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车地通信系统中调制解调及检测模块设计

作　者: 刘宇
导　师: 敬守钊
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 调制解调连续频移键控非相干解调故障诊断
分类号: TN914
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 81次
引　用: 1次
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内容摘要

数字基带信号通过无线信道传输时,必须进行调制解调,即发射端将基带信号加载到高频信号上,再通过天线送入无线信道;同时接收端对收到的射频信号进行相应的解调便得到基带信号。调制有三个显著的作用,一是把基带信号的频谱搬至较高的频率上,可以提高发射效率;二是可以把多个基带信号分别搬移到不用的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道的利用率;三是扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落的能力。因此,调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。常用的调制方式使用正弦波作为载波并对其进行幅度调制(AM)和角度调制即调频(FM)或调相(PM)。本论文结合“38GHz磁悬浮车地通信系统”的实用化、小型化要求,对频移键控(FSK)的调制和解调方案进行了详细的比较,选取了对多普勒(Doppler)频移和频率容差不敏感的连续相位频移键控(CPFSK)作为该系统的数字调制方式。相应地,在该车地通信系统的发射端采用了锁相调制的实现方案,而接收端则采用了非相干解调的实现方案。对于磁浮交通系统来说,通信子系统及控制子系统的可靠性直接关系到整个系统的可靠性及安全工作。因此,本文还根据系统对各子系统的要求,针对调制解调模块及整个毫米波通信子系统前端设计了用于工作状态检测的故障诊断模块,并通过单片机把所有毫米波前端的工作状态信息传输给系统的状态检测中心进行集中处理。论文给出了各模块的设计方案、实际电路及各硬件成品的测试结果,并对测试结果进行了简单的分析讨论。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 38GHZ 车地通信系统简介  9-10
  1.3 本文的主要工作  10-11
第二章数字传输系统  11-24
  2.1 二进制频移键控  12-16
    2.1.1 基本原理  12-15
    2.1.2 功率谱密度  15-16
  2.2 连续相位频移键控(CPFSK)  16-24
    2.2.1 基本理论  16-20
    2.2.2 CPFSK 常用基带信号波形  20-24
第三章 FSK 的调制与解调  24-42
  3.1 CPFSK 调制器设计  24-33
    3.1.1 锁相环的基本理论  24-31
      3.1.1.1 鉴相器  24-25
      3.1.1.2 环路滤波器  25-26
      3.1.1.3 压控振荡器(VCO)  26-27
      3.1.1.4 锁相环的相位模型  27-29
      3.1.1.5 理想二阶环频率响应分析  29-31
    3.1.2 锁相调制  31-33
  3.2 FSK 解调设计  33-39
    3.2.1 FM 解调  33-38
      3.2.1.1 频相转换网络  34-35
      3.2.1.2 限幅电路  35-37
      3.2.1.3 乘积型相位鉴频器  37-38
    3.2.2 2FSK 解调方案和仿真  38-39
  3.3 考虑多普勒频移的解调性能仿真  39-42
第四章调制解调器及检测模块设计  42-66
  4.1 调制器设计  42-51
    4.1.1 调制器指标及要求  42
    4.1.2 调制器对外接口  42-43
    4.1.3 调制器设计方案  43-49
    4.1.4 调制器检测信号  49-51
  4.2 解调器设计  51-60
    4.2.1 解调器指标及要求  51
    4.2.2 解调器对外接口  51
    4.2.3 解调器设计方案  51-58
    4.2.4 解调器检测信号  58-60
  4.3 检测模块设计  60-66
    4.3.1 对外接口  60-61
    4.3.2 电流检测  61-62
    4.3.3 调制板检测  62
    4.3.4 毫米波前端锁定检测  62
    4.3.5 毫米波前端温度检测  62-63
    4.3.6 检测数据传输  63-66
第五章调制解调器实物以及测试结果  66-73
  5.1 PCB 设计注意事项  66-67
  5.2 PCB 板及实物  67-68
  5.3 调制解调调试  68-71
  5.4 故障检测模块调试  71-72
  5.5 总结  72-73
结束语  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
攻硕期间取得的研究成果  77-78

车地通信系统中调制解调及检测模块设计

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