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电子科技大学通信学院《综合课程设计指导书》传输专题设计(频分复用)班级通信18班学生李澳学号12教师饶力,刘镰斧【设计名称】传输专题设计(频分复用)【设计目的】要求学生独立应用所学知识,对通信系统中的典型部件电路进行方案设计、分析制作与调测电路。通过本专题设计,掌握频分复用的原理,熟悉简单复用系统的设计方法。【设计思想】每路话音信号带宽为300~3400Hz,取4kHz作为标准带宽;而电缆传输频带60kHz~156kHz,即带宽为96kHz。由于是全双工,96kHz的带宽正好可容纳24路信号(A-B,12路,B-A,12路)在一个信道上传输。【系统原理】各路信号m(t)首先由低通滤波器进行限带,限带后的信号分别对不同频率的载波进行线性调制,形成频率不同的已调信号。为了避免已调信号的频谱交叠,各路已调信号由带通滤波器进行限带;再利用加法器把3路信号加在一起,合成一个前群,12路信号形成4个前群,利用加法器将这四个前群加在一起,形成多载波信号,在共享信道上传输。在接收端,为了使发送方不至于收到自己发出的信号,由混合线圈接收,经过带通滤波器滤波,相干解调,低通滤波,再经过放大器放大,得到解调信号。【设计指标】设计一个频分复用调制系统,将12路语音信号调制到电缆上进行传输,其传输技术指标如下::300Hz~3400Hz。:60KHz~156KHz。%。,电缆上信号总功率(传输频带内的最大功率)不大于1mW。语音通信接口采用4线制全双工。音频端接口阻抗600Ω,。滤波器指标:规一化过渡带1%,特征阻抗600Ω,通带衰耗1dB,阻带衰耗40dB(功率衰耗),截止频率(设计者定)。系统电源:直流24V单电源。【系统设计框图】AB传输(发送端):图1传输原理示意图(A至B)其中各个滤波器的通带频率范围如下:LPF0~4kHzBPF112kHz~16kHzBPF216kHz~20kHzBPF320kHz~24kHzBPF460kHz~72kHzBPF572kHz~84kHzBPF684kHz~96kHzBPF796kHz~108kHzBA传输(发送端):图2传输原理示意图(B至A)其中各个滤波器的通带频率范围如下:LPF0~4kHzBPF112k~16kBPF216k~20kBPF320k~24kBPF8108k~120kBPF9120k~132kBPF10132k~144kBPF11144k~156k信号在信道上的传输频带为:60kHz~156kHz其中AB传输所占用频带为:60kHz~108kHzBA传输所占用频带为:108kHz~156kHz接收端原理示意图(以B端接收为例,为方便起见,只画出了前3路信号)图3系统接收端原理示意图如上图所示,发送端插入一个导频,将接收到的信号通过一个通带为60kHz156kHz的带通滤波器,再通过相干解调器,将信号频谱搬移到基带。第1路信号用LPF进行滤波,其余均通过BPF进行滤波,滤波之后每路信号再经过放大器进行放大即可恢复出原始信号。下面分别对系统的各个组成部分进行详细介绍。【系统具体功能实现电路】载波产生电路晶体振荡器产生正弦信号设计时用晶体振荡器先产生基准正弦信号,再利用锁相环进行频率的合成,以产生设计所需的各种信号。图4为基准信号产生电路。图4基准信号产生电路2、频率合成器产生载频在得到基本正弦信号之后,可以采用锁相式频率合成器来获得不同频率的载频。产生载频信号的电路示意图如下图5所示。图5锁相频率合成器基本框图在环路锁定时,在上图5中,鉴相器两输入的频率相同,即是VCO输出频率经N分频后得到的,即所以输出频率设计中的锁相环电路可以用集成的频率合成器,如MC,其原理框图如图6所示:图6MC45146电路原理框图经分频器输出的信号不一定满足信号的设计要求,可以再级联一个频率和成器,也可以用锁相环技术,其,则总的有:例如产生一个设计所需的12KHZ的信号,则可以M=3,N=250。要产生实验中的其它信号与之类似。导频插入及提取由于采用相干解调,就需要获得与发送端同频同相的相干载波对已调信号进行解调,也即需载波同步。解调载波的获取,是从发端发送的导频获得。因为是抑制载波调制,所以在已调信号中不含有载波功率,就不能直接提取载波。可采用插入导频法,发送端导频的插入,应插在信号功率为零的地方,这样便于提取。插入导频法是在发送信号的同时,在适当的频率位置上,插入一个称作导频的正弦波,在接收端就提取出这个导频作本地载波,用于同步解调(相干检测)。导频插入电路的原理图如图7所示。图7发送端导频插入原理示意由图7可知,在接收端,导频提取可采用窄带导频滤波器,或直接用锁相环来提取。示意图