通信电路课程设计

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1、通信电路课程设计目录一、 程 目的 . 二、 程 内容 三、前期准 工作 四、最基本的 幅 射与接收系 的工作原理与系 仿真 五、 与展望1 / 23一、课设设计目的通过高频电子线路课程设计， 在学习仿真软件使用方法的基础上， 要求掌握最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计。2 / 23二、课设设计内容以动态系统分析及通信系统仿真设计一书第一章、第二章、 第四章为参考资料，设计常规双边带调幅、超外差收音机仿真电路，并进行电路仿真及分析。3 / 23三、前期准备工作以动态系统分析及通信系统仿真设计一书第一章、第二章为参考资料，学习了仿真软件的基本使用方法，完成了以下练习题：试用频率分

2、别为、的两个正弦信号源，合成一调制信号()(*)*(*),观察其频谱与输出信号波形。注意根据信号的频率选择适当的采样频率。仿真电路图，结果及分析4 / 23图符：正弦信号源；图符：正弦信号源；图符：乘法器；图符：增益对输入信号倍放大；图符：分析对输入信号进行分析；SystemViewPower Spectrum of w1 ( dBm 50 ohms) MixedPowerRadixSpectrum of Sink 4 (dBm 50 ohms)Sink 405e-302e+305e-310e-3 15e-32015304102050m10meBBdddurrtieelwwpoo-5mPPA0

3、-10-15-10-20-2505e-302e+3Frequency in Hz (dF = 246.2e-6 Hz)Frequency in Hz (dF = 62.5 Hz)20-2-4-605e-310e-315e-3Time in Seconds1.2将一正弦信号与高斯噪声相加后观察出波形及其频谱。由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。仿真电路图，结果及分析图符：正弦信号源；图符：高斯噪声频率；5 / 23图符：加法器；图符：分析对输入信号进行分析；System ViewSink 305e-310e-315e-320e-3105edtuilpm0A-505e-310e-

4、315e-320e-3Time in SecondsPower Spectrum of Sink 3 (dBm50 ohms)04008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+3151050mdBrew-5oP-10-15-20-2504008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+3Frequency in Hz (dF = 46.88 Hz)把高斯噪声方差改为后频谱图；6 / 23System ViewSink 305e-310e-315e-320e-31.5e+31e+3500edtuilmpA0-500-1e+305e-310e-315e-320e-

5、3Time in SecondsPower Spectrum of Sink 3 (dBm50 ohms)04008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+3555045mdBrewoP40353004008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+3Frequency in Hz (dF = 46.88 Hz)把高斯噪声方差改为后频谱图System ViewSink 305e-310e-315e-320e-310e+35e+30edtuilmpA-5e+3-10e+305e-310e-315e-320e-3Time in SecondsPower Spect

6、rum of Sink 3 (dBm50 ohms)04008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+37570m65BderowP60555004008001.2e+31.6e+32e+32.4e+32.8e+3Frequency in Hz (dF = 46.88 Hz)7 / 23在频域图谱中看出随着高斯噪声的方差变大出现的频谱越无规律，其中包含的频率分量就会增多，可见在设计电路时应尽量减少由于各种噪声造成的失真。已知双音频编码器的低组频率 ,高组频率 为 ,试合成、 *、的双音频，并使用接收器图符中的单声道音频文件 （ ）输出， 通过计算机的声卡输出声音， 与实际电话

7、的输出声音比较。注意，在输出端应加入一定的增益来放大波形。仿真电路图，结果及分析都 是 题目中出现的高低频率的组合， 每两个为一组通过加法器连接， 而后早通过增益将这些加和平率放大， 然后通过单声道的输出， 为了方便的观察每组的频谱变化故在每个音频输出的后面加上了波形输出， 其时域和频域图谱如图所示， 虽然选择了其中的一组但还是可以反映出其他组的情况， 从频谱上虽然有很多频率分量但还是可以看出有个主要的频率，他们就是这段音频的主要组成部分8 / 23SystemViewSink 660123150145140135e130edduut125tiillppmmA120A1151101050123

8、Time in SecondsSink 670123150145140135eed130duuttiillppmmA125A1201151101050123Time in SecondsSystemViewSink 730123150145140135e130edduut125tiillppmmA120A1151101050123Time in SecondsSink 720123150145140135e130edduuttiillppmmA125A1201151101050123Time in SecondsSink 680123150145140135130125120115110105

9、0123Time in SecondsSink 6901231501451401351301251201151101050123Time in SecondsSink 7101231501451401351301251201151101050123Time in SecondsSink 7001231501451401351301251201151101050123Time in Seconds9 / 23SystemViewSink 77Sink 7501230123150150145145140140135135e130e130dduut125t125iillppmmA120A120115

10、11511011010510501230123Time in SecondsTime in SecondsSink 76Sink 7401230123150150145145140140135135eed130d130uuttiillppmmA125A12512012011511511011010510501230123Time in SecondsTime in SecondsSystemViewSink 810123150145140135e130eddu125uttiillppmmA120A1151101050123Time in SecondsSink 8001231501451401

11、35eed130duuttiillppm125mAA120Sink 7901231501451401351301251201151101050123Time in SecondsSink 78012316015014013012011511011010010501230123Time in SecondsTime in Seconds10 / 23在设计区放置两个信号源图符，将其中一个定义为周期正弦波，频率为，幅度为，相位为度；另一个定义为高斯噪声，标准方差为，均值为。将两者通过加法器图符连接，同时放置一个实时计算器图符，并连接到加法器的输出，观察输出波形。仿真电路图，结果及分析图符：正弦输入

12、信号源,幅度 ,相位；图符：高斯噪声，标准方差为，均值为；图符：加法器；图符：实时计算器；SystemViewSink 301e-32e-33e-36420etduilmpA-2-4-601e-32e-33e-3Time in Seconds将高斯噪声与正弦信号源叠加后的时域与频域的图谱如图所示，从时域图上可以依稀看出已经有包络的形成但是并不明显，再从频谱上分析很明显有一主要的频率就是，其他的都是高斯噪声的频率分量，显得杂乱无章。试定义一个线性系统算子，将其设置为一个“ 类型的极点 低通滤波器，截止频率为。11 / 23仿真电路图，结果及分析Syst emViewSink 20250e- 65

13、00e- 6750e- 61e- 31. 25e- 31.5e- 30edtuilApmmBrdoewP0250e- 6500e- 6750e- 61e- 31. 25e- 31.5e- 3Tim e in SecondsPowerSpectrum ofSink 2 ( dBm50 ohms)08e+316e+324e+332e+30- 20- 4008e+316e+324e+332e+3Frequency in Hz( dF = 625 Hz)PowerSpect rum ofw1 ( dBm50 ohms) M ixed Radix0200e- 6400e- 6600e- 640mBrdo

14、ewP00200e- 6400e- 6600e- 6Frequency in Hz ( dF = 24. 62e-6 Hz)将练习题中定义的高斯噪声通过练习题定义的低通滤波器与练习题中定义的正弦波相乘，观察输出波形。仿真电路图，结果及分析12 / 23System ViewSink 301e-32e-33e-32e0dutilmpA-201e-32e-33e-3Time in SecondsPower Spectrum of Sink 3 (dBm50 ohms)04e+38e+312e+316e+320e+31050-5mdBroew-10P-15-20-25-3004e+38e+312e+

15、316e+320e+3Frequency in Hz (dF= 312.5 Hz)先将高斯噪声通过低通型的巴特沃斯滤波器后， 高斯噪声中高于截止频率的频率分量都被滤除掉。 然后再和频率单一的正弦信号源相乘， 从示波器上可以看到高于的频率明显减少而且幅度明显变小， 几乎到可以忽略掉的程度。 但同时也发现一个问题在其他频率点上并不能凸显出正弦信号源的的主导地位，这就说明高斯噪声对信号源的影响是相当大的，所以应该将相乘后的信号通过带通滤波器效果会比较好。13 / 23四、最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计以动态系统分析及通信系统仿真设计一书第四章为参考资料，进行了以下设计。1. 常规

16、双边带调幅电路仿真1） 调制原理）原理框图2） 常规双边带调幅电路设计步骤图符：正弦信号源；图符：信号增益增益值为；图符，加法器；图符，乘法器；图符切比偰夫低通滤波器极点；图符 : 正弦信号源；图符：正弦信号源；图符：输入信号分析；图符：输入信号分析；图符：双边带信号输出分析；3）仿真电路图14 / 23图4） 仿真结果及分析以调信号的波形图15 / 23载波信号波形图调幅信号波形图16 / 23已调信号的频谱图分析2. 超外差收音机电路仿真1） 超外差接收机的工作原理原理框图2） 超外差收音机电路设计步骤步骤如下图)仿真电路图17 / 23仿真结果及分析上图为超外差收音机的混频器输入输出频谱

17、示意图18 / 23图上图为中频滤波器的频率响应波特图上图为收到信号频谱图19 / 23上图为信号与本振混频后输出信号的频谱上图为通过带通滤波器取出的中频信号的频谱20 / 23上图为检波器解调输出的波形对收音机选择性参数的进一步分析21 / 23（）有用功率的统计运算结果（）干扰信号功率统计运算结果22 / 23五、总结与展望集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点， 通信电路正迅速向几集成方向发展。不仅集总参数电路正在迅速集成化，分布参数电路也在集成化。 随着集成电路设计与工艺技术的进步，现在已有可能将一个电子系统或其子系统集成在一个芯片上，称

18、为系统集成。 它改变了用通用元、器件组装电子系统的传统方法，而直接将系统制作在芯片上，从而大大促进了系统、电路与工艺的结合通过这次的高频课程设计，我充分的了解了收音机的工作原理。通信，是一个正反过程，即完成信息交换是通过：变换传输 逆变换。当在做振幅调制时就是通过乘法器（运用积化和差） 产生和频与差频的转换，这样就使频率变换成为可能，同样在接收端也运用乘法器（运用和差化积） 是原来加进去的载波频率被现在的载波频率抵消掉，在经过一连串的检波滤波过程就能清晰实现信号的恢复，这样信息就完成了传输。这次课程设计历时一个星期左右，通过这星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实

19、践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的绘制原理图，进行仿真实验， 有的积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道， 否则一个人的错误， 就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。在这个过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样， 汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，。对我而言， 知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。 让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山， 一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。 挫折是一份财富， 经历是一份拥有。 这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆23 / 23