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ASK调制与解调电路设计 第 PAGE \* Arabic \* MERGEFORMAT 16 页 《电力系统自动化》 课程设计任务书 题 目 ASK调制与解调电路设计及仿真 学生姓名 学号 专业班级 设 计 内 容 与 要 求 设计内容 1. 对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计ASK调制解调电路。 4. 熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及应用原理图进行仿真的基本方法。 5. 撰写设计报告，报告要求有以下内容： 画出所设计电路的原理图。 对电路中各功能环节的工作原理进行分析。 针对所设计的电路，说明各种器件参数选择的理由。 画出各个环节的波形图，并对仿真结果进行分析，验证设计的正确性。 总结电路调试过程所遇到的问题及解决方法。 课程设计的结论。 设计要求 1. 掌握电力系统远动信息传输的基本过程。 2. 掌握电力系统远动信息过程中ASK数字调幅与解调的基本原理。 3. 学习使用ORCAD进行仿真的基本方法。 4. 设计ASK调制解调的仿真电路，并在PSPICE环境进行仿真验证，观察各环节的波形，并能做出正确分析。 起止时间 2008 年 12 月 21日 至 指导教师签名 年 月 日 系（教研室）主任签名 年 月 日 学生签名 年 月 日 目录 背景描述………………………… 设计内容………………………… 工作原理………………………… 电路设计及参数设置…………… 仿真及波形分析………………… 设计总结………………………… 参考文献………………………… 背景描述： 电力系统远动技术是为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种技术手段，这就是远动技术。它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。 二.设计内容： 1. 对电力系统远动信息传输系统的主要环节进行理论分析和研究。 2. 熟悉数字调幅技术的有关原理和实现方法。 3. 设计ASK调制解调电路。 4. 熟悉ORCAD软件的应用，学习元件库使用、原理图的建立以及应用原理图进行仿真的基本方法。 三. 工作原理： 1. 数字调幅技术的原理和实现方法 （1）数字调制的概念 用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。 （2）数字调制的分类 在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。其中，ASK 属于线性调制，FSK、PSK 属于非线性调制。 （3）数字调制系统的基本结构 （4）ASK调制波形与方框图： 2.二进制幅移键控(ASK) （1）ASK 信号的产生 图为 ASK 信号的产生原理 一个二进制的ASK 信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频载波的乘积，即ASK 的时域表达式为： 也可写成： （2）ASK 信号的功率谱特性 ASK 信号的自相关函数为： （3）ASK 信号的功率谱密度为: 式中, ps ( f )为基带信号S(t)的功率谱密度 当0、1 等概出现时，单极性基带信号功率谱密度为: 则2ASK 信号的功率谱密度为: ASK 信号谱,形状为 ps ( f ),双边带加载频谱线 pE ( f ) ASK 信号传输带宽 （取主瓣宽度） 带宽利用率 （4）ASK 信号的解调方式 解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。其中相干解调要求接收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波，而根据已调信号本身的特点来解调 非相干解调的原理框图和波形图（包络检波法） b.相干解调的原理框图和波形图（同步检测法） 四．ASK 调制解调的仿真电路的设计及参数设置 1.ASK 信号产生电路设计 本次设计中采用模拟法，其中V1，V2都采用方波作为数字基带信号. V1设置其低电平V2=0V,高电平V1=2V，延迟时间TD=0ms,上升时间