FM调制解调电路的设计资料1

FM调制/解调电路的设计摘要：本设计根据锁相环原理，通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM调制/解调电路的设计，将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号，最终实现信号的调制解调。原理分析，我们得到的载波信号的电压匕f大于3V,最大频率偏移M,25KHz,解调电路输出的FM调制信号的电压匕-大于200mV可以看出我们的具体设计符合设计指标。关键词:锁相环、调制、解调、滤波器关键词:锁相环、调制、解调、滤波器一、概述FM调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。技术指标：.载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p>3V：.FM调频信号的电压Vp-p26V,最大频率偏移Afm25KHz；.解调电路输出的FM调制信号的电压Vp-p>200mVo二、方案设计与分析调频是用调制信号宜接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL）来实现调频/解调（鉴频）的。LFM调频电路原理图（如图1所示）将调制信号加到压控振荡器（VCO）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自FM调制/解调电路的设计FM调制/解调电路的设计第第页锁相环自振波形46.513.6V观察相位比较器（鉴相器）B端QC3的2脚）的波形，将测量结果填入下表。B端相位比较器的输出波形波形特性频率(KHz)幅度（Vp-p）।nnn.46.513.4V观察鉴相器输出C端的预积分波形，将测量结果填入下表。Q端鉴相器输出预积分波形波形特性频率(KHz)幅度（Vp-p）▲46.5250mV观察压控振荡器输入VC。,.端（即加法器IC2的输出D端）的波形，将测量结果填入下表。D端鉴相器输出积分波形波形特性频率(KHz)幅度(Vp-p)46.5612mV②锁定的判断将信号发生器输出的方波信号（幅度为3.5VP-p,频率为自振频率f。）加到载波输入IN1端，用双踪示波器同时观测锁相环OUT1端和A端的波形（即锁相环的4脚和14脚）。如波形稳定表示频率被锁定。改变信号发生器的输出信号频率，可发现在较大范围内锁相环均能锁定。③测量同步带宽（锁定范围）和捕捉带宽（捕捉范围）调节载波信号频率（输入IN1）,由自振频率f。开始逐渐缓慢降低，直至（VC0out端）波形抖动（即：失锁），记录此时的载波输入信号频率f1（下限失锁频点）。测得结果92KHz调节载波信号频率，由自振频率f。开始逐渐缓慢增加，直至（VC（kt端）波形抖动（即：失锁），记录此时的载波输入信号频率2（上限失锁频点）。测得结果f：=82.580KHz所以求得同步带宽（锁定范围）H=66KHz调节载波信号频率，由E开始逐渐缓慢增加，直至（VCO。心端）波形不抖动（即：锁定），记录此时的载波输入信号频率fs（下限锁定频点）。测得结果f3=25.320KHz调节载波信号频率，由&开始逐渐缓慢降低，直至（VCCLt端）波形不抖动（即：锁定），记录此时的载波输入信号频率。（上限锁定频点）。测得结果£=56.980KHz所以求得捕捉带宽（捕捉范围）\fv=frf3=41.760KHz（2）解调部分的测试①锁相环自振频率的测量（由IC4组成）调节微调电位器PR2至适中位置，测量G端（（即IC4的VC（k脚，也就是CD4046的9脚）直流电压，用示波器观察锁相环输出E端的波形。记录波形特性、频率、幅度，填入下表。E端锁相环自振波形波形特性频率(KHz)幅度（Vp-p）A卜46.512.7V观察相位比较器（鉴相器）F端（IC4的2脚）的波形，将测量结果填入下表。F端相位比较器的输出波形波形特性频率（KHz）幅度（Vp-p）4k46.512.6V观察压控振荡器输入VCO.端（即IC4的输出G端）的波形，将测量结果填入下表。G端波形特性频率(KHz)幅度(Vp-p)

鉴相器输出积分波形46.512.5V鉴相器输出积分波形46.512.5V（3）观测系统的调频情况IN1端输入幅值为3.5V「、频率与自振频率相同方波信号（定义为载波）。IN2端输入幅值为0.曲C、频率IKHz的正弦波（定义为调制波）。用双踪示波器仔细观测0UT1和IN2,为了可清楚地观看到调频波的疏密变化，可微调调制信号的频率。图14OUT1图14OUT1端波形（4）观测系统的解调（鉴频）情况保持第一部（第3步）的状态，联结0UT1端与IN3端（即将调频波接入解调电路），用示波器观测IN3和0UT2,可清楚地观察到频率为IKHz的正弦波（即解调出的波形，可同时与IN2的调制信号进行比较，其相位和频率相同。五、实验结果实验测得数据：载波信号的频率工=46.5KHz,载波信号的电压匕f=3.5V,FM调频信号的电压匕_尸=13.OV,最大频率偏移以=7L660KHZ,解调电路输出的FM调FM调制/解调电路的设计FM调制/解调电路的设计第第io页制信号的电压匕r，=580mV课设技术指标为：.载波信号的频率工=46.5KHz,载波信号的电压匕fN3V：.FM调频信号的电压匕一，26V,最大频率偏移M,；5KHz：.解调电路输出的FM调制信号的电压匕f>200mvo综上，实验数据满足技术指标。六、课设体会及合理化建议五天的课程设计，让我收获颇丰。我学习到以前一点也没有接触到的知识一一锁相技术。在这几天中我加深对模拟电子技术的基础知识的了解和掌握。我通过亲自设计电路、动手做实验，把所学到的理论知识运用到了实践中。这次课程设计，我先用Multis皿软件来设计FM调制/解调电路，但是器件库没有锁相环CD4046等器件，而不能完成电路的设计。后来，老师告诉我Pi。⑹软件来设计电路，我就去学习Patel软件的使用。经过学习Piotel软件，在制作原理图的阶段我显得得心应手，顺利地完成电路的设计。这次设计也使我对Piotel软件环境更加的熟悉了，通过电路设计和硬件实验，才知道电路设计时很少有用Multisim的，因为那里的很多仿真都无法实现,相比较而言还是Protel更加强大。通过此次训练我了解到了基础知识的重要性，如果没有牢固的基础知识是不能设计电路、做实验，所以只有把基础知识掌握得牢固才能得心应手的去运用它们来进行复杂电路的设计参考文献.于洪珍.通信电子线路[M].北京：清华大学出版社，2006年.谢自美.电子线路综合设计[M],武汉：华中科技大学出版社，2006年.http://pdfl.