《综合课程设计报告》
传输专题设计（频分复用）
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【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传输，其传输技术指标如下：
1. 语音信号频带：300Hz～3400Hz。
2. 电缆传输频带：60KHz～156KHz。 3．传输中满载条件下信号功率不低于总功率的90％。
4．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。
5．语音通信接口采用4线制全双工。
6．音频端接口阻抗600Ω，标称输入输出功率为0.1mW。
7．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）。 8．系统电源：直流24V单电源。
【系统框图】
如下图1所示，为要设计的12路调制解调系统框图.
图1 12路调制解调系统框图
【系统设计框图】
下图2是实现12路调制解调系统的总体设计框图：
插入84KHZ导频插入12KHZ导频SSB84KHZBPF60-72KHZ加法器插入96KHZ导频信号加载频器ASSB12KHZBPF12-16KHZ插入16KHZ导频放大器SSB96KHZBPF72-84KHZSSB16KHZBPF16-20KHZSSB108KHZBPF84-96KHZ放大倍数2.4插入108KHZ导频SSB20KHZBPF20-24KHZSSB120KHZ插入20KHZ导频放大倍数42.7LPF4KHZLPF4KHZLPF4KHZ解调BPF12-16KHZBPF16-20KHZBPF20-24KHZLPF24KHZBPF96-108KHZ插入108KHZ导频信号接受器B解调解调解调解调解调BPF60-72KHZ解调...LPF24KHZBPF72-84KHZLPF24KHZBPF84-96KHZLPF24KHZBPF96-108KHZ插入132KHZ导频插入12KHZ导频SSB132KHZBPF108-120KHZ信号加载频器B四二转换器SSB12KHZBPF12-16KHZ插入16KHZ导频SSB144KHZBPF120-132KHZ插入144KHZ导频SSB16KHZBPF16-20KHZSSB156KHZBPF132-144KHZ放大倍数2.4插入156KHZ导频SSB20KHZBPF20-24KHZSSB168KHZ插入20KHZ导频放大倍数42.7BPF12-16KHZBPF16-20KHZBPF20-24KHZLPF24KHZBPF144-156KHZ插入168KHZ导频LPF4KHZLPF4KHZLPF4KHZ解调信号接受器A解调解调解调解调解调BPF108-120KHZ解调... 图
LPF24KHZBPF120-132KHZLPF24KHZBPF132-144KHZLPF24KHZBPF144-156KHZ 2 12路调制解调系统的总体设计框图
【系统原理分析及设计】 1. 传输方式分析：
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3中设有n路基带信号，
图3 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。
2. 调制方式：
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。产生单边带信号最直观的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，保留所需的一个边带，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。此方法称为滤波法。它是最简单的也是最常用的方法。边带可取上边带，也可取下边带。滤波法原理图如图4所示，图中HSSB(?)为单边带滤波器的传递函数。
图4 用滤波法形成单边带信号
在我们的设计中，每路电话信号限带于300-3400Hz,语言信号的频谱如图5所示。单边带调制后其带宽与调制信号相同。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4KHz作为标准频带。由题目所给,电缆传输频带60KHz～156KHz,带宽96KKz。 由于是全双工,96KHz的带宽正好可容纳24路信号,即 A－B，12路,B－A，12路。它们在一个信道上传输,这样就充分利用了信道资源。
图5 语言信号的频谱
3，调制方式的实现：
首先采用抑制载波双边带调制，即 DSB，频谱变换过程如如图6所示，然后再用边带滤波器滤除上边带或下边带，得到单边带， 即 SSB。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300～3400KHz,由于最低频率为300Hz,因此允许过渡带为600Hz。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。
由于一次调制的方式不能达到归一化过渡带给定的指标，这时可以采用多级调制的方法。根据课题给出条件,采用二次调制。第一次用：12KHz,16KHz,20KHz调制形成前群。按最高载频计算,即 ?f1=600Hz ，fc1=20KHz，则
?1?600?0.03, 即3% 。
20?103 第二次用84、96 、 108 、 120KHz调制,按最高载频120KHz计算, 即 ?f2?24?103 ，fc2?120?103 ，则
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