基于锁相技术的调频通信系统设计详解

本文档详细介绍了基于锁相技术的调频通信系统的具体设计。调频通信是一种广泛应用的无线通信方式，它通过改变载波的频率来编码信息。系统设计主要包括两个关键部分：频率调制器和解调器。 1. 总体设计方案 系统由调制器、发射机、传输媒介、接收机和解调器组成，每个模块都有其特定功能。调制器是信号转换的关键部分，它将基带信号转化为频率随信号强度变化的调频信号。图2(a)展示了基于锁相环的调频电路，它包含晶体振荡器、分频器、鉴相器、环路滤波器、放大器和压控振荡器。锁相环的作用在于确保调制频率不会影响环路的稳定性，只锁定在晶振频率上，从而提高调频信号的中心频率稳定度。 另一方面，解调器则是接收端用于恢复原始信号的部分，图2(b)的锁相鉴频电路则通过带通滤波器、选频放大器、分频器、鉴相器等组件跟踪输入调频波的瞬时频率，实现解调。这个过程要求环路滤波器的带宽合适，以便于正确解码调制信号。 设计的基本要求包括理解锁相技术的工作原理，设计和实现贴片元件版本的调制器和解调器，并根据给定的技术指标如工作频率和调制信号频率来计算和选择各元件参数。此外，系统需能实现直流通信，即信号可以在不经过中间环节直接传输。 1.3 技术指标 设计中的技术指标着重于调制部分，如输出幅度应达到几百毫伏（mV），这决定了系统的信号强度和信噪比。同时，还需关注调制效率、频率响应和动态范围等性能指标，确保系统在实际应用中的可靠性与有效性。 在整个设计过程中，不仅要绘制电路原理图和PCB图，还要记录环路中各模块的输入输出波形以及已调波的频谱分析图，以便于验证设计的正确性和优化性能。通过这些步骤，可以实现一个高效、稳定的基于锁相技术的调频通信系统。