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ASK调制与解调电路设计.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.43M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    《电力系统自动化》 课程设计任务书 题 目 学生姓名 ASK 调制与解调电路设计及仿真 学号 专业班级 设 计 内 容 与 要 求 一、设计内容 1. 对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计 ASK 调制解调电路。 4. 熟悉 ORCAD 软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及应用原 理图进行仿真的基本方法。 5. 撰写设计报告，报告要求有以下内容： 1) 画出所设计电路的原理图。 2) 对电路中各功能环节的工作原理进行分析。 3) 针对所设计的电路，说明各种器件参数选择的理由。 4) 画出各个环节的波形图，并对仿真结果进行分析，验证设计的正确性。 5) 总结电路调试过程所遇到的问题及解决方法。 6) 课程设计的结论。 二、设计要求 1. 掌握电力系统远动信息传输的基本过程。 2. 掌握电力系统远动信息过程中 ASK 数字调幅与解调的基本原理。 3. 学习使用 ORCAD 进行仿真的基本方法。 4. 设计 ASK 调制解调的仿真电路，并在 PSPICE 环境进行仿真验证，观察 各环节的波形，并能做出正确分析。 起止时间 2008 年 12 月 21 日 至 2008 年 12 月 26 日 指导教师签名 系（教研室）主任签名 学生签名 年 月 日 年 月 日 年 月 日
    目录 一． 背景描述………………………… 二． 设计内容………………………… 三． 工作原理………………………… 四． 电路设计及参数设置…………… 五． 仿真及波形分析………………… 六． 设计总结………………………… 七． 参考文献…………………………
    一....背景描述： 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技 术。由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系 统分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间 的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分布 甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，已不能用通常的机 械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种技术手 段，这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、 设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止 传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。 在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一 些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令 也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。这一过程 实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。 二....设计内容： 1. 对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计 ASK 调制解调电路。 4. 熟悉 ORCAD 软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及 应用原理图进行仿真的基本方法。 三.... 工作原理： 1.1.1.1. 数字调幅技术的原理和实现方法 （1）数字调制的概念 用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些参 量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调 制，反之，称为数字解调。 （2）数字调制的分类 在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。
    其中，ASK 属于线性调制，FSK、PSK 属于非线性调制。 （3）数字调制系统的基本结构 （4）ASK 调制波形与方框图： 2.二进制幅移键控(ASK) （1）ASK 信号的产生 图为 ASK 信号的产生原理 一个二进制的ASK 信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频载 波的乘积，即ASK 的时域表达式为：
    也可写成： （2）ASK 信号的功率谱特性 ASK 信号的自相关函数为： （3）ASK 信号的功率谱密度为: 式中, ps( f)为基带信号S(t)的功率谱密度 当 0、1 等概出现时，单极性基带信号功率谱密度为: 则 2ASK 信号的功率谱密度为:
    ASK 信号谱,形状为 ps( f),双边带加载频谱线 pE( f) ASK 信号传输带宽 （取主瓣宽度） 带宽利用率 （4）ASK 信号的解调方式 解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。其中相干解调要求接 收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波，而根 据已调信号本身的特点来解调 a. 非相干解调的原理框图和波形图（包络检波法） b.相干解调的原理框图和波形图（同步检测法）
    四．ASK 调制解调的仿真电路的设计及参数设置 1.ASK1.ASK1.ASK1.ASK 信号产生电路设计 本次设计中采用模拟法，其 中V1，V2都采用方波作为数字基 带信号. V1设置其低电平V2=0V,高电 平V1=2V，延迟时间TD=0ms,上升 时间TR=O.0001ms,下降时间 TF=O.0001ms,脉冲宽度PW=1ms, 脉冲周期PER=2ms . V2 设置其低电平 V2=0V,高电 平 V1=1V，延迟时间 TD=0us,上升 时间 TR=O.00001us,下降时间 TF=O.00001us,脉冲宽度 PW=5us,脉冲周 期 PER=10us . 此过程为信号的调制过程，调制是将某种低频信号（如音频信号） “加载”到为了便于传输的高频信号的过程。本设计采用模拟乘法器实
    现对信号的调制。 用模拟乘法器实现幅度调制的原理框图如下图： 音频信号 载波信号 带通滤波器 单边带信号输出 以调幅广播信号为例，将音频信 = t 与高频载波信 t 分别接入模拟乘法器的两个输入端，则输出电压为 号 = =2K =K [ t t t+ t] 由于被调制的低频信号并非单一频率 而是某一频段的信号，如音 频信号的频率为 20Hz~20KHz。所以乘法器的输出电压是以调制频率 为中心的两段频段，简称便带。（ ）为上边带；（ ）为下 边带。在乘法器的输出端接一个带通滤波器可滤除其中的一个边带，而 保留另一个边带发送。 =K 2.ASK2.ASK2.ASK2.ASK 信号解调电路设计 t
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