1、課程設計報告題目：2ASK調制解調 摘要在數字通信系統中，由于數字信號具有豐富的低頻成分，不宜進行無線傳輸或長距離電纜傳輸，因而同模擬調制一樣，需要將基帶信號進行高頻正弦調制，即數字調制（Digital Modulation）。本設計設計的是一個2ASK調制解調電路，調制部分以CD4066鍵控開關為核心，實現了2ASK鍵控法調制；調制載波頻率=10kHz，數字基帶信號（測試信號）頻率F=1kHz。解調部分采用包絡檢波器實現，解調器在1V及無外部干擾的條件下，解調后誤碼率為0。關鍵詞：2ASK，調制，解調第 1頁，共 16 頁第1章方案設計一般說來，數字調制技術可分為兩種類型：一是利用模擬方法實

2、現數字調制，即把數字基帶信號當作模擬信號的特殊情況來處理；二是利用數字信號的離散取值特點去鍵控載波，從而實現數字調制。后一種方法通常稱為鍵控法。比如對載波的振幅、頻率及相位進行鍵控，便可獲得振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）及移相鍵控（PSK）等調制方式。1.12ASK調制電路總體方案調制信號為二進制數字信號時，這種調制稱為二進制數字調制。在2ASK調制中，載波的幅度只有兩種變化狀態，即利用數字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續的載波，使載波時斷時續的輸出。有載波輸出時表示“1”，無載波輸出時表示發送“0”。2ASK信號可表示為（1-1）式中，為載波角頻率，是（他）為單極性NR

3、Z矩形脈沖序列（1-2）其中，g(t)是持續時間為、高度為的矩形脈沖，常稱為門函數；為二進制數字，當，出現概率為P；當，出現概率為（1-P）。2ASK信號的產生方法（調制方法）有兩種，如圖1-1所示。圖a)一般的模擬幅度調制方法，不過這里的b(t)由公式（1-1）規定；圖b)是一種鍵控方法，這里的開關電路受b(t)控制。二進制幅度鍵控信號，由于一個信號狀態始終為0，相當于處于斷開狀態，故又稱為通斷鍵控信號（OOK信號）。載波發生器用b(t)控制電路開關電路S2ASK(t)KcosctS2ASK(t)(b)第2頁，共16頁a）b）圖1-12ASK信號的產生方法本設計調制部分選用鍵控法實現，總體設

4、計方案如圖1-2所示。輸出模擬雙向開關載波數字基帶信號b(t) 圖1-22ASK鍵控法調制框圖模擬雙向開關在電路中起接通信號或斷開信號的作用。載波是用RC振蕩電路發生的，詳細說就是一個不需要外信號激勵、自身就可以將直流電能轉化為交流電能的裝置。1.22ASK解調電路總體方案2ASK信號解調的常用方法主要有兩種：包絡檢波法和相干檢測法。本設計中采用的是包絡檢波法。包絡檢波法的原理如圖1-3所示。帶通濾波器恰好使2ASK信號完整的通過，經包絡檢測后，輸出其包絡。低通濾波器的作用是濾除高頻雜波，使基帶信號（包絡）通過。抽樣判決器包括抽樣、判決及碼元形成器。定時抽樣脈沖（位同步信號）是很窄的脈沖，通過

5、位于每個碼元的中央位置，其重復周期等于碼元的寬度。不計噪聲影響時，帶通濾波器輸出為2ASK信號，即,包絡檢波器輸出為b(t)。經抽樣、判決后將碼元再生，即可恢復出數字序列。y(t)b(t)帶通濾波器包絡提取低通濾波器抽樣判決器定時脈沖S2ASK信號第3頁，共16頁圖1-32ASK信號的包絡解調 由于在設計中各線路之間的連接都是用導線，噪聲和干擾很小，所以省去帶能濾波器的設計。并且在設計中為了簡化電路，將抽樣判決改為直接用比較器比較后輸出。本設計解調部分選用包絡檢波法如1-4所示。輸出2ASK已調信號比較電平比較器整流器低 通濾波器 圖1-42ASK包絡檢波法系統框圖整流器是一個整流裝置組成，是

6、將交流電源轉化為直流的裝置。本設計是用整流器將信號的負半周變到正半周。低通濾波器容許低頻信號通過, 但減弱(或減少)頻率高于截止頻率的信號的通過。這里用低通濾波器的目的是利用電容的充放電來將信號變平緩，便于后面的處理。比較器的功能是對兩個或多個數據項進行比較，以確定它們是否相等，或確定它們之間的大小關系及排列順序。它能夠實現這種比較功能的電路或裝置。比較電平是由電源經分壓得到。第4頁，共16頁第2章硬件設計2.12ASK調制電路設計調幅電路又稱幅度調制電路，是指高頻載波信號的幅度隨調制信號的規律而變化的調制電路。2.1.1RC振蕩器1電路結構及工作原理RC正弦振蕩器是以RC諧振回路作為選頻網絡

7、的反饋式振蕩器，采用正反饋連接方式實現等幅正弦振蕩。本設計中，RC振蕩器的作用是產生頻率為10kHz、輸出幅度大于1V的載波，其電路原理圖如圖2-1所示。圖2-1RC正弦波振蕩器設計圖2、在multisim上仿真的結果如圖2-2所示。第5頁，共16頁圖2-2RC正弦波振蕩器仿真波形圖2.1.2模擬雙向開關調制器1模擬雙向開關CD4066簡介模擬雙向開關CD4066的引腳功能如下圖2-3所示。每個封裝內部有4個獨立的模擬開關,每個模擬開關有輸入、輸出、控制三個端子,其中輸入端和輸出端可互換。當控制端加高電平時,開關導通；當控制端加低電平時開關截止。模擬開關導通時,導通電阻為幾十歐姆;模擬開關截止

8、時,呈現很高的阻抗,可以看成為開路。模擬開關可傳輸數字信號和模擬信號,可傳輸的模擬信號的上限頻率為40MHz。各開關間的串擾很小,典型值為50dB。圖2-3CD4066的引腳功能2CD4066電路設計。這里輸入的碼形信號給的是1KHZ的方波信號。第6頁，共16頁圖2-4模擬開關設計圖3、在multisim中仿真的結果如圖2-5所示。圖2-5經過模擬開關后的信號仿真波形圖第7頁，共16頁2.22ASK解調電路設計在解調電路中，不論哪種振幅調制信號，對于同步檢波電路而言，都可以實現解調。對于普通調制信號來說，由于載波分量的存在，可以直接采用非線性器件（二極管、三極管）實現相乘作用，得到所需的解調電

9、壓，不必另加同步信號，這種檢波電路稱為包絡檢波。本設計是用包絡檢波電路來實現的。2.2.1整流器1 電路結構及工作原理整流電路是利用二極管的單向導能特性實現的。本設計中整流電路包含兩個部分。第一部分是利用運放和二極管共同構成的半波整流，將信號中包含正弦波的部分全部變到負半周，第二部分是反相電路，將負的部分變到正半周。其電路原理圖如圖2-6所示。圖2-6整流電路設計圖2、在multisim中仿真結果如圖2-7所示。第8頁共16頁圖2-7 經過整流電路后的仿真波形圖2.2.2低通濾波器1、本設計中低能濾波器采用的是一階RC低通濾波器。其電路原理圖如圖2-8所示。圖2-8 低通濾波器設計圖2、在mu

10、ltisim中仿真結果如圖2-9所示。第9頁，共16頁圖2-9 經過低通濾波電路后的仿真波形圖2.2.3比較器1電路結構與工作原理檢波以后的信號是模擬信號，需要經過比較器與判決門限比較，才能還原為數字基帶信號，本設計中使用的比較器電路如圖2-10所示。圖2-10比較器設計圖2、 在multisim中仿真結果如圖2-11所示。第10頁，共16頁圖2-11經過比較器后仿真波形圖可以看出解調后的波形也是1KHZ的方波信號，所以解調正確。第3章電路測試對焊接好的電路板進行測試，測試的波形如圖3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6所示。圖3-1 RC振蕩器產生的正弦波第11頁，共16頁圖3-2 經過模擬開關后的波形圖圖3-3 經過半波整流后的波形圖第12頁，共16頁圖3-4 經過反相器后的波形圖圖3-5 經過低通濾波器后的波形圖第13頁，共16頁圖3-6 經過比較器后的波形圖可以看出實際電路的波形和仿真基本一致，輸入的信號號1KHZ的方波，解調后的波形與輸入一致，解調正確。總結本設計分為調制電路和解調電路兩部分，調制電路選用的是鍵控法實現，它是由數字基帶信號和RC振蕩器產生的信號共同通過模擬雙向開關調制后的輸出信號。解調部分選用的是包絡檢波法來實現解調，2ASK已調信號通過整流器變換成直流電壓而整流電路的輸出電壓的