北京交通大学电子系统课程设计——模拟单工通信系统[指南]

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1、国家电工电子实验教学中心子系统课程设计设计报告设计题目:模拟单工通信系统1设计任务要求12设计方案及论证12.1任务分析12.2方案比较22.3系统结构设计32.4具体电路设计43制作及调试过程83.1制作与调试流程83.2遇到的问题与解决方法94系统测试104.1测试方法104.2测试数据114.3数据分析和结论115系统使用说明125.1系统外观及接口说明125.2系统操作使用说明146总结146.1本人所做工作146.2收获与体会146.3对本课程的意见与建议157参考文献151设计任务要求设计并制作一个如下图所示的模拟单工通

2、信系统，实现话音信号和遥控信号在所给定的信道中的单向通信。lil话咅遥抻°©MM怡人1234电路1：发射机发射机电漁电路2:模拟信道电路3:接收机语音通信部分：在发射机小设置一个音频接口，由此输入一路话音信号，由发射机对其进行调制、放人后通过双绞线送入模拟信道，且连接模拟倍道后输出信号峰峰值应不小于lVP-Po模拟信道为一个无源带通滤波网络，其元件参数和性能指标己经给定。接收机能对收到的信号进行放大、解调，还原出原來的的音频信号，经过咅频功放后通过扬声器输出，声咅应清晰响亮，无明显失真。遥控信号部分：在发射机和接收机各设置一个开关来

3、切换当前的通信模式。在发射机屮设置4个数字按键，接收机设置相应的4个LED灯，当按下发射机中任一按键时，接收机上相应的LED灯被点亮。系统中发射机、模拟信道、接收机耍应做在三块电路板上，相互Z间只能用双绞线相连。2设计方案及论证2.1任务分析针对以上的任务要求，可以明确此模拟单工通信系统可分为三个部分：发射机、模拟信道和接收机。其中模拟信道的元件参数和性能指标已由任务书给出，在此不做分析。因此此处将重点分析发射机和接收机这两部分所需实现的功能和其理论实现方法。・发射机部分需要实现的功能理论实现方法音频信号的接入利用3.5mm音频接口

4、音频信号的放人利用运放制作单级或多级前级放人器遥控信号的产生数字按键和集成编码器信号的调制利用调幅或者调频的方式进行调制已调信号的放大三极管放大功率放大器功能的切换利用单刀双掷开关实现功能切换系统的电源开关利用单刀双掷开关做电源开关・接收机部分需要实现的功能理论实现方法接收信号的前级放人利用运放制作单级或多级前级放人器接收信号的解调根据发射机的调制方式选择对应的解调方式音频功率放大采用音频功率放大电路数字信号脉冲整形采用脉冲整形电路数字信号解码采用与发射机编码器配对的解码器数字信号显示采用LED灯功能的切换利用单刀双掷开关实现功能切

5、换2.2方案比较综上述分析，可知要实现设计要求，可以提出两种设计方案,即：幅度调制方案和频率调制方案。下面通过框图简单阐述两种方案的实现方法，并对二者可实现的效果和实现起來的难度进行比较。前级放大音频信号X丿音频输入AM调制/.W调制已调信号:功率放大器输出信号■■编码器数字按键功能切换数字信号载波信号发射机载波发生输入信号放大/衰减调幅信号检波器/鉴频器功能切换音频信号音频功率放大器接收机脉冲整形.数字基带信号编码器LED灯:通过分析两种方案的异同，可知二者的差异仅体现在调制方法和对应的解调方法上。具体而言，采用幅度调制方案会使得

6、检波电路十分简单，但是发射机需要添加载波发生器，这是一个难点；采用频率调制的话，发射机和接收机复杂程度相近，而且发射机的载波发牛•器并非必须。综上所述，两种方案均可较好的实现设计要求，而且复杂程度并无明显差界。因此在选择方案上，就需耍着重考虑另外一个因素，就是调试的难易。由于幅度调制是利用载波幅度的变化来装在调制信号的信息，因此只需要利用示波器观察已调波形的幅度即可判断出调制的效果；然而频率调制是利用频率的变化来表示调制信号，相对不好观测。正是岀于这个原因我们选择使用幅度调制方案。2.3系统结构设计上一节已经表明我们选择了幅度调制方

7、案并阐述了原因。这里将具体展开说明，给出完整的系统原理和结构框图。比例放大器0LM324：)音频信号音频输入编码器(PT226Z)hl数字信号模拟乘法器(AD633)已调信号共集电极三

8、输出信号j极管放大器：载波信号发射机文氏振荡器0NE5532)功能切换数字按键由上图所示，发射机的前级放人模块利用LM324组成的2级同向比例放人器实现，增益可调，能使得放人之示的语音信号峰峰值可以达到5Vr左右。载波产生模块使用的是由NE5532组成的文氏振荡器,频率可调至190kHz，峰峰值5V“左右。使用NE5532是因为它具冇较大的增益带宽积

9、，产生的190klIz信号幅度足够大。用來实现幅度调制的模拟乘法器我们选用AD633,因为其价格适屮，性能良好，外围电路简单并且有较好的带负载能力。输岀级功率放人器采用三极管共集电极放人电路，因为其有高输入阻抗，低输出阻抗，电流增益人