需的调幅波边频，这些信号通过个带通滤波器之后，把不需要的频率分量滤掉得到调幅波。斩波调幅就是将调制信号经过个受载波控制的开关电路，再通过中心频率为载波频率的带通滤波器，得到调幅波。这种电路原理简单，但实现起来有的难度，因为对器件的要求很高，易引入干扰。调试困难。用模拟乘法器实现调幅也是常用的方法。集成模拟乘法器构成的调制器线性失真小，包络波形好，比用分立元件所构成的调制器稳定，而且实现起来也很方便，很容易控制，并且很稳定。所以本系统采用这种方法。调频信号的产生产生调频信号的也有方法很多，归纳起来主要有两类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率直接调频二是先将调制信号积分，然后对载波进行调相，结果得到调频波，即由调相变调频间接调频。常用的调频方法是变容二极管调频，实现起来也不困难，但是要进步提高灵敏度和精度，减少失真，实现数控，也不易于做到。因为系统的正弦波发生器是基于芯片的，所以可以充分利用硬件资源，根据调制信号和载波信号，用程序控制芯片直接输出调频信号，这样做的好处是电路简单，频偏的改变只需要改变置入的频偏参数即可。经过我们在实验中的测试，发现这种方法的效果良好。二进制信号的产生在幅度键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。幅度键控信号的产生，可以把二进制序列看作个开关信号的序列，用这个开关信号对载波进行调制，就得到了信号。二进制相移键控中，载波的相位随信号或而改变，通常用相位和来分别表示或。相移键控信号的产生和类似，可以由两个初相位不同的信号相加得到。在这个设计中，因为所采用的芯片自带了的功能，所以只需要写程序控制芯片，即可得到所需要的信号。从而节省了硬件开销，实现起来更加容易，效果也好。末级放大电路部分系统的输出要求在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰峰值为，因此定要在末级加上放大电路。方案用晶体管组成放大电路用分立的晶体管元件构成的放大电路，优点是灵敏度高能承受的较大的功率动态范围广等，它们的通频带也较宽。但是，分立元件组成的电路调试起来很困难，特别是在高频段，而且容易引入噪声和失真。方案二用运算放大器构成放大电路个较好的解决方案是利用集成的运算放大器，但是般的运放的频带都满足不了本系统这么宽的范围。因此定要采用低噪声，宽频带的高速运放。和具有高达的频带，用来作末级放大，则可达到题目提出的高指标。输入输出用户接口可以使用扩展口，或者使用键盘数码管接口专用芯片，这种方案成本较高。因为物美价廉，功能强大，所以在这个设计中，利用它作用输入输出设备的接口控制，采用了行列式键盘，大屏幕显示器。其中，显示器和数码管相比，有其无法比拟的优点。数码管无论采用静态或者动态的方式扫描，都要占用很多的硬件和软件资源。自带有锁存功能，只有当要改变显示内容的时候才需要占用软件资源，空闲时处于锁存状态，可以和断开了联系。总体方案框图整个系统的框图如图所示，其中左边虚线方框内所示的输入输出部分以单片机为中心，右边虚线方框内所示为信号发生部分，以和芯片为中心。二原理分析和说明正弦波的产生的原理图的基本结构框图如图所示，的工作过程为将存于数表中的数字波形，经数模转换器，形成模拟量波形图系统框图键盘显示放大调幅振荡源负载真有效值检波两种方法可以改变输出信号的频率改变查表寻址的时钟的频率，可以改变输出波形的频率改变寻址的步长来改变输出信号的频率即采用此法。步长即为对数字波形查表的相位增量，由累加器对相位增量进行累加，累加器的值作为查表地址。输出的阶梯形波形，经低通带通滤波，成为质量符合需要的模拟波形图正弦输出的原理图正弦输出的原理图如图所示。设相位累加器的位宽为，表的大小为，累加器的高位用于寻址表，时钟的频率为，若累加器按步进为地累加直至溢出遍的频率为若以点为步长，产生的信号频率为称为频率控制字。系统的核心是相位累加器，它由个加法器和个位相位寄存器组成，每来个时钟，相位寄存器以步长增加，相位寄存器的输出与相位控制字相加，然后输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含个周期正弦波的数字幅度信息，每个地址对应正弦波中范围的个相位点。查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度的数字量信号，驱动，输出模拟量。相位寄存器每经过个时钟后回到初始状态，相应地正弦查询表经过个循环回到初始位置，整个系统输出个正弦波。输出正弦波周期为频率控制字与输出信号频率和参考时钟频率之间的关系为其中是相位累加器的字长。频率控制字与输出信号频率成正比。通常用频率增量来表示频率合成器的分辨率，的最小分辨率为与不同，的输出频率可以瞬时地改变，即可以实现跳频，这是的个突出优点，用于扫频测量和数字通讯中，十分方便。的简介这个系统的核心信号波形产生部分，采用了专用芯片其中为频率控制字，为要输出的正弦的频率，为系统时钟的频率，由晶振产生。模拟频率调制方案使用内调制软件调制，通过单片机中断，对外来模拟调制信号进行采样，采样速率为，然后对采样值进行转换，把电压转换成对应的频偏，然后转换成相应的频率控制字送，以实现对正弦信号的调频，这样可以满足最大频偏的精度要求。方案二使用外调制，通过锁相环控制总时钟，在锁相环电路中进行频率调制，来改变输出信号频率，间接实现调频，这样实现简单，频域内频谱连续，但是很难做到精确的和的最大频偏。综合以上方案，选择方案，实际中要求调制信号是固定不变的正弦信号，所以，我们直接把正弦信号存储在单片机中，并且换算好频率控制字。模拟幅度调制方案使用二极管调幅电路。较常用的二极管调幅电路有二极管平衡调幅电路和二极管环形调幅电路。但由于二极管的特性不致，会造成电路不可能完全对称，造成控制信号的泄漏。方案二充分利用单片机的资源，的调制信号使用单片机的口输出，经滤波放大后送与产生的载波进行混频，这样效果非常好，而且成本低。综合以上方案，选择方案二。和数字调制方案充分利用资源，两种调制都通过自己实现，单片机通过基带信号的电平值直接送出相应的相位控制字或者频率控制字时，代表频率输出为正常频率，代表频率输出为，但使用的芯片为，它的相位和频率控制不灵活，不能得到完美的和信号来。方案二采用运算放大器输出两路相位相反的信号，再使用基带码元选择这两路信号，则得到基带信号的选择其中路，选择地，则得到。通过块对载波分频作为基带信号的时钟，这样使得和与基带信号完全同步。综合以上方案，选择方案二。二主要电路设计与分析系统原理框图方案框图如图所显示图系统原理框图系统主要由载波产生放大电路，调制信号产生放大电路，乘法器，载波反相分割电路，码元同步电路，模拟开关组成。系统各模块的理论分析和实际设计正弦输出电路设计产生要求的正弦信号，系统时钟由的有源晶振提供，它决定了系统的频率稳定度。由芯片输出的信号滤波后经放大，得到所需要的信号幅度。是低功耗的宽带放大器供电时带宽为，输出正弦信号的峰峰值为，要得到的最终输出，放大倍数要在和之间，我们采用反相放大电路，放大倍数按如下公式计算我们选，要使在和之间，的值必须选在和之间，实际电路中我们使用个的精密可调电位器来微调增益，把输出电压峰峰值定在。具体电路见图。输出峰峰值为，负载为时，流过负载的峰值电流为这个电流是高速运放难以达到的，为了提高带负载能力，放大后的信号经射极跟随器输出，使得负载上电压峰峰值在整个频带宽度内峰峰值为稳定的。为了把输出频率扩展到低频而又同时保持良好的高频，射随器前面的耦合电容使用个和个并联。这样做使实际输出范围向下扩展到，具体电路见图。图波形产生和放大电路图射极跟随器电路模拟频率调制方案设计我们采用软件调频的方案，通过中断单片机采样调制信号，然后通过线性运算把采样得到的电压值转换成对应的频偏值，然后与当前设置的中心频率相加，换算成频率控制字送到，这样就实现了，如图。但是根据题目要求，调制信号为固定的正弦，所以，我们就去掉了繁杂的采集和运算，直接把对应于正弦信号的频偏控制字存储为个表，然后通过中断把这个表里的频偏控制字和当前中心频率控制字相加送出。图频率调制实现框图分析和计算过程如下的瞬时的频率可以分解为两部分中心频率和瞬时频偏而和调制信号的瞬时电压成正比，则频偏数据可以存储为组有符号的正弦表，同时，又要满足最大频偏为是可以用同个数据表，做下处理即可，所以正弦数据的最大值为，使用正弦取表工具生成数据。这样，频偏表就确定了。电路中选用的有源晶振，则当前中心频率和频偏表里的每个元素分别做这样次运算之后得到频率控制字表并存储。之后打开的中断，从这个表里依次取值送出。这个中断服务过程中单片机没有点运算。此过程见图。模拟幅度调制的调制信号产生信号的调制度计算公式为为调制信号的幅度，为直流偏移量。固定的固定是通过两个方面实现的，单片机输出信号因为必须是单极性的，所以已经有了个直流偏移，在送到时，电路里又有个电位器调节直流偏移，我们用这个电位器做的校准，改变就可以控制调制度。则当时就可以使得调制度满足的要求。实际上我们可以通过按键在到之内任意设置调制信号的产生在单片机内做个正弦表，通过的中断不断把表里的数据和相乘后送到口输出，然后经低通滤波和放大，送到模拟乘法器和载波混频得到信号。数字调制的波形反相分割电路与码元同步的实现为了得到的反相信号，我们采用运放把输入波形分割成两路反相信号，码元的时钟由载波在内部分频得到的时钟提供，这样就很容易保持同步，防止码元差错另外，我们加了片以精确控制数字调制输出信号的初始相位。而调制信号的输出由模拟开关选择完成，码元的选择路信号，选择另外路，得到信号码元的选择路信号，选择地电位，则得到信号。图产生电路三软件流程软件功能本系统采用凌阳十六位单片机。软件采用了凌阳公司的实时操作系统，并采用了事件驱动的编程思想。主任务就是个消