北交大电子系统课程设计报告（最终版） - 图文(2)

波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。 其信号的产生方法通常有两种：

模拟相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法，在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。电路图如下：

图2-2 ASK模拟相乘法调制电路

数字键控法：用开关电路控制输出调制信号，当开关接载波就有信号输出，当开关接地就没信号输出，其电路如下图所示：

图2-2 ASK模拟相乘法调制电路

解调：

2ASK有两种基本的解调方式：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。

图2-3 ASK非相干解调电路

图2-4 ASK相干解调电路

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ASK调制解调方式电路简单，易于实现，但抗干扰能力较差。

b.FSK调制与解调 调制：

FSK的信号调制有两种方法：直接调频法和频移键控法。

直接调频法，就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的某种参数，而达到改变振荡频率的目的。虽然方法简单，但频率稳定度不高，同时转移速度不能太高。

图2-5 FSK直接调频法电路

频移键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路，对两个不同的独立频率源进行选通。一般来说，键控法采用两个独立的振荡器,得到的是相位不连续的2FSK信号；而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生，则得到相位连续的2FSK信号。

图2-6 FSK移频键控法调制电路

解调：

2FSK信号的解调方法有：非相干解调法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入参考信号频率的变化,环路锁定后输入参考信号和输出参考信号之间的稳态相位误差可以通过增加环路增益被控制在所需数值范围内。这种输出信号频率随输入参考信号频率变化的特性称为锁相环的跟踪特性.利用此特性可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环。为了实现信息的远距离传输，收信端接收到信号后必须进行解调才能恢复出原信号。所谓的解调就是用携带信息的输出信号，来还原载波信号的参数，载波信号的参数有幅度、频率和位相。

调频波（经过放大器放大后）与压控振荡器的输出被送入鉴相器，经鉴相器获得变化的相位误差的电压，该误差电压通过低通滤波器被滤出高频成份，从而获得随调制信号频率变化而变化的解调信号，从而实现了解调（鉴频）过程。 其原理框图如下（锁相环解调）：

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图2-7 锁相环解调电路

FSK的优缺点介于ASK与PSK中间，电路复杂程度与抗干扰能力均处于另外两种调制方式中间。 c.PSK调制解调

相移键控是利用载波的不同相位来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“0”和“1”。

调制方法有模拟调制和键控法:

图2-8 PSK模拟调制电路

图2-9 PSK键控法调制电路

解调:

图2-10 PSK相干法解调电路

PSK的主要优点是抗干扰能力非常强，但电路颇为复杂。

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2.1.3 功放电路

功放电路是以输出较大功率为目的的放大电路，一般直接驱动负载，带载能力要强。该电路的主要考虑因素有输出功率要大，效率要高，非线性失真要小。

功放电路按照输出级与后级电路的连接方式可分为：OTL、OCL、BTL等；按功率管的偏置又可分为甲类、乙类、甲乙类及丙类四种。考虑到电路的难易程度，一下讨论OTL功率放大。

a.OTL功率放大

OTL电路为单端推挽式无输出变压器功率放大电路。通常采用电源供电，从两组串联的输出中点通过电容耦合输出信号。

OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路，不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。

图2-11 OTL功率放大电路

它的特点是：采用互补对称电路（NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。

“两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。

OTL电路的优点是只需要一组电源供电。缺点是需要能把一组电源变成了两组对称正、负电源的大电容；低频特性差。 b.lm386功率放大

lm386是集成OTL型功放电路的常见类型，与通用型集成运放的特性相似，是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级为准互补输出级功放电路。

LM386静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电；工作电压范围宽,4-12V or 5-18V；外围元件少；电压增益可调(20-200)；具有低失真度。因其具有自身功耗低、增益可调整、电源

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电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。

图2-12 LM386典型应用电路

2.1.4 耦合通信

本系统中已确定发射端通过导轨（线圈）进行信号的发射，接收端由耦合线圈（绕制线圈或电感元件）接收，利用LC振荡电路，进行耦合通信。 a.串联谐振

因为感抗等于容抗，所以阻抗达到最小值，具有纯电阻特性；在电压不变的情况下，电路中的电流达到最大值即为谐振电流；由于谐振时容抗等于感抗，所以电感上的电压等于电容上的电压，而电感和电容上的电压与电阻有关，如果感抗和容抗远大于电阻时，则电感和电容上的电压可能远大于电源电压，因而串联谐振又称电压谐振，具有破坏性。 b.并联谐振

并联谐振时电路的总电流最小，与电压同相，即电路的总阻抗达到最大值，电路呈电阻性；支路电流占总电流的倍数就是谐振电路的品质因数Q，所以并联谐振又称为电流谐振。因而，并联谐振不会产生危害设备安全的谐振过电压，且功率因数达到最大值，可以被应用。 2.1.5 前置放大电路 a.LM324

LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。

LM324作同相交流放大器，同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。

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