第一篇：通信原理课程设计20089400113 张飞
通 信 原 理 课 程 设 计
课程设计
题目
基于nRF2401 GFSK 2.4GHz的无线数据
收发器电路设计
学院名称
船山学院
指导老师
黄智伟
班
级
通信工程081班 学
号
20089400113 学生姓名
张飞
2011年5月
通 信 原 理 课 程 设 计
基于nRF2401芯片的无线数据收发器电路设计
摘要
nRF2401是一款工作在2.4GHz~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器。晶体振荡器。调制器、解调器。输出功率。频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9mA，接收模式时为12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
关键字：nRF2401；射频；无线通信；单片无线收发器芯片
Abstract nRF2401 is a single-chip radio transceiver for the world wide 2.4~2.5 GHz ISM band.The transceiver consists of a fully integrated frequency synthesizer, a power amplifier a crystal oscillator and a modulator.Output power and frequency channels are easily programmable by use of the 3-wire serial interface.Current consumption is very low, only 10.5mA at an output power of-5dBm and 18mA in receive mode.Built-in Power Down modes makes power saving easily realizable.Key word:
nRF2401；radio frequency;wireless communications;single-chip radio transceiver
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目 录
1.nRF2401芯片简介.................................................................................4 2.nRF2401芯片封装与引脚功能............................................................4 2.1． QFN24引脚封装，外形尺寸只有5×5mm。.........................4 2.2 引脚说明.......................................................................................5 3.nRF2401内部结构与工作原理............................................................6 3.1 芯片结构.......................................................................................6 3.2 工作模式.......................................................................................6 3.3 收发模式.......................................................................................7 3.3.1 ShockBurstTM收发模式...................................................7 3.3.1.1 ShockBurstTM发射流程.............................................7 3.3.2 直接收发模式......................................................................8 3.3.2.1直接发送模式..............................................................8 3.3.2.2直接接收模式..............................................................8 3.4 配置模式.......................................................................................8 3.5 空闲模式.......................................................................................9 3.6 关机模式.......................................................................................9 3.7.器件配置....................................................................................10 4.nRF2401芯片应用电路设计..............................................................11 4.1 PCB设计......................................................................................11 5.总结........................................................................................................12 6.参考文献................................................................................................13
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1.nRF2401芯片简介
nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。nRF2401适合用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
2.nRF2401芯片封装与引脚功能
2.1． QFN24引脚封装，外形尺寸只有5×5mm。
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引脚说明
表1：nRF2401引脚
2.2
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3.nRF2401内部结构与工作原理
3.1 芯片结构
nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便nRF2401的功能模块如图1所示。
工作模式
nRF2401有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三个引脚决定。
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表2：nRF2401工作模式
3.3 收发模式
nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，收发模式由器件配置字决定，具体配置将在器件配置部分详细介绍。
3.3.1 ShockBurstTM收发模式
ShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。nRF2401的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。在ShockBurstTM收发模式下，nRF2401自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。
3.3.1.1 ShockBurstTM发射流程
A.当微控制器有数据要发送时，其把CE置高，使nRF2401工作；
B.把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401；
C.微控制器把CE置低，激发nRF2401进行ShockBurstTM发射；
D.nRF2401的ShockBurstTM发射
给射频前端供电；
射频数据打包(加字头、CRC校验码)；
高速发射数据包；
发射完成，nRF2401进入空闲状态。
3.3.1.2 ShockBurstTM接收流程
接口引脚CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)
A.配置本机地址和要接收的数据包大小；
B.进入接收状态，把CE置高；
C.200us后，nRF2401进入监视状态，等待数据包的到来；
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D.当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，nRF2401自动把字头、地址和CRC校验位移去；
E.nRF2401通过把DR1(这个引脚一般引起微控制器中断)置高通知微控制器；
F.微控制器把数据从nRF2401移出；
G.所有数据移完，nRF2401把DR1置低，此时，假如CE为高，则等待下一个数据包，假如CE为低，开始其它工作流程。
3.3.2 直接收发模式
在直接收发模式下，nRF2401如传统的射频收发器一样工作。
3.3.2.1直接发送模式
A.当微控制器有数据要发送时，把CE置高； B.nRF2401射频前端被激活；
C.所有的射频协议必须在微控制器程序中进行处理(包括字头、地址和CRC校验码)。
3.3.2.2直接接收模式
A.一旦nRF2401被配置为直接接收模式，DATA引脚将根据天线接收到的信号开始高低变化(由于噪声的存在)；
B.CLK1引脚也开始工作；
C.一旦接收到有效的字头，CLK1引脚和DATA引脚将协调工作，把射频数据包以其被发射时的数据从DATA引脚送给微控制器；
D.这头必须是8位；
E.DR引脚没用上，所有的地址和CRC校验必须在微控制器内部进行。
3.4 配置模式
在配置模式，15字节的配置字被送到nRF2401，这通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成，具体的配置方法请参考本文的器件配置部分。
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3.5 空闲模式
nRF2401的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计，其最大的优点是，实现节能的同时，缩短芯片的起动时间。在空闲模式下，部分片内晶振仍在工作，此时的工作电流跟外部晶振的频率有关，如外部晶振为4MHz时工作电流为12uA，外部晶振为16MHz时工作电流为32uA。在空闲模式下，配置字的内容保持在nRF2401片内。
3.6 关机模式
在关机模式下，为了得到最小的工作电流，一般此时的工作电流小于1uA。关机模式下，配置字的内容也会被保持在nRF2401片内，这是该模式与断电状态最大的区别。4.器件配置 nRF2401的所有配置工作都是通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成，把其配置为ShockBurstTM收发模式需要15字节的配置字，而如把其配置为直接收发模式只需要2字节的配置字。由上文对nRF2401工作模式的介绍，我们可以知道，nRF2401一般工作于ShockBurstTM收发模式，这样，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，因此，下文着重介绍把nRF2401配置为ShockBurstTM收发模式的器件配置方法。ShockBurstTM的配置字使nRF2401能够处理射频协议，在配置完成后，在nRF2401工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容，以实现接收模式和发送模式之间切换。ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分：数据宽度：声明射频数据包中数据占用的位数。这使得nRF2401能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码；地址宽度：声明射频数据包中地址占用的位数。这使得nRF2401能够区分地址和数据；地址：接收数据的地址，有通道1的地址和通道2的地址； CRC：使nRF2401能够生成CRC校验码和解码。当使用nRF2401片内的CRC技术时，要确保在配置字中CRC校验被使能，并且发送和接收使用相同的协议。
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表3 nRF2401配置字的各个位的描述
3.7.器件配置
nRF2401的所有配置工作都是通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成，把其配置为ShockBurstTM收发模式需要15字节的配置字，而如把其配置为直接收发模式只需要2字节的配置字。由上文对nRF2401工作模式的介绍，我们可以知道，nRF2401一般工作于ShockBurstTM收发模式，这样，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，因此，下文着重介绍把nRF2401配置为ShockBurstTM收发模式的器件配置方法。
ShockBurstTM的配置字使nRF2401能够处理射频协议，在配置完成后，在nRF2401工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容，以实现接收模式和发送模式之间切换。ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分：
数据宽度：声明射频数据包中数据占用的位数。这使得nRF2401能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码；
地址宽度：声明射频数据包中地址占用的位数。这使得nRF2401能够区分地址和数据；
地址：接收数据的地址，有通道1的地址和通道2的地址；
CRC：使nRF2401能够生成CRC校验码和解码。
当使用nRF2401片内的CRC技术时，要确保在配置字中CRC校验被使能，并且发送和接收使用相同的协议。在配置模式下，注重保证PWR_UP引脚为高电平，CE引脚为低电平。配置字从最高位开始，依次送入nRF2401。在CS引脚的下降沿，新送入的配置字开始工作。
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4.nRF2401芯片应用电路设计
图2 nRF2401应用电路
图2为nRF2401的应用电路，由图可知，其只需要14个外围元件。nRF2401应用电路一般工作于3V，它可用多种低功耗微控制器进行控制。在设计过程中，设计者可使用单鞭天线或环形天线，上图为50欧姆单鞭天线的应用电路。在使用不同的天线时，为了得到尽可能大的收发距离，电感电容的参数应适当调整。
4.1 PCB设计
PCB设计对nRF2401的整体性能影响很大，所以PCB设计在nRF2401收发系统的开发过程中主要的工作之一，在PCB设计时，必须考虑到各种电磁干扰，注意调整电阻、电容和电感的位置，特别要注意电容的位置。nRF2401的PCB一般都是双层板，底层一般不放置元件，为地层，顶层的空余地方一般都敷上铜，这些敷铜通过过孔与底层的地相连。直流电源及电源滤波电容尽量靠近VDD引脚。nRF2401的供电电源应通过电容隔开，这样有利于给nRF2401提供稳定的电源。在PCB中，尽量多打一些通孔，使顶层和底层的地能够充分接触。
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图3 PCB图
图四 nRF2401的3D图
5.总结
nRF2401通过ShockBurstTM收发模式进行无线数据发送，收发可靠，其外形尺寸小，需要的外围元器件也少，因此，使用方便，在工业控制、消费电子等各个领域都具有广阔的应用前景。
经过这个通信原理的课程设计，提高了我的资料查阅能力。只是大部分的资料都是英文的，对于英文能力不太好的自己，深知作为一名通信工程专业的学生，英文资料的阅读是必备的能力。其次设计也是我们将来必须的技能。这次课程设计恰恰给我提供了一个应用自己
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所学知识的机会，既巩固了从前学过的许多电子技术基础理论知识，又让我熟悉的PCB画图软件的使用。
在整个课程设计过程中，花费时间最多的是对英文资料的翻译和论文的最后整理。通过去图书馆和上网，我收集了许多相关的资料和方案，但是大多数的资料还是英文的，因此需要大量的翻译工作。设计过程中，我深刻地体会到在设计过程中，需要反复实践。设计思路是实施操作的扎实基石。一个良好的设计思路是电路的生命，宁愿在思路设计上多花上50℅的时间，前期的制作给后期的制作带来了很大的方便，可以节省许多时间。同时，在制作过程中马虎不得，粗心不得，特别是电子类的设计制作更应该如此。一步一步来，绝对不可囫囵吞枣，不可贪图方便。灵活的利用书本上的知识，万变不离其宗，扎实地掌握核心的方法，做到活用巧用。
这次通信原理的课程设计虽然只需要做报告，但nRF2401芯片应用电路的电路原理图的绘制和PCB的绘制花了我很长的时间，在绘制PCB图时遇到了很大的困难，很多的东西不是仅仅的画好就完事了，还要考虑元器件的布局和走线，以减小各部分之间的干扰，也知道了搞射频不是一件简单的事情，需要下很多的功夫去实践，去学习，希望可以通过这次的课程设计能够阵阵的了解一些射频相关的东西，为以后的就业打好一定的基础。
6.参考文献
１.黄智伟．射频集成电路芯片原理与应用电路设计[M].北京：电子工业出版社 ．2004年3月
2.黄智伟．无线发射与接收电路设计[M].北京：北京航空航天大学出版社．2007年7月 3.谈世哲.Protel DXP 2004 电路设计基础与典型范例[M].北京：电子工业出版社.2009年三月
第二篇：通信原理课程设计[范文]
通
题目：
信 原 理课程设计
基于MATLAB的系统的2ASK仿真
五、设计心得和体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
1、心得和体会……………………………………………………………
2、致谢……………………………………………………………………
参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
一、2ASK通信系统发展背景
随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调制方式被称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。经调制后的信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。
二、仿真设计原理 1、2ASK信号的调制
2ASK技术是通过改变载波信号的幅值变化来表示二进制0或1的。载波0，1信息只改变其振幅，而频率和相位保持不变。通常使用其最大值Acos(t)和0分别表示1和0.有一种常用的幅值键控技术是开关键控（OOK）在OOK中，把一个幅度取为0，另一个幅度取为非0,其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单.ＯＯＫ的产生原理如图2、2ASK信号的解调
接收端接收信号传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中回复原始数据信号。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。
相干解调法
相干解调也叫同步解调，就是利用相干波和接收到的2ASK信号相乘分离出包含原始信号的低频信号，再进行抽样判决恢复数字序列。相干波必须是与发送端同频同相的正弦信号。Z（t）=y(t)cos(t)=m(t)cos2(t)=111m(t)[1+cos(2t)]=m(t)+m(t)cos(2t).式中1/2m(t)是基带信号，2221/2m(t)cos(2t)是频率为2的高频信号，利用低通滤波器可检测出基带信号，再经过抽样判决，即可恢复出原始数字信号序列{an},2ASK信号带宽为码元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb为信息速率。
相干解调的原理图如下
三、直接用MATLAB编程仿真
1、实验框图
在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生
元速率Rb=1000Band,载波频率为f=4kHZ.以下是仿真程序及注释。例子中采用OOK键控方式实现2ASK调制。第一行为数字序列波***1的单极性不归零码，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s，第二行为载波波形，在一个码元宽度，有4个周期的正玄波载波信号f=1/4Tb=4kHz;第三行为调整之后的波形，码元1对应的调制后波形对应正玄波，0对应的调制后波形为0，结果满足要求.。
%数字信号的ASK调制
3、使用MATLAB编程
Clear;
%清空空间变量 m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1];
%数字信号序列 Lm=length(m);
%序列的长度
F=200;
%数字信号的带宽
f=800;
%正弦载波信号的频率 A=1;
%载波的幅度
Q=f/F;
%频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数，为适配下面的滤波器参数选取，Q>=1/3 M=500；
%一个正弦周期内的采样点数 t=(0:M-1)/M/f;
%一个正弦信号周期内的时间
carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q);%一个码元宽度内的正弦载波信号 Lcarry1=length(carry1);
%一个码元宽度内的信号长度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1);%载波信号
ask=kron(m,carry1);
%调制后的信号 N=length(ask);
%长度 tau=(0:N-1)/(M-1)/f;
%时间 Tmin=min(tau);
%最小时刻 Tmax=max(tau);
%最大时刻 T=ones(size(carry1));
%一个数字信号1 dsig=kron(m,T);
%数字信号波形 subplot(3,1,1);
%子图分割 plot（tau,dsig）
%画出载波波形 grid on
%添加网 axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])
%设置坐标范围 subplot(3,1,2)
%子图分割 plot(tau,carry2)
%画出载波波形 grid on
%添加网络
axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A]);%设置坐标范围 subplot(3,1,3)
%子图分割 plot(tau,ask)
%画出调制后的波形 grid on
%添加网络
axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A])%设置坐标范围
y=(x(t_judge));
%抽样判决时刻的信号值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th);
%抽样判决信号的0阶保持 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1)));
%抽样判决后的数字信号波形 n_tau=tau+0.5/F;
%抽样判决后的信号对应时间 subplot(4,1,3)
plot(n_tau,y_value)
axis([min(n_tau)max(n_tau)grid on subplot(4,1,4)plot(tau,dsig)
axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])grid on
1、图示
%子图分割
%画出抽样判决后的数字信号波形-0.2 1.2])
%画出原始信号波形与解调后信号作对比
四、仿真结果
011
为使仿真过程清晰，忽略了信道的传输延时等，仅考虑了抽样判决点选取时的延时0.5Tb，因码元波特率RB=1000Band，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，从图中标注可以看出，信号的起始点为0.0005s。
五、设计心得和体会
1、心得和体会
通过本次课程设计，我们主解了要了2ASK调制与解调原理，特别是2ASK调制解调电路的MATLAB实现与调制性能分析，把本学期学的通信原理等通信类科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理，MATLAB等课程，以达到融会贯通的目的。
通过对通信系统原理和MATLAB的学习，在通过硬件实现时会时不时地会出现一些问题，诸如：某个芯片的用法、其适用范围、其典型应用时会出现的问题、滤波器的设计、模拟电路中反馈电阻与控制增益器件的调节等等，都需要理论知识和实践经验结合才能解决。在此期间，首先，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。为进一步学习计算机网络，数据通信，多媒体技术等课程打下坚实的基础。运用学习成果把课堂上学的系统化的理论知识，尝试性的应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提高一些有真惰性的建议和设想，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大差距，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，更边学习内容提供实践依据。
2、致谢
在此，首先要感谢蔡老师对我们一直以来的关心和照顾，细心给我们解答疑惑，帮助我们更好的学习，同时还要谢谢同学们热情的帮助。最后，祝老师新年快乐！笑口常开！
参考文献
[1]《通信原理》（第2版）樊昌信 等编著
国防工业出版社 北京
2012年 [2]《MATLAB信息工程工具箱技术手册》魏巍 主编 国防工业出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真开发手册》孙屹 主编 李妍 编著国防工业出版社 北京2004年
第三篇：通信原理课程设计
通 信 原
理
课
程 设计
班级：
姓名：
学号：
任课教师：
Simulink建模仿真实现频分复用
设计目的
掌握频分复用工作原理
学会使用Simulink建模仿真
设计题目涉及的理论知识
当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享，例如电话系统的干线通常有数千路信号的在一根光纤中传输。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。
信号多路复用有两种常用方法：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。时分复用通常用于数字信号的多路传输。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。
频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），没路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。
在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中的输入信号1、2、3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。 设计思想（流程图）
整个系统的流程为：
输入正弦信号→低通滤波器→调制器→带通滤波器→高斯信道→带通滤波器→解调→低通滤波器→输出信号 仿真模块
正弦信号；Sine Wave模块
低通滤波器 ：Analog Filter Design-lowpass模块
调制器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。
DSB AM Modulator Passband模块 DSBSC AM Modulator Passband模块 SSB AM Modulator Passband模块
带通滤波器：Digital Filter Design模块
信道：AWGN channel,加性高斯白噪声信道。
解调器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。
DSB AM Demodulator Passband模块 DSBSC AM Demodulator Passband模块 SSB AM Demodulator Passband模块 输出：Scope模块 加法：Sum 模块
仿真模型和模块的参数设置
参数设置 仿真结果设置Sine Wave模块参数，双击模块删除默认值输入新的设置 设置Amplitude 为1 设置Frequency为2*pi 设置Samples per frame 为0.01 低通滤波器
设置filter order为8
设置 passband edge frenquency 为30
3带通滤波器 信道
设置 Initial seed 67
设置 Mode Variance from mask 调制器
设置 Carrier frenquency 100 6 解调器
设置Carrier frenquency 100
结论（结果分析）
通过对以上三个不同的信号进行低通、带通滤波和AM、DSB、SSB的调制解调得出三个不同的波形。从而知道频分复用利用同一个信道同时传输多路信号的，充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。尽管在传输和复用过程中，调制解调等过程会不同程度的引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰，但是频分复用仍然可以普遍应用在多路载波电话系统中。
Simulink是一个很好的应用工具，我学习到如何建模和仿真。在软件中掌握模块的功能以及应用，顺利的建立模型，进行仿真，得到结果。
第四篇：通信原理课程设计
二○一○～二○一一学年第二学期
电子信息工程系
课程设计计划书
课程名称：
通信原理
班
级：
姓
名：
学
号：
指导教师：
二○一一年六月一日
1、课程设计目的：
通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。
2、课程设计时间安排：
课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。
3、课程设计内容及要求：
（1）基本工作原理：
二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的
解调方法： 信号产生
解调方法：
由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为：
（2）设计系统：
框图：
设定参数： 正弦载波参数设置
与载波反向正弦波参数设置
伯努利二进制随机序列产生器
多路选择器参数设置
带通滤波器参数设置
低通滤波器参数设置
高斯白噪声参数设置
（3）Matlab仿真
调制部分
解调部分
误码率
4、总结：
通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。
在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。
对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！
5、参考书目：
[1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社
[2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社
[3] Simulink通信仿真教程 李贺冰等编 国防工业出版社
第五篇：通信原理课程设计
通信原理课程设计
AM超外差收音机仿真
院系： 班级：
姓名： 学号：
指导老师： 完成日期：
（一）课程设计目的：
为了将理论应用到实践，我们进行了在整整半个月的课程设计，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。
（二）课程设计内容：
超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。实验的目的就是用Systemview软件来演示收音机的工作原理!
（三）设计原理：
原理图为图1：
图1
这次实验为了说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程,为了节省仿真时间没有按实际540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频频率设计,而采用了20KHz作为IF.另外设了30KHz,40KHz和50KHz三个载波频率的发射信号,模拟调制信号的带宽为5KHz以下.并希望接收到40KHz的电台频率。收音机使用高边调谐,本振应为40+20=60KHz,且存在一个镜像干扰频率为40+2*20=80KHz。整个混频输入与混频输出的频谱图搬移过程可以用下图2表示：
图2
（四）SystemView仿真设计：
图3
图3为SystemView仿真设计原理图
主要图符参数在下团中标出：
图4
仿真结果：
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器22的输出波形如图5：
图5
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如下图6:
图6
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如图7
图7
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如图8：
图8
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如下图9
图9
SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形的频谱图如图10
图10
（五）结果分析
系统采样频率设置为200KHz，在原理图3的左边对应的是3个AM信号发生器用来模拟3个电台，调制信号采用了扫频信号，分别采用了不同的扫频带宽和调制度。中频滤波器采用1个5个极点3db带宽为10KHz的切比契夫滤波器。接收到的RF信号（图符23）频谱如图10.在40KHz频率的信号具有最大的调制度（设为1）信息带宽的中心信号是所希望接收的信号。输出的差频项频谱成分通过一个5极点切比契夫带同滤波器后，得到如图9所示的频谱，期中希望的20KHz载波信号比10KHz和30KHz的信号大了约15db，所以通过一个简单的二极管包络检波器可以将原调制信号解调。解调后的时域信号波形如图5所示。
（六）总结及心得：
两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
通过这次Systemview模拟仿真，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模拟仿真训练从而培养和提高自己独立工作能力，巩固与扩充了课程所学的内容，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
在此感谢我们的两位指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而老师开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊.由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教。
（七）参考文献
[1] 樊昌信，曹丽娜.通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2007
[2]罗卫兵.Systemview 动态系统分析及通信系统仿真设计 西安：西安电子科技大学出版社
[3]张辉，曹丽娜.通信原理学习辅导 西安：西安电子科技大学出版社，2003
[4]孙屹.SystemView通信仿真开发手册 北京：国防工业出版社，2004
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