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频分复用.doc
文档介绍:
电子科技大学通信学院
《综合课程设计实验报告》
传输专题设计(频分复用)
班级
学生
学号
教师
设计名称
传输专题设计(频分复用)
二、设计目的
通过本次专题设计,将以前学习的相关知识结合起来设计多路语音信号的传输系统,设计通信系统中的各个模块,对通信系统中的典型部件电路进行方案设计、分析制作与调测。同时,掌握频分复用的原理,熟悉简单复用系统的设计方法。
三、设计原理
若干路信息在同一信道中传输称为多路复用。由于在一个信道传输多路信号而互不干扰,因此可提高信道的利用率。按复用方式的不同可分为:频分复用(FDM)和时分复用(TDM)两类。
频分复用是按频率分割多路信号的方法,即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段,每路信号占据其中的一个频段。在接收端用适当的滤波器将多路信号分开,分别进行解调和终端处理。时分复用是按时间分割多路信号的方法,即将信道的可用时间分成若干顺序排列的时隙,每路信号占据其中一个时隙。在接收端用时序电路将多路信号分开,分别进行解调和终端处理。多路复用原理框图如图一:
图一多路复用原理框图
在通信系统中,信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的,为了能够充分利用信道的带宽,就可以采用频分复用的方法。在频分复用系统中,信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段,每路信号用其中一个频段传输。系统原理如图2所示。以线性调制信号的频分复用为例。在图2中设有n路基带信号,
图2 频分复用系统组成方框图
为了限制已调信号的带宽,各路信号首先由低通滤波器进行限带,限带后的信号分别对不同频率的载波进行线性调制,形成频率不同的已调信号。为了避免已调信号的频谱交叠,各路已调信号由带通滤波器进行限带,相加形成频分复用信号后送往信道传输。在接收端首先用带通滤波器将多路信号分开,各路信号由各自的解调器进行解调,再经低通滤波器滤波,恢复为调制信号。
四、设计指标
设计一个频分复用调制系统,将12路语音信号调制到电缆上进行输,
其传输技术指标如下:
语音信号频带:300Hz~3400Hz。
电缆传输频带:60KHz~156KHz。
传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90%。
电缆传输端阻抗600Ω,电缆上信号总功率(传输频带内的最大功率)不大于1mW。
语音通信接口采用4线制全双工。
音频端接口阻抗600Ω,标称输入输出功率为0.1mW。
滤波器指标:规一化过渡带1%,特征阻抗600Ω,通带衰耗1dB,阻带衰耗40dB(功率衰耗),截止频率(设计者定)。
系统电源:直流24V单电源。
设计思路和过程
(一)语音通信系统
发送端将要发送的语音信息通过低通滤波器限带,随后把信号进行前群和
基群调制到可以在电缆上传输的频带,经过四二转换把调制的信号通过信道后进
入接收端的解调过程,最后接收端收到发送端发的信号。
图3 语音通信系统总框图
频分复用原理
系统发送端
发送信号的频谱包含各个信道
系统接收端
图四频分复用系统原理框图
设计说明
在多路载波电话中采用单边带调制频分复用,主要是为了最大限度地节省传输频带。通信中每路电话信号限带于,单边带调制后其带宽与调制信号相同也为。
为了在邻路已调信号间留有保护频带,以便滤波器有可实现的过渡带,通常每路话音信号取作为标准频带。由题目所给,电缆传输频带,带宽。
由于是全双工,的带宽正好可容纳路信号,即,12路;,12路。它们在一个信道上传输,这样就充分利用了信道资源。
采用滤波法获得各个独立的通信信道内容。理想滤波特性是不可能做到的,实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带.我们的调制信号是,由于最低频率为,因此允许过渡带为,实现滤波器的难易与过渡带相对于载频的归一化值有关,过渡带的归一化值愈小,分割上、下边带的滤波器就愈难实现。过渡带相对于载频的归一化值计算方法如下式:
为滤波器的过渡带,为载波频率,为过渡带相对于载频的归一化值。
如: ,,则: ,即: ,刚好满足所给指标。
发送端
根据课题给出条件,采用二次调制。
第一次用,,调制形成前群。按最高载频计算,
第二次用,,,调制,按最高载频计算,
二次调制方案: 在发送端,将12路语音信号(频率),分为四组,每组的3路信号分别用,,的载频进行调制,取上边带,把3路信号加在一起,合成一个前群,前群的频率为。
在一端,将四个前群分别用,,,载频进行调制,取下边带,从而将四个前群调制到了的频带上。
在另一端,形成前群的方法相同。将四个前群分别,,,的载频进行调制,取下边带,基群调制到的频段上。
调制示意图如下,图三(与之相似):
原理示意图
频带示意图
图五调制示意图
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