调幅信号处理电路毕业论文

不断发展的社会和不断进步的科学，使得人们的需求大大改变，理所当然，高频电子技术在改变中是必不可少的，下面是我整理的高频电子技术论文，希望你能从中得到感悟!

高频电子线路仿真实验的设计与实践

【摘要】不断发展的社会和不断进步的科学，使得人们的需求大大改变，理所当然，电子技术在改变中是必不可少的，不管是学生还是电子线路工作人员都把电子线路作为其学习和研究的内容。想要学习和研究高频电子线路终究都离不开实验探索，本文通过对高频电子线路仿真实验特点的分析和了解，设计了高频电子线路的仿真实验并进行研究。

【关键词】高频电子线路，设计，实践

前言：高频电子线路之所以被大众熟知和关注，是因为其在电子信息类技术中扮演着不可缺少的角色。如果我们想要了解甚至研究高频电子线路，实验操作这一步是必不可少的。一般来说，高频电子线路，学生的操作只能局限于实验箱上，很难升级硬件，也很难更新内容。本文根据高频电子线路课程的特点结合3大电子仿真软件SPICE、EWB、MATLAB的特点，优化了高频电子线路的实验内容。

一.高频电子线路仿真实验的特点

在教学过程中，老师的教学方式是先进行理论教学，然后再进行实验验证，最后进行综合性课程设计，但是这样的教学方式达不到很好的效果，传统的课堂教学都注重于理论分析、实验物件的介绍，难以给学生留下深刻的印象，导致学生对所学习内容的兴趣慢慢消失。如果在授课过程中，能够在对电路进行理论分析的同时加入仿真软件SPICE、EWB、MATLAB的仿真演示，从而达到理论讲解和验证的同时进行，这样既增强了教学的灵活性和直观性，也能够在有效的学识内，让学生加深对基本理论知识的理解，这比传统的 教学 方法 更有效率，更有活力。

二.高频电子线路仿真实验的设计

我们在对高频电子线路的了解中，不能仅停留在个别内容的认知，而进行应该对整个高频电子线路体系达到认知的效果，这有利于我们对相关领域技术的领悟。

1对于电路原理的通信系统仿真实验。对于在教学中，学生的理解只停留在公式层面上的问题，我们可以设计以教学为基础的通信系统仿真实验，让学生加深对数学模型的理解。因为实验中的每一个模块都是根据该模块所代表的单元电路来实线原理的建立，使数学模型更具有关联性和形象性。

2对于硬件电路的仿真实验。为了使得硬件测试与软件仿真相结合，设计了硬件电路的仿真实验。我们可以了解到，高频电子线路是电子技术类课程的其中一种。课程中除了相关的原理外，还有大量关于电路分析与设计的问题。

在软件仿真实验中，我们可以观测到一些现象，这些现象是无法在硬件电路实验中所观察到的。比如，振荡电路中有些参数对时间的影响，又比如电路参数的相关条件对电路性能的影响等等。另外，我们可以节约实验的花费，不必花大量的钱购买相关仪器。如果学生掌握了仿真软件的使用方法，那就为后期的电路设计应用铺好了道路，能够更好地认识电路的分析、设计和优化。

三.高频电子线路仿真实验的实践

1.模拟通信系统的仿真实验研究。Matlab中的Simulink是一种具有可视化功能的工具，与传统的模式相比更容易被大众所接受，因为它具备更灵活、更直观的优点。Simulink可以很简单灵活的把数字模型转化为软件模型，从而可以进行动态的仿真实验，这种仿真注重了可操纵性，也注重了系统的概念。在 操作系统 中，为了使大家更清楚的了解系统的结构、仿真模型、数字模型这三者的对应关系，在显示的界面，我们还可以清楚的了解到具体的发射系统和接收系统。

2.电路仿真实验研究。Protel是应用最广泛的电路辅助设计软件，它与其他软件最大的区别就在于具有很强大的印制版设计功能和电路原理图设计功能。电路仿真实验已经在高频电子线路实验中进行了多方面的应用。

3.接收机电路仿真实验研究。进行接收机的电子线路仿真实验的目的是专门为了突出二极管包络检波器的特有性能以及小信号调谐放大器的特有性能等等。我们在进行这两种实验的时候发现，改变硬件的参数操作非常不方便，一方面是浪费时间，另一方面也浪费精力。所以我们根据在实际操作中出现问题才设置了这类的仿真实验，达到解决这方面的很多问题。新方案中信道检查这一功能，能够很迅速的检测到各路信号能否满足幅值要求，不满足要求的能通过报警然后发出通知，让我们知道系统的出错位置在哪里，并且达到很具体的效果。针对粗码信号，我们主要需要检查是否存在高低电平的变化。针对精码信号可以根据比较精码信号的A/D量，来判断这五种幅值标准是否达到要求 。这五种检测项目的要求分别如下所示：(a)峰值幅值小于或者等于98%;(b)、峰值幅值大于或等于75%;(c)、谷值幅值大于等于或2%;(d)、谷值幅值小于或等于25%;(e)、幅值的误差小于10%。

四.编码连续性的实时性检查

如果想要保证整个系统正常工作的基本功能，你们就需要编码的正确率，什么叫做编码正确，直接的来说，就是没有出现跳码。如果一旦出现跳码，有关系统都将失去控制，甚至导致整个系统的瘫痪。正因为如此，我们在编码器信号处理系统中增加了了实时进位检查的功能，这个不仅能够准确的检测编码器编码，而且在发现错误时，还能迅速出现报警然后通知上位机系统，这样就能够让上位机能及时的采取相应施，避免了失控造成大的巨大损失。

实验中，我们还采用了抛物线拟合算法，通过等时间采样连续的几个位置点以此推算出未来位置点得位置，假如未来点的位置出现的偏差是在游走在误差范围内的，我们就判定出编码是连续的，相反如果出现报警并通知上位机系统，那就是不连续的。

五.结束语

我们利用各种仿真软件对高频电子线路进行了仿真分析，了解其特点，测试了调幅信号的输出波形的变化规律和检波后的波形变化规律;观察并分析了电路中关键节点的 频谱关系，得到的结果是一致的，即虚拟仿真结果与理论分析相对应。我们将仿真软件高效合理地应用到高频电子线路的实验教学中，可让很多抽象的理论教学变得更简单明了，让学生更有效的从实验中了解到相关知识。希望通过一系列的仿真实验，也能够为?集成电路(IC)是整个电子信息产业奠定基础.随着电子计算机技术的飞快进步，高频电路的集成化已经成为高频电子线路发展的一个重要方向.一方面可以节省时间另一方面也可以节省费用，缩短周期。因此，各种简洁方便的仿真软件不断涌现，并得到广泛的认可。

参考文献：

[1]吴青萍，罗锦宏;PSPICE在高频电路仿真分析中的应用[J];常州信息职业技术学院学报;2003，(02)

[2]马立华，席惠;MATLAB在电力电子实验教学中的应用[J];实验室研究与探索;2005，(02)

[3]刘静波;;高频电子线路实践教学的建设和探索[J];电气电子教学学报;2006，(04)

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用户需求及分析 某学院位于环境幽雅风景秀丽的某西麓，学校西校区濒临白龟山水库，依山傍水，湖光山色，风景秀美，是学子求学求知的佳胜之地。学院始终坚持以教学设施促教学，不断加强学校教学设施改革工作以取得教学新突破。新建西校区依山傍水地形复杂而且场地广阔，建设校园广播系统布线有很大难度，为此学校提出建设无线智能调频的建议，并根据实际情况提出技术性能要求。要求如下所述： 在1、2、3、4号教学楼内安装无线调频音柱，使教学楼可收听校园广播节目； 在教学楼周围，根据实际情况配置无线调频音柱或草坪音箱，学生在收听优美音乐时，可欣赏巧夺天工的室外造型音箱； 在环行路和室外草坪安装无线调频音柱和草坪音箱，使学生随时随地能听到校园广播； 在学生宿舍区安装无线调频音柱，用于维护日常秩序及背景音乐播放； 在食堂安装调频转定压设备，使食堂可通过已有音箱收听校园广播内容； 在篮球场安装无线调频音柱，使学生在打球运动时可收听到校园广播； 主控室暂设在1号教学楼，待行政办公楼修缮完后搬到办公楼； 要求音柱及草坪音箱灵敏度高、音质好、控制可靠； 设置音频采编及音频播控两个广播单元，每个单元要先进而经济，体现现代化智能化，具有兼容性； 建设的校园广播及外语电台自动播控系统，均应采用数字化音源播放，可按设置定时播放，在管理上实现真正智能化无人值守。 根据学院的建设校园广播及外语电台的具体需求，结合校园广播现状与发展方向，经过实际勘察，并进行深入技术论证，最终决定采用北京恒星科通HX-2000无线可寻址智能调频广播系统及HX-8000大学外语电台自动播出与智能控制系统来架设某学院的校园广播系统。 HX-2000无线可寻址智能调频广播系统是采用微电脑锁相、数码纠错、闪速存贮、SCA遥控编码、VB软件编程等先进技术、设计的一套具有国内领先技术水平的全数字智能校园广播系统。系统采用FM-SCA副载波编码遥控技术，使用一个无线电频率，利用音频载波以外的副载波传输编码控制信号，无需申请控制频率，既节约了频率资源，又实现了对终端点的控制，而且提高了系统的稳定性和可靠性。 HX-8000大学外语电台自动播出与智能控制系统采用微电脑锁相环发射机确保发射频率稳定可靠无频漂；HX-8000数字硬盘自动播出软件实现数字化音源可按年月周日设置定时自动播放列表，每天自动播放自动开关机；HX-7000多路广播智能管理控制器实现对调频广播发射机的智能管理控制，实现播出与控制的真正无人值守。技术方案部分（一） 设计依据 工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：● 国标《GB-4311 1-84调频广播发射机校准》● 广电部标《GY15-84调频接收机标准》●《大楼通讯综合布线标准》（YD/T926-1997）●《民用建筑电气设计规范》GBJ/T16-1992。● 国际电联 ITU - T有关标准。● 建筑、通信有关行业标准。●《专业录播结构标准》（二） 设计原则 进行系统设计时，本着"先进性、科学性、稳定性、经济性"相统一的原则进行设计。 先进性：系统采用国内最先进FM-SCA的调频广播技术，全固态发射机采用最新的微电脑PLL锁相技术，确保无频率漂移现象，遥控音箱开关机准确可靠，可针对不同区域实现分区控制。发射机无线指标严格符合国家无线电管理委员会颁布的相关要求标准。 科学性：系统设计科学可靠，系统将保证无线频率的独立性，不会与其他校园内外的无线电波源发生相互干扰现象，遥控音箱接收频点灵活可调，同时保证音箱不会发生干扰现象。此外，系统保证可维护性强，同时具有充分的可扩展性，目前只是学院考虑室外的广播功能，以后如果需要室内广播，通过在室内再安装遥控音箱即可非常方便实现室内的广播功能。 稳定性：由于系统采用无线调频广播方式，省去了大量的布线系统，所以也就消除了作为广播系统中最可能发生问题的线路故障所引发的广播系统线路故障现象；同时设备采用FM-SCA副载波编码控制技术，干扰信号无法打开音箱，大大提高了系统的稳定性和可靠性；由于发射机采用国内先进微电脑锁相技术使频率发射稳定无漂移。 经济性：无线广播系统的经济性有目共睹，在建设期可省去大量的传输线材和线路铺设费用，在使用过程中则可省去大量的线路检修工作，节省了大量的维护费用。外语教学电台智能控制管理，节省电源，大大减轻工作量。（三） 系统原理及组成 系统采用“数字编辑播出、无线调频传输、寻址编码接收、智能管理播控”的全新理念搭建数字化校园智能广播平台。 系统播出音源由音频工作站采集、编辑、制作，经过处理的音源通过网络交换机传输到数字硬盘多路音频自动播出主机。由数字节目源或模拟节目源输出单路或多路音频信号，经VAS音频矩阵切换器切换输出，送给调频广播发射机进行校园广播或广播电台节目发射。同时控制信号由主控计算机通过RS-232串口与HX-5000编码控制器通讯，编码控制器SCA副载波通道将控制信号调制到87—108MHz调频副载波上，与音频信号共缆传输。无线调频发射寻址校园广播，大学外语电台自动播控。主要设备有数字音频工作站、全数字硬盘多路自动播出主机、网络交换机（专用工控机PC）、主控与数字硬盘多路播出软件、调频广播发射机、SCA可寻址编码板、电源智能管理控制器、无线调频音柱、室外无线收扩机、草坪音箱等组成。（四） 设计方案 本方案分为音源及切换单元、音频采集单元、无线可寻址智能广播单元三部分来进行介绍。1、音源及主控切换单元 音源由数字节目源主控计算机及HX-8000多路数字播放软件；模拟节目源VCD、录音卡座、收音头、调音台、麦克风等组成。学院可根据实际使用情况选择卡座1-3台，用于播放磁带节目；配置VCD一台，用于播放VCD、CD、MP3光盘节目；收音头TU313一台转收当地广播电台节目；配置调音台一台用于播音员播送自办节目，也可在外语考试时对磁带音色进行修正，对音量进行调节，以达到最好的听觉效果。主控及切换由音频矩阵切换器、HX-5000 SCA可寻址编码控制主机、HX-5000系统播控软件、HX-8000数字硬盘多路音频自动播出软件等组成。音频矩阵切换器将音源播出的音频信号选择切换给校园广播或外语电台的发射机上。HX-5000 SCA可寻址编码控制器，可接收主控计算机RS-232通讯，指定用户通过对主控计算机的操作，实现自动或手动寻址编码智能控制终端设备开关。2、数字音频采编单元 数字音频采编单元是专业音频采集及编辑制作系统，采用专业音频处理软件，可将卡座、VCD、数字调谐器等输出的模拟音源进行高采样率录音，并对其混音、合成、镶边、剪切、拷贝等进行非线形编辑处理操作，转换为数字音频格式，可采用主控或数字硬盘多路音频自动播出软件定时自动播出。 在1号教学楼设置音频编辑工作室，对音频进行采编，完成后输出到播放主机进行播放。 GB2000数字音频采编系统是集专业数码录音与多种效果合成处理于一体的音频处理软件，用于模拟音源高品质数码录入及音频编辑处理与效果合成，或对数码音频进行编辑处理并转换文件格式。此软件可将卡座、CD机、收音头、人声等音频数码录入计算机，并以数字格式存储到计算机中。对采集或已有音频文件进行多种声音效果处理，如倒转、回音、淡入、淡出、镶边、扭曲、插入、删除、移动等操作，为原本单调干涩的音频添加背景音乐加入各种音效，使音频多样化、风格化、特色化；为播出曲目加入注释、解说使音频更能让人理解接收；对音频文件进行格式转换，节省所占硬盘空间。除此之外，支持SCSI CDROM不经声卡输出直接抽取音频文件并进行录制编辑。功能特点：支持各种输入音频进行高品质数码录音；支持多种格式音频编辑效果合成处理；支持各种音频文件格式转换，具有批处理功能；支持各种声卡及多种专业音频编辑卡录入输出；支持精密的过滤器修复声音文件；支持双声道声音文件合成处理；可广泛用于各种音频编辑工作站对音频进行修饰。 MAYA系列专业音频采集卡是一款专业数码录音采集卡，以其清澈音质、工作稳定等优秀品质和性能深得音乐爱好者所钟爱，采用DirectWire、音频编解码、贴片等先进技术，实现了软件间无损失音频数据传输；多任务支持，音频通道可选择所安装的任意驱动；音频左、右通道有效隔离，分别播放输出不同立体声音频，且互不干扰等功能，是院校外语听力录音的最佳选择。3、无线可寻址智能调频广播单元 本单元是专为学校建设校园广播开发的数字化无线可寻址智能广播系统设备，具有传统定压广播不具备的独特功能、不可比拟的优点，具体功能及特点如下。．系统功能： 自动播放功能：系统由一台工控专用PC主机作为主控计算机，并兼做数字节目源，通过系统播放和控制软件可实现手动、自动定时播放。可将校园音乐、校园铃声、轻音乐等常用曲目，存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。可预先设置每周一至周日播放工作列表，自动定点定时播出校园铃声、校园音乐、轻音乐等，无需人工干预，即可根据定时自动播放。音乐打铃功能、背景音乐功能：系统内置2000多首歌曲及音乐，悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳单调的电铃声，上下班响起悦耳的音乐，休息时间响起动人的歌声；让背景音乐自动或手动播放到指定区域，使员工不再承受噪音干扰，使学院氛围更加轻松和谐，使员工在轻松的环境中工作生活，既陶冶了情操，又接受了良好的音乐艺术的熏陶。系统特点：数字音频编辑： 采用先进的数字音频编辑工作站，配备专业级的音频采集卡，对音频信号（话筒、录音、线路信号）进行数字化采集，同时与Media、CD、MP3及硬盘中的各种格式的数字信号兼容，根据节目的要求编辑成完整的高质量的广播节目。编辑系统具有录制、剪辑、混播、音色调整、强度调节、淡入淡出、节目长度压扩、音色修饰等编辑功能。智能控制播放： 播控系统可对各种外设（如录音机、CD、Media、收转机及数字音频硬盘等）进行智能化控制，可依据学院的要求对节目内容、节目长度、播出时间预先进行设置，电脑能自动管理广播的全过程，按设置的程序自动播出，确保节目的完整性、准确性、准时性，从而杜绝无故中断广播的现象。对于学院常规性的广播节目，如轻音乐、音乐打铃等可全自动实现播出的无人值守播放。系统具有非常高的可靠性，系统传输网络中无功率匹配与电压匹配的要求，单只音箱的故障不影响系统工作，整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态，待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动，无需人员的控制。 HX-2000多路调频广播发射机采用SCA副载波传输控制信号，可同时发射1套广播节目和SCA控制信号，使控制信号传输不用再申请频率，而且控制由于采用副载波传输，使控制稳定可靠。无线调频发射： 根据学院面积和其建筑物分布情况，可在学院内暂时选取1号教学楼作为信号发射点，根据广场面积的大小选定采用功率为30W的调频广播发射机，同时选定本栋建筑内一房间作为广播室，实现广场的无盲区广播覆盖，广播室离发射天线的距离应保证在25米之内。中心控制室的数字模拟音频信号源，播音员现场人声信号通过调音台处理切换送至调频广播发射机，经双层十字天线发射出去。广场内各广播点的音箱开关由播音员现场通过电脑进行无线遥控，实现学院定时定点分区广播。接收部分： 在每个教学楼内安装4只高品质无线调频音柱，使教学楼声场均匀宏亮。每只音箱有一个独立地址，可根据需要寻址控制播放，根据控制信号智能开关，不播音时处于待机状态，没有任何静噪。 在教学楼周围和室外草坪根据实际需要安装无线调频音柱或室外收扩机+草坪音箱，保证师生在教学楼周围或草坪散步能听到优美动听的音乐； 在宿舍楼安装调频音柱，以使学生在业余时间收听校园广播，在需要维护日常秩序时收听到校园铃声； 在学校主要道路和环行路灯杆上安装无线调频音柱，以实现校园广播的播放； 在露天操场附近灯杆上安装无线调频音柱，以实现运动区校园广播的播放； 在食堂配置FM3210无线多功能调频接收控制器一台，用于接收校园广播信号。选用主要设备介绍： HX-5000SCA编码控制板是控制信号SCA调制设备，RS232信号经过编码控制器调制到调频副载波，使控制信号能够在同轴电缆中传输，而且传输稳定可靠，不丢包、不受其他频率干扰。 HX-5000主控软件是针对大中小学开发的数字智能广播软件，系统涵括了广播曲目的增加．删除、编辑和试听等功能。广播曲目的自动播放，多达1024个分区控制，可实现全自动定时播放、自动开关机、自动分区分组播放，特别适合学校广播智能化自动化的发展需求。本软件可广泛应用于学校维护日常秩序、播放音乐铃声、播放背景音乐、新闻广播等音频节目的背景音乐自动播放。在预装HX－5000数字化社区广播系统同时，已为客户免费赠送2000余首曲目、的社区广播素材库，内置了音乐铃声、普通礼仪曲、中国民乐、西洋乐曲、世界名曲、文学欣赏、最新华语144首mp3歌曲等常用素材，基本是以MP3、WAV数字格式保存，按曲目类型进行分类，十分适合社区智能广播检索调用与自动播放。 HX-8100数字硬盘多路播放主机采用19”5U标准工控机箱，机架式安装；高可靠性冗余电源设计，自动唤醒开机，软件自动关机，自动执行广播任务；内置超大容量校园广播曲目库。 VAS矩阵切换器是专为院校广播系统设计的音频输入输出切换设备，该设备采用国际流行贴片、IC芯片、单片机电路，专业造型设计，特别适合应用于各种广播系统多路音频切换场合。音频矩阵切换器分三种规格（8入4出、8入8出、16入8出）可根据音源切换的路数选择使用。 HX-2000调频广播发射机为国内最先进的FM调频广播发射机，全固态发射模块采用最新的微电脑PLL锁相技术，可根据需要手动捷变搜索频率，锁频稳定可靠，无频率漂移现象，发射机无线指标严格符合国家无线电管理委员会颁布的相关要求标准。采用主载波发射音频信号，SCA副载波发射控制信号，使控制信号发射稳定，技术指标高，不用在申请频率。 无线调频音箱是调频共缆传输系统的终端设备。它的性能直接影响到整个系统的正常运行。由于普通调频音箱存在着诸多问题:如频率漂移,镜像干扰,静噪不灵等，用户在使用中深感不便,从而阻碍了调频共缆传输系统的普及和发展。 我公司针对这些不足之处,以全新的思路解决了这些弊端,我们采用了特制晶振作为本振电路,由于石英晶体稳定度很高,因而不再存在频率漂移问题,该调频音柱能够在-30℃—+70℃温度范围内正常工作而不会出现频漂或停振现象。同时我们在电路上采取了许多频率锁相和专业人声处理的技术,使得自动开关机非常可靠,电压适应范围很广。 FM3210调频接收控制器采用晶振稳频技术，结合SONY最新解调IC，具有频率稳定度高，音频指标佳，操作方便等优点。可广泛适用于校园广播室，解调来自广播室的调频信号。功能特点：无线调频接收具有自动开关机输出控制功能，能自动或手动输出电源控制信号，供调制器或功放使用；具有三路调音功能，可兼作话筒或线路前置放大器；采用19英寸标准机箱，1U高度，带收音监听功能。 FM3310B室外收扩机采用晶振稳频技术，结合SONY最新解调IC等先进技术，解调校园广播音频信号并输出定压信号给室外造型草坪音箱，解调控制信号实现根据主控设置智能控制自动开关机，标准输出功率为75W 。 室外造型草坪音箱采用树脂合成材料制作的草坪音箱造型奇特，巧夺天工，具有防雨、防潮性能，音质好，音色美，使人在收听音乐时，欣赏动人的动物植物形象。