IC4的VC（k腳，也就是CD4046的9腳）直流電壓，用示波器觀察鎖相環(huán)輸出E端的波形。記錄波形特性、頻率、幅度，填入下表。E端鎖相環(huán)自振波形波形特性頻率(KHz)幅度（Vp-p）A卜46.512.7V觀察相位比較器（鑒相器）F端（IC4的2腳）的波形，將測(cè)量結(jié)果填入下表。F端相位比較器的輸出波形波形特性頻率（KHz）幅度（Vp-p）4k46.512.6V觀察壓控振蕩器輸入VCO.端（即IC4的輸出G端）的波形，將測(cè)量結(jié)果填入下表。G端波形特性頻率(KHz)幅度(Vp-p)

鑒相器輸出積分波形46.512.5V鑒相器輸出積分波形46.512.5V（3）觀測(cè)系統(tǒng)的調(diào)頻情況IN1端輸入幅值為3.5V「、頻率與自振頻率相同方波信號(hào)（定義為載波）。IN2端輸入幅值為0.曲C、頻率IKHz的正弦波（定義為調(diào)制波）。用雙蹤示波器仔細(xì)觀測(cè)0UT1和IN2,為了可清楚地觀看到調(diào)頻波的疏密變化，可微調(diào)調(diào)制信號(hào)的頻率。圖14OUT1圖14OUT1端波形（4）觀測(cè)系統(tǒng)的解調(diào)（鑒頻）情況保持第一部（第3步）的狀態(tài)，聯(lián)結(jié)0UT1端與IN3端（即將調(diào)頻波接入解調(diào)電路），用示波器觀測(cè)IN3和0UT2,可清楚地觀察到頻率為IKHz的正弦波（即解調(diào)出的波形，可同時(shí)與IN2的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較，其相位和頻率相同。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)：載波信號(hào)的頻率工=46.5KHz,載波信號(hào)的電壓匕f=3.5V,FM調(diào)頻信號(hào)的電壓匕_尸=13.OV,最大頻率偏移以=7L660KHZ,解調(diào)電路輸出的FM調(diào)FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)FM調(diào)制/解調(diào)電路的設(shè)計(jì)第第io頁制信號(hào)的電壓匕r，=580mV課設(shè)技術(shù)指標(biāo)為：.載波信號(hào)的頻率工=46.5KHz,載波信號(hào)的電壓匕fN3V：.FM調(diào)頻信號(hào)的電壓匕一，26V,最大頻率偏移M,；5KHz：.解調(diào)電路輸出的FM調(diào)制信號(hào)的電壓匕f>200mvo綜上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足技術(shù)指標(biāo)。六、課設(shè)體會(huì)及合理化建議五天的課程設(shè)計(jì)，讓我收獲頗豐。我學(xué)習(xí)到以前一點(diǎn)也沒有接觸到的知識(shí)一一鎖相技術(shù)。在這幾天中我加深對(duì)模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)的了解和掌握。我通過親自設(shè)計(jì)電路、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，把所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)踐中。這次課程設(shè)計(jì)，我先用Multis皿軟件來設(shè)計(jì)FM調(diào)制/解調(diào)電路，但是器件庫沒有鎖相環(huán)CD4046等器件，而不能完成電路的設(shè)計(jì)。后來，老師告訴我Pi。⑹軟件來設(shè)計(jì)電路，我就去學(xué)習(xí)Patel軟件的使用。經(jīng)過學(xué)習(xí)Piotel軟件，在制作原理圖的階段我顯得得心應(yīng)手，順利地完成電路的設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)也使我對(duì)Piotel軟件環(huán)境更加的熟悉了，通過電路設(shè)計(jì)和硬件實(shí)驗(yàn)，才知道電路設(shè)計(jì)時(shí)很少有用Multisim的，因?yàn)槟抢锏暮芏喾抡娑紵o法實(shí)現(xiàn),相比較而言還是Protel更加強(qiáng)大。通過此次訓(xùn)練我了解到了基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，如果沒有牢固的基礎(chǔ)知識(shí)是不能設(shè)計(jì)電路、做實(shí)驗(yàn)，所以只有把基礎(chǔ)知識(shí)掌握得牢固才能得心應(yīng)手的去運(yùn)用它們來進(jìn)行復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn).于洪珍.通信電子線路[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006年.謝自美.電子線路綜合設(shè)計(jì)[M],武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006年.http://pdfl.