基于multisim及锁相环的2PSK2ASK2FSK的调制解调电路仿真(2)

Multisim 10 把所有的元件分成13类库，再加上放置分层模块、总线、登录网站共同组成元件工具栏。

Multisim 10提供了18种仪表，仪表工具栏通常位于电路窗口的右边，也可以用鼠标将其拖至菜单的下方，呈水平状。

Multisim 10具有以下特点:

(1)Multisim 10是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。其元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此可以很方便地在工程设计中使用。

(2)Multisim 10 的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、信号发生器、双通道示波器、直流电源；还有一般实验室少有或没有的仪器，如波

特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真度测量仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

(3) Multisim 10 具有较详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等，以帮助设计人员分析电路的性能。

(4) Multisim10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的过程中还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据。

Multisim10是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。它用软件的方法模拟电子线路元器件和仪器仪表，实现了“软件即元器件”和“软件即仪器”。 Multisim10是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，该软件为电子工程师提供了一个电路设计与仿真平台，不仅与国际著名的模拟电路仿真软件spice兼容，而且具有较强的 VHDL和 Verilog设计与仿真功能。它具有界面形象、直观易懂、采用图形方式创建电路的特点；它丰富的元件库中提供了超过16000个组件，全部采用世纪模型，确保了仿真结果的真实性和实用性；它采用开放式的库管理模式，能自动地生成模拟和数字组件模型，这对新器件的补充十分有利。Multisim10的虚拟测试仪器种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、信号发生器、双通道示波器、直流、交流电源；还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

Multisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。 Multisim10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及微机接口电路等；可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数等。

2.2 锁相环基本原理

2.2.1锁相环的基本组成

许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。

锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如图2.1所示。

图2.1 锁相环基本组成

锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压

控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制。

2.2.2 锁相环的工作原理

锁相环中的鉴相器通常由模拟乘法器组成，利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图

2.2所示。

Ui（tUo

图2.2 乘法器 U

鉴相器的工作原理是：设外界输入的信号电压和压控振荡器输出的信号电压分别为：

ui t Umsin it i t （2-1）

uo t Uomcos ot o t （2-2）

式中的ω0为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。则模拟乘法器的输出电压uD为：

UD KUmUomsin[ it i(t)]cos[ ot o(t)] （2-3）

11UD KUmUom{sin[ it i(t)] cos[ ot o(t)]} KUmUom{sin[ it i(t)] cos[ ot o(t)]} （2-4） 22

用低通滤波器LF将上式中的和频分量滤掉，剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控制电压Uc(t)。即Uc(t)为：

Uc(t) 1KUmUomsin{[ it i(t)] [ ot o(t)]} （2-6） 2

Udmsin{[ it ot] [ i(t) o(t)]} （2-7）

式中的ωi为输入信号的瞬时振荡角频率， i(t)和 o(t)分别为输入信号和输出信号的瞬时位相，根据相量的关系可得瞬时频率和瞬时位相的关系为： 即

(t) (t)dt do （2-9）

则，瞬时相位差θd为

d [ it ot] i(t) o(t) （2-10）

(t)

对两边求微分，可得频差的关系式为 d (t)） （2-11） dt

dioio （2-12） dtdtdt

上式等于零，说明锁相环进入相位锁定的状态，此时输出和输入信号的频率和相位保持恒定不变的状态，Uc(t)为恒定值。当上式不等于零时，说明锁相环的相位还未锁定，输入信号和输出信号的频率不等，Uc(t)随时间而变化。

因压控振荡器的压控特性如图2.3所示，该特性说明压控振荡器的振荡频率ωu以ω0为中心，随输入信号电压Uc(t)的变化而变化。该特性的表达式为

u(t) o K0uc(t) （2-13）

图2.3 压控特性

上式说明当Uc(t)随时间而变时，压控振荡器的振荡频率ωu也随时间而变，锁相环进入“频率牵引”，自动跟踪捕捉输入信号的频率，使锁相环进入锁定的状态，并保持ω0=ωi的状态不变。

第3章 调制解调电路设计

3.1 2FSK调制解调电路设计

3.1.1 2FSK调制电路设计原理

2FSK即叫做二进制移频键控或二进制频移键控。

2FSK信号产生的方法一般有两种：一种叫直接调频法，另一种叫频移键控法。

（1）模拟调频法：即直接利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。如图3.1所示：

S(t

图3.1 模拟调频法

直接调频法是频移键控通信方式早期采用的实现方法。其优点是调制方便，设备简单，得出的是2FSK信号，相位连续。

（2）键控法：即利用受矩形脉冲序列控制的开关 …… 此处隐藏：2700字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……