模数 课程设计报告 转换电路测试与FM1电路设计 - 图文

《专业综合课程设计》报告

题 目：模数转换电路测试与FM1电路设计

专业班级： 学生姓名： 指导教师：

武汉理工大学信息工程学院

2011 年 7 月 3 日

《专业综合课程设计》任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 模数转换电路测试与FM1电路设计 课程设计目的：

1. 通过对THEX-1型综合实验平台的使用，较深入了解通信电路的原理； 2. 掌握通信电路的测试方法和设计实验的方法； 3. 学习利用EWB仿真设计简单通信系统的方法； 4. 练习利用Protel绘制PCB电路的方法； 5. 提高正确地撰写论文的基本能力。

课程设计内容和要求

1. 电路测试：测试PAM1，PAM2，PAM3，PAM4，PCM，TDM1，TDM1实验电路板。

要求详细分析实验电路的工作原理（说明每个元器件的作用和功能），写出测试项目，并对测试结果作出详细分析；如果电路板不能测出所需要的结果，要分析原因，找出电路板损坏的部位。

2. 用EWB做出FM1的仿真电路，并测试各点的波形；要求详细分析电路原理（说明

每个元器件的作用和功能），对测试结果作出详细分析。 3. 用Protel绘制CVSD1的PCB电路。 4. 查阅不少于6篇参考文献。

初始条件：

1. THEX-1型综合实验平台及实验指导书； 2. 示波器，万用表。 3. EWB和Protel软件。

时间安排：

第18周，安排设计任务；

第19周，完成实验测试和仿真电路的设计与测试； 第20周，完成PCB电路绘制；撰写设计报告，答辩。

指导教师签名： 2011年 月 日

系主任（或责任教师）签名： 2011年 月 日

目 录

1模拟调制通信系统测试 .............................................................................................................. 1

1.1 PAM双路抽样脉冲形成实验 PAM1...............................................................................................1

1.1.1实验原理 ......................................................................................................................................1 1.1.2实验步骤 ......................................................................................................................................2 1.1.3 实验测试结果 .............................................................................................................................2 1.2 抽样定理与脉冲调幅实验 PAM2 ......................................................................................................3

1.2.1 实验原理 .....................................................................................................................................3 1.2.2实验步骤 ......................................................................................................................................4 1.2.3实验测试结果 ..............................................................................................................................4 1.3 PAM模拟传输线实验 PAM3（实验模块PAM1 PAM3） .......................................................5

1.3.1 实验原理 .....................................................................................................................................5 1.3.2 实验步骤 .....................................................................................................................................6 1.3.3 实验测试结果 .............................................................................................................................7 1.4 PAM脉冲幅度解调实验 PAM4（实验模块PAM1 PAM2 PAM4） ..........................................7

1.4.1实验原理 ......................................................................................................................................7 1.4.2 实验步骤 .....................................................................................................................................8 1.4.3 实验测试结果 .............................................................................................................................9 1.5 PCM脉冲编译码实验 PCM ............................................................................................................. 11

1.5.1 实验原理 ................................................................................................................................... 11 1.5.2 实验步骤 ...................................................................................................................................12 1.5.3 实验测试结果 ...........................................................................................................................12 1.6 数字多路传输系统实验 TDM1,TDM2 .......................................................................................13

1.6.1实验原理 ....................................................................................................................................13 1.6.2 实验步骤及理论波形 ...............................................................................................................14 1.6.3 实验测试波形 ...........................................................................................................................14

2 变容二极管调频实验 FM1 ................................................................................................... 16

2.1 实验目的 ..............................................................................................................................................16 2.2 实验原理 ..............................................................................................................................................16 2.3 实验仿真 ..............................................................................................................................................17

3 PCB制作 ................................................................................................................................... 20 4 总结 ........................................................................................................................................... 23 5 参考文献 ................................................................................................................................... 24

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

1模拟调制通信系统测试

1.1 PAM双路抽样脉冲形成实验 PAM1

1.1.1实验原理

（一）电路组成

PAM双路抽样脉冲发生实验是供给PAM、PSK等实验所需时钟和基带信号，图1-1是实验电原理图，由以下电路组成： 1．内时钟信号源。

2．多级分频及PAM双路抽样脉冲产生电路。

TP1-1TP1-2

41U1A74LS04+5V102U6B74LS741211D2048K9+5V128KU274LS161A9217103456LDCLKCLRPETEP1P2P3P4CO15+5VU374LS161A9217103456LDCLKCLRPETEP1P2P3P4CO15U5E74LS0411105U5C74LS04611U1E74LS041013U1F74LS0412R11KJ14096KR21K3PREQ1024KCLKCLR13Q8Q1Q2Q3Q414131211Q1Q2Q3Q414131211U474LS138123ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097+5V9+5VU5D74LS048456U1B74LS04E1E2E3TP2-1TP2-2C20.1uC30.1uC40.1uC5D20.1uLED(O) U5F74LS0413123U5B74LS0441U5A74LS0429U1D74LS048R31K图1-1 PAM双路抽样脉冲发生实验电原理图

（二）电路工作原理 1．内时钟信号源

内时钟信号源电路由晶振J1，电阻R1和R2，电容C1，非门U1A，U1B组成，若电路加电后，在U1A的输出端输出一个比较理想的方波信号，输出振荡频率为4.096MHZ，经过D触发器U6B进行二分频，输出为2.048MHZ方波信号。 2．三级基准信号分频及PAM双路抽样脉冲产生电路

该电路的输入时钟信号为2.048MHZ的方波，由可预置四位二进制计数器（带直接清

1

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

零）组成的三级分频电路组成，逐次分频变成8KHz方波，U2、U3的第二引脚为各级时钟输入端，输入时钟为2.048MHZ，128KHz，由第二级分频电路产生的多级分频脉冲输入3线-8线译码器74LS138的地址端和选通端，在译码器的输出端Y1、Y2输出频率8KHz、时延14us的双路抽样脉冲。

1.1.2实验步骤

用20MHz双踪示波器观察各测试点波形。

1.1.3 实验测试结果

理论两路脉冲波形：

）

图1-2 两路脉冲信号波形

实际测试图片：

图1-3 实际测试波形

2

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

经验证，实验结果与理论结果一致。

1.2 抽样定理与脉冲调幅实验 PAM2

1.2.1 实验原理

利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。

图1-4 单路PCM系统示意图

+12V

J3J2TP2C61uR9100R10100C71u+12V+5V-5VR11620E133uR146.2KR124.3KDGSR137.5KBG13DJ6FC951PTP6J6D1LED(R)C40.1uD2LED(O)C50.1uD3LED(G)一路音频TP3脉冲调幅输出R15.6KR21KR31KD42AK10BG29012

一路抽样脉冲E23.3uR153.3KR836KU1DTL0841413109U1CTL0848R17330TP4J4+5VDSGR161.5K-5V12R622KC20.01uR15K二路音频R18620TP5J5R430KBG33DJ6FC1151PC20.01u频率调节C30.01uRW1100KTP1J1E333uR194.3KD52AK10BG49012 R55K幅度调节音频输出波形调节500Hz音讯发生器二路抽样脉冲E433uR213.3KR23330+5V-5VR206.2K

R221.5K图1-5 抽样定理和脉冲调幅实验电原理图

3

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为fH（即m(t)的频谱中没有fH以上的分量），可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。因此，对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。

多路脉冲调幅的实验框图如图1-6所示，BG1和BG2构成第一路脉冲调幅信号，BG3和BG4构成第二路脉冲调幅信号。

分路抽样电路的作用是：将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。n路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的。各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验设置了两路分路抽样电路。

分路2'音频信号2音频信号1分路抽样1相加信道分路选通1展宽低通分路2分路抽样2分路3图1-6 多路脉冲调幅实验框图

1.2.2实验步骤

观测PAM2音讯发生器部分输出TP1是正弦波输出，将其幅度调至最大不失真调节电位器R5和RW1，观测TP6波形输出。

1.2.3实验测试结果

理论波形： TP1输出信号：

图1-7 TP1输出信号

4

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

TP6脉冲调幅输出：

1-8 TP6输出信号

实际测试波形：

图1-9 TP1输出波形图 图1-10 TP6输出波形

1.3 PAM模拟传输线实验 PAM3（实验模块PAM1 PAM3）

1.3.1 实验原理

路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。路际串话是指在同一时分多路系统中，某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去，这样就产生了同一端机中的各路通话之间的串话。

在一个理想的传输系统中，各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但如果传输PAM信号的通道频带是有限的，则PAM信号就会出现“拖尾”的现象，当“拖尾”严重，以至侵入邻路隙时，就产生了路隙串话。 （一）路隙串话中的高频串话

在考虑通道频带高频端时，可将整个通道简化为低通网络，它的上截止频率为：f1=1/(2πR1C1)。为了分析方便，设第一路有幅度为V的PAM脉冲，而其它路没有。当矩形脉冲通过图1-11(a)所示的低通网络，输出波形如图1-11(b)所示。脉冲终了时，波形按R1C1时间常数指数下降。这样，就有了第一路脉冲在第二路时隙上的残存电压——串话电压ΔU，这

5

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

种由于信道的高频响应不够引起的路际串话就叫做高频串话。

R1C2f(a)C1V1g2UR2Vt12tg

1-11 通道的低通等效网络图 1-12 通道的高频等效网络

(b)(a)(b)

（二）路隙串话中的低频串话

当考虑通道频带的低频端时，可将通道简化为图1-12所示的高通网络。它的下截止频率为f2=1/(2πR2C2)

由于R2C2>>τ，所以，当脉冲通过图1-12(a)所示的高通网络后，输出波形如图1-12(b)所示。长长的“拖尾”影响到相隔很远的时隙。若计算某一话路上的串话电压，则需要计算前n路对这一路分别产生的串话电压，积累起来才是总的串话电压。这种由于信道的低频响应不够而引起的路际串话就叫做低频串话。 （三）模拟的传输通道低通等效网络

图7-3是模拟的传输通道实验原理图，R1、R2分别代表了传输线路的串联等效电阻，C1、C2分别代表了传输线路芯线和屏蔽层之间的分布等效电容。

TP1TP2近距离J1TP3TP4J2中距离J3R11KJ4C12200PTP5TP6远距离J5R22KJ6C20.01u

图1-13 模拟传输线实验电原理图

1.3.2 实验步骤

（一）准备工作 使“PAM双路抽样脉冲发生实验”（PAM1）模板处于正常工作状态。 （二）依次在模拟传输线输入端验证抽样定理J1，J3，J5输入TP1-1的抽样脉冲，依次在模拟传输线输出端J2，J4，J6用示波器观察抽样脉冲的畸变情况，并作图记录。同时在

6

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

图中标出TP1-2的波形和位置

1.3.3 实验测试结果

理论波形如图：

图1-14 理论波形图

实际测试波形：

图1-15 J2输出波形图 图1-16 J4输出波形图 图1-17 J6输出波形图

1.4 PAM脉冲幅度解调实验 PAM4（实验模块PAM1 PAM2 PAM4）

1.4.1实验原理

从抽样序列的形成可以知道，用一积分电路组成的低通滤波器可实现模拟信号的恢复。即实现PAM脉冲幅度解调。为便于观察，解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成，低通滤波器的截止频率为3400Hz。

（一）分路选通电路

多路脉冲调幅信号进入接收端后，由分路选通脉冲分离成n路，亦即还原出单路PAM信号。发送端分路抽样与接收端分路选通是一一对应的，这是依靠它们所使用的定时脉冲的对应关系决定的。PAM信号在时间上是离散的，但在幅度上却是连续的。而在PCM系

7

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单分路选通电路模式。

（二）PAM脉冲幅度解调电路

PAM时序信号经过分路选通电路选通后，即可进入脉冲幅度解调电路。解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成低通滤波器的截止频率为3400Hz。

（三）实验电原理图分析

PAM脉冲幅度解调实验的实验电原理图如下图所示。图1-18的左半部分为分路选通电路，J1输入PAM时序信号。BG1为射极跟随器，J4输入选通脉冲，通常为调制端的选通脉冲经适当延迟得到。BG3为选通脉冲驱动级。BG2为选通信号输出，C3为展宽电容；图1-18的右半部分为脉冲幅度解调电路，J5输入PAM时序信号，BG4为射极跟随器，U1A和U1B组成截止频率为3400Hz的低通滤波器，BG5为放大电路，J7输出恢复后的模拟音频信号。

TP5R4100C11u+12V+12VR5100C21uC51uR13100R14100C61u

J1TP1GTP2DBG13DJ6FSE133uR96.2KC368PDGBG43DG6FSBG59013E310uR151K-5VR163.3KR232KE533uR24100R2610KC120.01uR2216KR251KTP7J7J5脉冲调幅输入TP3J3TP6

脉冲调幅输入C71u解调输出BG23DJ6FDGSR8330脉冲展宽输出R62.7KR74.3KD42AK10C451PTP4J4-5VE23.3uR103.9KC80.022u32

抽样脉冲输入+5VU1ALM35818BG39013+12V+5V-5VR174.7KC40.1uC50.1uE410uR194.7KR204.7KC100.022uU1B56LM3587R121K+5VR111.5K-5VD1LED(R)4D2LED(O)C9D3LED(G)0.01-5VR15.6KR21KR31KR182KC110.01uR212K 图1-18 PAM脉冲幅度解调实验电原理图

1.4.2 实验步骤

（一）准备工作：准备好PAM1～PAM3三块实验模块，并使其工作正常。 （二）验证抽样定理

1．在PAM4的J5输入单路抽样时序信号(PAM2的J2输入音频信号：fH=1KHz幅度

8

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

2VP-P，J3输入抽样脉冲TP1-1，连接PAM2的J6和PAM4的J5)。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5～TP7。

2．在PAM4的J5输入单路抽样时序信号（PAM2的J2输入音频信号：fH=420Hz幅度2VP-P，J3输入抽样脉冲TP1-1，连接PAM2的J6和PAM4的J5）。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5～TP7。

3．在PAM4的J5输入单路抽样时序信号（PAM2的J2输入音频信号：fH=6KHz幅度2VP-P，J3输入抽样脉冲TP1-1，连接PAM2的J6和PAM4的J5）。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5～TP7。 （三）分路选通和脉冲展宽

1．在PAM4的J1输入多路抽样时序信号（PAM2的J1输入音频信号fH=1KHz幅度2VP-P，J3输入第一路抽样脉冲TP1-1；PAM2的J4输入音频信号fH=500Hz幅度2VP-P，J5输入第二路抽样脉冲TP2-1,连接PAM2的J6和PAM4的J1）。PAM4的J4分别输入分路选通脉冲TP1-2或TP2-2，用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的TP2、TP4和PAM4的TP3。

（四）时分多路系统中的路际串话：在PAM调制和解调之间串入PAM3模块

在PAM4的J1输入第一路抽样时序信号（PAM4的J1输入音频信号fH=1KHz幅度2VP-P，J3输入第一路抽样脉冲TP1-1）。PAM4的J4输入第二分路选通脉冲TP2-2，连接J3和J5，在“近距离”、“中距离”、“远距离”三种情况下分别观察第一路对第二路的路际串话情况。

1.4.3 实验测试结果

⑴ TP1（J1）输入脉冲调幅PAM2的J6，如下图所示：

图1-19 TP1波形图

⑵ TP4(J4)抽样脉冲输入TP1－1，如下图所示：

图1-19 TP4波形图

9

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

⑶ 观测TP3脉冲展宽输出波形如下图所示：

图1-20 TP3波形图

⑷ PAM4的脉冲调幅输入J5输入PAM2的脉冲调幅输出J6，波形同TP1。 ⑸ 观测TP7解调输出波形如下图所示：

图1-21 TP7波形图 实际测试结果：

图1-22 TP1、4、3、7输出波形图

10

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

1.5 PCM脉冲编译码实验 PCM

1.5.1 实验原理

PCM基群作为数字微波通信和光纤通信系统的终端设备，在目前通信系统中占有很重要地位。本实验主要学习PCM30/32路基群系统的PCM编译码器、并对PCM编译码器进行自环测试，加深对PCM终端设备的了解。

脉冲编码调制通信就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。

所谓抽样，就是利用抽样脉冲对模拟信号进行周期性扫描，从而把时间上连续的信号变成变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息。它的抽样速率下限是由抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用8Kbit/s。模拟信号抽样示意图如图下图所示。

图1-22 模拟信号抽样示意图

所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。

所谓编码，就是用一组二进制码来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。

在幅度与时间上连续变化的模拟信号经抽样后，虽然在时间轴上变为离散量，但在幅度上每一采样仍为连续量，为了使每一采样用数字代码表示，就必须将幅度用有限个电平来表示，实现这个过程称作幅度量化。

PCM的原理如图1-23所示。话音信号先经防混迭低通滤波器，得到限带信号（300~3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号，然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入” 办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质

11

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，具体如图1-24所示。

图1-23 PCM的原理框图 图1-24 A律与u律的压缩特性

1.5.2 实验步骤

⑴ J1话音输入1K、2V的音频信号；

⑵ J6时分脉冲输入Q8K； ⑶ J5时钟输入2048K；

⑷ 连接PCM编码输出和编码输入

1.5.3 实验测试结果

理论波形：

观测编码输出TP2如下图所示：

图1-25 TP2波形图

⑸观测话音输出J4为1K的音频信号如下图所示：

图1-26 1K音频信号

实际测试波形：

12

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

图1-27 TP2波形图 图1-28 1K音频信号 结果分析：

PCM编译码的过程和工作原理

PCM脉冲编码调制通信，就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号转换为时间离散、取值离散的数字信号后，在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样过后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。

1.6 数字多路传输系统实验 TDM1,TDM2

1.6.1实验原理

数字复接设备的结构简图如图1-29所示。

图1-29 数字复接调设备结构简图

数字复接系统包括数字复接器和数字分接器两部分。数字复接器是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成为单一的合路数字信号的设备；数字分接器是把一个合路数字信号分解为原来多个支路信号的设备。通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起作为一个设备，称为复接分接器，统称为数字复接设备。 数字多路传输实验：

本实验系统由发送端的复接器和接收端的分接器两部分组成，系统模块图如图1-30所示，由于是同步复接系统，可以略去调整单元和恢复单元，增加了复接器中的支路信号产生单元和分接器中的支路信号输出路序选择单元。

图1-30 数字多路传输实验系统模块

13

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

1.6.2 实验步骤及理论波形

⑴ 测得回路信号波形如图a所示：FD1、FD2、FD3、FD4为四路输入信号：

图 a

⑵ 复接器复接单元 复接信号为DOUT

图 b

⑶分接单元信号波形FD1、FD2、FD3、FD4为四路输入信号同上图a

1.6.3 实验测试波形

14

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

图1-31 实际观测波形图

15

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

2 变容二极管调频实验 FM1

2.1 实验目的

1．了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。

2．掌握调频器的调制特性及其测量方法。

3．观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。

2.2 实验原理

变容二极管实际上是电压控制的可变电容元件。当外加反向偏置电压变化时，变容二极管PN结的结电容会随之改变，其变化规律如图2-1所示。变容二极管的结电容Cj与电容二极管两端所加的反向

Co偏置电压之间的关系可以用下式来表示： (1 ? | u | )? 式中，Uφ为PN结的势垒电位差（硅管约

U?Cj?0.7V，锗管约为0.2~0.3V）；Co为未加外电压时的耗尽层电容值；u为变容二极管两端所加的反向偏置电压；γ为变容二极管结电容变化指数，它与PN结渗杂情况有关，通常γ=1/2~1/3。

图2-1 变容二极管的Cj-u曲线

直接调频的基本原理是用调制信号直接控制振荡回路的参数，使振荡器的输出频率随调制信号的变化规律呈线性改变，以生成调频信号的目的。

若载波信号是由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由振荡回路的电感和电容元件决定。因而，只要用调制信号控制振荡回路的电感和电容，就能达到控制振荡频率的目的。

若在LC振荡回路上并联一个变容二极管，如图4-2所示，并用调制信号电压来控制变容二极管的电容值，则振荡器的输出频率将随调制信号的变化而改变，实现直接调频。

图2-2 直接调频示意图

16

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

实际电路原理图如图4-3所示。BG1为电容三点式振荡器，产生10MHz的载波信号。变容二极管D1和C2构成振荡回路电容的一部分，直流偏置电压通过R17、RW1、R3和L1加至变容二极管D1的负端，C2为变容二极管的交流通路，R2为变容二极管的直流通路，L1和R3组成隔离支路，防止载波信号通过电源和低频回路短路。低频信号从输入端J1输入，通过变容二极管D1实现直接调频，C1为耦合电容，BG2对调制波进行放大，通过RW2控制调制波的幅度，BG3为射级跟随器，以减小负载对调频电路的影响。从输出端J2或TP2输出10MHz调制波，通过隔离电容C13接至频率计；用示波器接在TP2处观测输出波形，目的是减小对输出波形的影响。

R171.8KC160.1uRW14.7KR3100KR510KC45.1PC10.47uJ1L1100uHD12CC12DC351PC551PC6100PBG13DG6DC7470PK1123L3100uHE210uR851KR103KBG23DG6DC150.1uL4100uHC140.1uR1351KE110u+12VC170.1uE310uL402-1R447KD2LED(R)C100.01uBG33DG6DC110.01uRW24.7KC120.01uTP2R165.6KTP1C80.01uR1127R915KR1415KR151KJ2C1382P音频输入R1100C20.01uR21KR65.1KR7560R121KC90.01u调频波输出(10MHz)TP3

图2-3 变容二极管调频实验电原理图

2.3 实验仿真

变容二极管的高频通路如下

图2-4 变容二极管的高频通路

17

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

（一 ） 振荡器输出的调整

1．将切换开关K1的1-2接点短接，调整电位器RW1使变容二极管D1的负极对地电压为+2V，

并观测振荡器输出端的振荡波形与频率。

图2-5 振荡器的波形图

2．调整线圈L402-1的磁芯和可调电阻R4，使R7两端电压为2.5±0.05V（用直流电压表测量），使振荡器的输出频率为10±0.02MHz。

图2-6 振荡器输出波形

18

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

3．调整电位器RW2，使输出振荡幅度为1.6VP-P。

图2-7 输出振荡幅度波形

（二 ） 变容二极管静态调制特性的测量

输入端J1无信号输入时，改变变容二极管的直流偏置电压，使反偏电压Ed在0~5.5V范围内变化，分两种情况测量输出频率，绘制出二极管静态调至特性曲线

图2-8 变容二极管静态特性曲线

（四）变容二极管动态调制特性的测量

图2-9 变容二极管动态特性曲线

19

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

（四）仿真结果分析:

从示波器所测波形来看，频率是存在变化即具有调频的功能，但波形的幅值及波形形状却出现了失真，主要是由于multisim中不具有三极管3DG6D和二极管2CC12D，虽然采用了其它原件代替，但也因此导致了较大的失真。 （五）总体仿真电路图

图2-10 总体仿真电路图

3 PCB制作

用Protel绘制CVSD1的PCB电路。 CVSD简介

增量调制编码基本原理是只用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量极性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还在减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”、“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不表示信号的绝对值。所以CVSD亦称ΔM。

20

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

CVSD1原理图如下：

图4-1 CVSD1原理图

PCB图如下：

图4-2 PCB图

21

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

图4-3 GND覆铜的PCB图

22

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

4 总结

通过本周的课程设计，加深了对multisim和protell软件进一步了解，虽然以前我也曾用过几次这两个软件，可是每次都是学期末做课设的时候才想起来用，所以非常的生疏，以前学会了的操作都忘到九霄云外去了，花费了很多的时间去熟悉软件，让我认识到像这些经常会用到的电路处理软件，应该对其熟练的掌握，随便什么时候拿来都会用。

在对电路的测试、仿真及pcb的绘制中，遇到了很多问题，比如在pcb库封装的时候，二极管在原理图中管脚是标识是1、2，而在pcb库中管脚表示是A、K，由此导致生成网络表的过程管脚无法形成对应关系总是报错等等。通过上网查询大量资料及老师同学的帮助，总算解决了这些问题。

这次做课程设计，给我留下了很深的印象。虽然只是短暂的一周，但在这期间，却让我受益匪浅。

23

武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

5 参考文献

[1] 李银华. <<电子线路设计指导>>. 北京航空航天大学出版社,2005.6 [2] 谢嘉奎. <<电子线路>>. 高等教育出版社,2000.5

[3] 张肃文. <<高频电子线路>>.第五版 高等教育出版社,2004.11 [4] 谢自美. <<电子线路设计.实验.测试>> 华中科技大学出版社,2003.10 [5] 胡宴如. <<高频电子线路>>. 高等教育出版社,1993.5 [6] 江思敏.

机械工业出版社2001.8 24

《电路设计与仿真教程》 武汉理工大学《专业综合课程设计》报告

专业综合课程设计成绩评定表

姓 名 专业、班级 谢珑 通信0804班 性 别 学 号 男 0120809320404 题 目：模数转换电路测试与答辩或质疑记录： FM1电路设计 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年 月 日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cgh3.html