数字基带传输.docx
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数字基带传输
目录
1.选题背景1
1.1背景1
1.2电路设计要求1
1.3发挥部分1
1.4方案选择1
2电路设计2
2.1总体框图2
2.2工作原理2
2.3参数选择4
3各主要电路部件及工作原理4
3.1键控制字可逆计数器电路4
3.2相位累加锁存电路4
3.3存储器电路5
3.4D/A转换电路6
3.5555脉冲电路7
3.6电源滤波电路7
4原理总图8
5元器件清单8
6调试过程及测试数据（或者仿真结果）9
6.1通电前检查9
6.2通电检查9
6.2.1555脉冲通电检查9
6.2.2地址锁存模块检查9
6.3结果分析10
7小结10
8设计体会及今后的改进意见10
8.1体会10
8.2本方案特点及存在的问题11
8.3改进意见11
参考文献12
1.选题背景
1.1背景
伴随信息时代的到来，通信技术也在不断地发展。
目前，通信技术已广泛应用于办公自动化、企业管理与生产过程控制、金融与商业电子化、军事、科研、教育信息服务、医疗卫生等领域。
Internet技术发展迅速，全球性信息高速公路建设的浪潮正在兴起。
人们已经意识到：
通信正在改变着人们的工作方式与生活方式，网络与通信技术已成为影响一个国家与地区经济、科学与文化发展的重要因素之一。
现代社会发展越来越快，这要求通信系统功能越来越强，可靠性越来越高，因此通信系统的构成就越来越复杂。
在仿真软件设计中采用了Mathworks公司的MATLAB作为仿真工具，其仿真平台SIMULINK具有可视化建模和动态仿真的功能。
用SIMULINK构造仿真系统，方法简单直观，开发的仿真系统使用时间流动态仿真，可以准确描述真实系统的每一细节，并且在仿真进行的同时具有较强的交互功能，易于使用。
另外该软件还具有较好的可扩展性和可维护性。
本文给出了采用仿真工具SIMULINK，设计数字基带传输系统仿真实验软件的系统定义、模型构造的过程。
通过对仿真结果分析和误码性能测试表明，该仿真系统完全符合实验要求。
数字信号的传输方式有两种：
基带传输和频带传输。
在数字传输系统中，其传输的对象通常是二进制数字信号，它可能是来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字脉冲，也可能是来自数字电话终端的脉冲编码调制（PCM）信号。
这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始，直到某一频率，我们称这种信号为数字基带信号。
它不经过调制而直接传送的方式，即发送端不使用调制器，接收端也不使用解调器。
1.2设计要求
数字信号基带传输系统设计与仿真分析
（1）结合教材中相关章节内容，设计数字基带传输系统仿真模型。
（2）熟悉原理并设计仿真模型中各个模块的参数。
（3）有串扰和无串扰分析、噪声背景下的系统性能分析。
2模块设计
2.1总体框图
图1.1数字基带传输系统模型
2.2工作原理
数字信号的传输方式按其在传输中对应的信号的不同可分为数字基带传输系统和数字频带传输系统。
在某些有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送，这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统，我们称它为基带传输系统。
而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制过程，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，相应地，在接收端必须经过解调过程，才能恢复数字基带信号。
我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。
1）系统总的传输特性如式
是信道中的噪声。
2）基带系统的工作原理：
信源是不经过调制解调的数字基带信号，信源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输的码型，经过含有加性噪声的有线信道后，在接收端通过接收滤波器的滤波去噪，由抽样判决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基带信号的传输。
2.3参数选择
根据设计要求我们选择8位加法器，即N=8，已知步进频率为100Hz，根据（8）可以算出fclk=25.6KHz。
设计要求输出频率fout范围为100~1500Hz，所以选择十六进制计数器。
3各主要电路部件及工作原理
3.1键控制字可逆计数器电路
图3-1键控制字可逆计数器电路
此部分电路主要用两个按钮开关1和2作为电压调整键，分别与计数器UP时输入端和减计数DN时钟输入端相连，另外一个开关3与计数器的清零端clear。
计数器采用一片四位十六进制同步加/减集成块74ls193构成。
要实现频率100-1500Hz步进可调，74ls193计数器的计数范围为0000-1111。
当我们每次按下开关1或2时，相应的UP/DN引角位置电压发生变化，计数器进行加1或减1；当按下开关3时，clear引角位置电压发生变化，计数器清零。
3.2相位累加锁存电路
图3-2相位累加锁存电路
这一部分电路由两片74LS283构成。
每片74LS283是一个四位加法器。
它将计数器产生的频率控制字K和由存储器的输出相加，然后由74HC574锁存得到数据所在的地址。
3.3存储器电路
这一部分电路由27C64构成。
相位累加器产生的地址经由锁存器锁存后在存储器中读取函数表的内容，如图3-3。
图3-3存储器电路
EEPROM存储器的0~255个地址单元中存放着正弦信号的幅度量化值，输出数据作为EEPROM里面输入的量化后的正弦函数表如表3-1。
表3-1输出数据作为EEPROM里面输入的正弦函数表
3.4D/A转换电路
图3-4D/A转换电路
此部分电路由D/A转换器DAC0832和运放NE5532组成，DAC0832的输入端与存储器的输出信号端相连，运放与DAC0832相连，使数字信号经DAC0832转换，通过运放NE5532最终转换成模拟信号。
此部分电路是八位数模转换电路，由于DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压，故需要与运放NE5532共同组成数模转换电路。
3.5555脉冲电路
图3-5脉冲电路
此部分电路由555、电阻和电容组成，给电路提供脉冲源。
经相关计算该部分提供的脉冲频率为25.6KHZ,由此计算可得出相关电容电阻的参数。
电路中给定C4用陶瓷电容102，C5用陶瓷电容103，需要的输出方波的频率为f=25.6KHZ,则：
T=1/f=0.039×103s
需要占空比为q=50%的方波，即
R6=R5C4=10×102pF=10-9F
T=T1+T2=（R5+2R6）Cln2=0.039×10-3
可以推得：
R5=R6=（0.039×10-3）/（3×10-9×0.69）=18.8KΩ
3.6电源滤波电路
图3-6电源滤波电路
该部分电路主要就是对接入的电源进行滤波，得到纯度较高的正弦波。
否则输出的正弦波就会含有很多杂波，影响效果。
4原理总图
图4原理总图
5元器件清单
表5-1元器件清单
元器件名称
元器件型号
元器件数量（个）
按钮开关
单刀单掷
3
计数器
74LS193
1
加法器
74LS283
2
存储器
AT27C64
1
触发器
74HC14
1
D/A转换器
DAC0832
1
运算放大器
NE5532
1
万用板
PCB
1
电阻1
220
2
电阻2
10K
2
电阻3
1K
1
电容1
10uf
2
电位器
2K
2
排针
——
4排
杜邦线
——
2排
插座1
IC座20
2
插座2
IC座16
4
插座3
IC座28
1
插座4
IC座8
2
6调试过程及测试数据（或者仿真结果）
6.1通电前检查
电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。
6.2通电检查
检查各部分的工作情况。
6.2.1555脉冲通电检查
首先将555脉冲模块和其他电路模块断开，只留555脉冲模块部分。
其次，给电路两端接5伏直流电压。
理论上输出的频率应为25.6KHZ。
6.2.2地址锁存模块检查
将地址锁存模块（包括之前的按键和相位累加）和其他电路模块断开，然后给电路两端接5伏直流电压。
理论上输出的方波。
这说明前边的电路设计是没有问题的。
6.3结果分析
由proteus仿真结果可以看出每个部分电路的设计是很合理的，而设计的要求输出100HZ到1500HZ，步进为100,也是实现的。
7小结
这次课程设计终于圆满结束了，虽然说是困难重重，但最终还是在反复解决问题后成功完成了设计任务，基本上做出的成品是完全符合任务要求和设计要求，虽然花费了大量的时间和精力，但得到的结果还是令人满意的，在这次课设中我遇到了、也解决了许多问题，对自己能力的提高有着很大的帮助。
我相信，通过这次课程设计的实践和总结，自己会在今后的实践中会更加得心应手。
8设计体会及今后的改进意见
8.1体会
这次课程设计终于结束了，在这期间我遇到了很多问题，最大的体会就是理论与实际是有很大差距的。
按照自己设计电路发现结果还是比较好的，本想着按照原理图去焊能够一次性调试成功，因为自己的焊接技术还不错，但就是排线不合理，所以我采用了杜邦线。
但测试时的结果却不是很理想，尤其是自己防抖动电路不会设计，经过和同学讨论、请教老师，最后把消抖电路接上却发现还是没能解决问题，我就又去问老师，老师说你把别人的看一下，试着加一下电源滤波，后来我加了电源滤波，但发现还是没效果，而且什么波形都没有了，我一看就沮丧了，当时自己还发脾气把杜邦线全部拔了，在那时候就感觉心灰意冷，甚至都没有做下去的想法了。
后来和我做一个的同学开导了我，他帮着我一起去查线，看哪儿出了问题，最后才发现是我的74HC574烧了，后来换了一个加上电之后波形立马就出来了，也没有抖动之类的问题了。
最后我就这样交了课设。
通过这次的课程设计，让我看到了自己在理论知识上的缺陷和理论与实践不能紧密结合的不足，自己如果要想有点成就的话，那就必须去努力奋斗，多动手实践，增强自己的动手实践能力，和思考问题解决问题的意识。
我在想，别人为什么能想出去加消抖电路、去加滤波电路，而我就想不到呢，我觉得这主要就是自己动手操作的东西太少，积累的经验太少，所以才导致自己在思考问题的时候不能考虑全面。
只有自己经历的多了，才会积累更多的经验与教训，这样以后无论做什么事自己才能考虑周到。
我要感谢老师的教导和同学的帮助，我相信这几天的不懈努力会给我未来的学习带来很多的启发,我会在以后的工作生活中更好的理论联系实际,扎扎实实走好每一步。
8.2本方案特点及存在的问题
这个设计的特点是原理比较简单，用的元器件也比较少，实现起来也不算太难。
存在的问题就是最后实现的正弦波存在干扰，虽然自己加了滤波部分，效果也不错，但还是没能完全滤完。
还有就是一些元器件的使用不太合理，比如说这次我们用的ROM是27C64，这个片子的缺点就是不易擦除，需要紫外线擦除。
为了能更好的选择合适的元器件，设计更加合理的电路，还需要在平时积累和学习应用一些常用常见的元器件，提高自己的能力。
8.3改进意见
针对上述正弦波产生电路存在的干扰，要用一个合适的滤波电路，这样才能把波滤除干净。
这个我已经在自己的作品中有所体现，自己加了电源滤波和合适的低通滤波。
虽然效果不错，但仍需改进。
参考文献
【1】阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006
【2】康华光.电子技术基础（模拟部分）.华中科技大学.高等教育出版社.2006
【3】马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.2006
【4】何杜成、袁跃进.电机-光电显
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