基于Multisim的锁相环解调系统仿真_毕业设计-精品

LANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY毕业设计题目基于Multisim的锁相环解调系统仿真学生姓名莫伟杰学号09250107专业班级通信工程一班指导教师何继爱、王璐学院计算机与通信学院答辩日期2013年6月13日兰州理工大学毕业设计I基于Multisim的锁相环解调系统仿真PLLDemodulationSystemSimulationBasedonMultisim莫伟杰（MoWeijie）09250107兰州理工大学毕业设计I摘要实现调频波解调的方法有很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频，具有工作稳定，失真小，信噪比高等优点，所以被广泛用在通信电路系统中。锁相环其原理是通过鉴相检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制。该文首先介绍了锁相环技术发展的现状、方向以及背景，并对PLL的原理进行了阐述。在以上的基础上，分别设计了2ASK、2PSK、2FSK的调制解调电路，其功能为数字基带信号经过调制输出一个模拟信号，然后用锁相环进行解调，最后采用Multisim软件进行仿真。在对2ASK、2FSK、2PSK解调时，低通滤波器输出的波形失真比较大，不过最后经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。在整个电路设计中，力求要做到电路简单，并完成任务书提到的要求。关键词：调制；解调；Multisim；锁相环兰州理工大学毕业设计IIAbstrackTherearemanywaystorealizefrequencywavedemodulation,andPLLfrequencywhichhastheadvantagesofstableoperation,smalldistortion,highsignal-to-noiseratioandsoonisachievedbyusingmodernPLLfrequencytechnology,soitiswidelyusedincommunicationcircuitsystem.Phase-lockedloopthroughthedifferenceofthephasedetectionofinputsignalandtheoutputsignalphase,andthedetectedphasedifferencesignalintooutputvoltagesignal,thesignalthroughalowpassfilter.Aftertheformationofthevoltagecontroloscillator,theoutputsignaloftheoscillatorfrequencycontrol.Thispaperfirstintroducesthepresentsituation,developmentdirection,phase-lockedlooptechnologyaswellasthebackground,andtheprincipleofPLLisdiscussed.Onthebasisoftheabove,themodulationanddemodulationcircuitof2ASK,2PSK,2FSKwhichfunctionisadigitalbasebandsignalismodulatedbyananalogsignalandoutputweredesigned,andthenuseingthePLLdemodulation,finallyusingMultisimsoftwaresimulation.Inthe2ASK,2FSK,2PSKdemodulation,theoutputofthelowpassfilterwaveformdistortionisrelativelylarge,butfinallyitcanregeneratedigitalbasebandpulsesamplingdecisioncircuitaftershaping.Inthecircuitdesign,andstrivetodoasimplecircuit,andcompletethetaskbookmentionedrequirements.Keywords：modulate；modulation；PLL；Multisim兰州理工大学毕业设计III目录第1章绪论.............................................................11.1研究背景.........................................................11.2研究现状.........................................................11.3研究内容介绍.....................................................2第2章基本原理.........................................................32.1Multisim介绍....................................................32.2锁相环基本原理..................................................52.2.1锁相环的基本组成...........................................52.2.2锁相环的工作原理...........................................5第3章调制解调电路设计.................................................83.12FSK调制解调电路设计...........................................83.1.12FSK调制电路设计原理.....................................83.1.22FSK调制单元电路的设计...................................93.1.32FSK解调单元电路的设计..................................133.1.42FSK解调电路的整体设计..................................153.22PSK调制解调电路设计..........................................173.2.12PSK调制解调电路设计原理................................173.2.22PSK调制与解调电路的设计与仿真..........................183.32ASK调制解调电路设计.........................................193.3.12ASK调制解调电路设计原理...............................193.3.22ASK调制与解调电路的设计与仿真.........................203.4解调结果分析...................................................22总结....................................................................24参考文献................................................................25附录：(外文翻译)........................................................26致谢....................................................................50兰州理工大学毕业设计1第1章绪论1.1研究背景实现调频波解调的方法有很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频方法，具有工作稳定失真小，信噪比高等优点，所以被广泛用在通信电路系统中。锁相环路是一种反馈电路，锁相环的英文全称是Phase-LockedLoop，简称PLL。其作用是使得电路相位同步。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，它还具有载波跟踪特性。作为一个窄带跟踪滤波器，可提取淹没在噪声中的信号；用高稳定的参考振荡器锁定，可提供高稳定的频率源；可进行高精度的香味与频率测量等等。如今锁相环解调器在通信、雷达、测量和自动化控制等领域应用极为广泛，随着电子技术的发展，对锁相环解调的研究和应用得到了越来越多的关注。现在通过分析与研究，加深对锁相环解调方式的理解，并根据它的原理，设计出2FSK、2PSK、2ASK的调制电路，并通过锁相环解调出来。1.2研究现状锁相环解调技术的发展十分迅速，如今已经在很多领域都应用了锁相环解调的理论。可用于手机中、SDH网络中、在汽车MP3无线发射器中‘测量汽车转速都是十分典型的应用。调频波的特点是频率随调制信号幅度的变化而变化，压控振荡器的振荡频率取决于输入电压的幅度。当载波信号的频率与锁相环的固有振荡频率ω0相等时，压控振荡器输出信号的频率将保持ω0不变。若压控振荡器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号uc外，还有调制信号ui，则压控振荡器输出信号的频率就是以ω0为中心，随调制信号幅度的变化而变化的调频波信号。当然，锁相环的许多优越性使得锁相环解调技术在很多我们周围都可以见到的物品中发挥着其巨大的功效。如今，锁相环路理论与研究日臻完善，应用范围遍及整个电子技术领域。随着通信及电子系统的飞速发展，促使集成锁相环和数字锁相环突飞猛进。现在品种齐全繁多，提高系统的工作稳定性和可靠性和小型化，目前仍朝着集成化，数字化，多用化方向迅兰州理工大学毕业设计2速发展。1.3研究内容介绍调制和解调电路是通信设备中重要组成部分。用待传输的低频信号去控制高频载波参数电路称为调制电路，解调是调制的逆过程，从高频已调信号中还原出原调制信号称为解调电路。该文主要建立了2ASK、2FSK、2PSK的调制解调电路。解调电路中使用了锁相环解调。锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入参考信号频率的变化,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可以通过增加环路增益被控制在所需数值范围内.这种输出信号频率随输入参考信号频率变化的特性称为锁相环的跟踪特性.利用此特性可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环。为了实现信息的远距离传输，收信端接收到信号后必须进行解调才能恢复原信号。所谓的解调就是用携带信息的输出信号uo来还原载波信号ui的参数，载波信号的参数有幅度、频率和位相，所以，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变化而变化；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变化而变化；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变化而变化。该文中调制出2FSK、2ASK、2PSK，调制时采用的是锁相环解调出来,最后用Multisim进行仿真出效果。在对2ASK、2FSK、2PSK解调时，低通滤波器输出的波形失真比较大，不过最后经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。兰州理工大学毕业设计3第2章基本原理2.1Multisim介绍随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密