Tarea

Figura 1 Contenido de la tarea

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Figura 2 Contenido de los requisitos básicos

La figura 3 juega parte del contenido

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Figura 4 Contenido de la explicación

calificación

Figura 5 Contenido de la puntuación

texto (parte)

Resumen

El propósito de este experimento es diseñar y fabricar un dispositivo para identificar el modo de modulación y estimar los parámetros de la señal de salida del generador de señal. El dispositivo puede identificar y mostrar el modo de modulación de la señal y generar la señal demodulada para que el osciloscopio observe la forma de onda. El método de implementación del sistema se construye utilizando el control principal STM32F407 y el chip AD9910. Las tareas experimentales incluyen identificación de modulación y estimación de parámetros para señales AM y FM, e identificación de señales bajo modulación desconocida. Los requisitos experimentales incluyen la visualización de modos de modulación y parámetros relacionados, la salida de señales demoduladas para su observación y la identificación autónoma de diferentes modos de manipulación. A través de este experimento, es posible mejorar la capacidad de identificar el método de modulación de la señal y estimar los parámetros.

Palabras clave: identificación de modulación de señal, estimación de parámetros, control maestro STM32F407, chip AD9910, señal de demodulación

1.1 Demostración y selección del módulo de control principal

Opción 1: seleccione el control maestro STM32F407

Ventajas: rendimiento estable, potencia de procesamiento suficiente y escalabilidad de la interfaz

Desventajas: precio más alto

Solución 2: seleccione el control maestro STM32F103

Ventajas: funciones rentables y completas

Desventajas: potencia de procesamiento relativamente débil

Solución 3: seleccione el control maestro STM32F303

Ventajas: bajo consumo de energía, adecuado para aplicaciones integradas

Desventajas: menos interfaces, poca escalabilidad

En resumen, la opción uno es la más razonable, porque el control principal STM32F407 tiene un rendimiento estable y una gran capacidad de procesamiento, lo que puede satisfacer las necesidades de los dispositivos de identificación de modulación de señal y estimación de parámetros.

1.2 Demostración y selección del esquema de control de hardware

Solución 1: use el chip AD9833 para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo generador de señal: chip AD9833

Bloques de procesamiento de señales: filtros, amplificadores

Módulo de visualización: pantalla LCD

Solución 2: use el chip AD9850 para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo generador de señal: chip AD9850

Bloques de procesamiento de señales: filtros, amplificadores

Módulo de visualización: pantalla de tubo digital

Solución 3: use el chip AD9910 para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo generador de señal: chip AD9910

Bloques de procesamiento de señales: filtros, amplificadores

Módulo de pantalla: pantalla OLED

En resumen, la tercera opción es la más razonable, porque el chip AD9910 tiene alta precisión y rango de frecuencia, lo que puede satisfacer las necesidades de los dispositivos de identificación de modulación de señal y estimación de parámetros.

2.2 Cálculo del coeficiente FM mf y desplazamiento máximo de frecuencia max f

El coeficiente de modulación de frecuencia mf se define como la relación entre el cambio de frecuencia de la señal de modulación de frecuencia y el cambio de la frecuencia portadora. La desviación de frecuencia máxima max f se define como la diferencia máxima entre la frecuencia de la señal de FM y la frecuencia de la portadora. De acuerdo con las condiciones conocidas, la salida uM del generador de señal es una señal de FM y su frecuencia de señal de modulación F = 5 kHz. Podemos calcular el coeficiente de modulación de frecuencia mf y la desviación de frecuencia máxima max f midiendo el valor pico a pico de la señal demodulada uo.

Suponga que el valor pico a pico de la señal demodulada uo es Vpp. De acuerdo con la definición de coeficiente de modulación de frecuencia mf y desplazamiento máximo de frecuencia max f, tenemos:

mf = (Δf) / F

f máx = máx(Δf)

Entre ellos, Δf es la variación de frecuencia de la señal demodulada y F es la frecuencia de la señal modulada. Se sabe que la frecuencia de la señal de modulación F es de 5 kHz.

4. Plan de prueba y resultados de la prueba

4.1 Esquema de prueba

4.1.1 Prueba funcional

(1) Identificación del método AM y prueba de estimación de parámetros

1. Configure la salida del generador de señal como señal AM, frecuencia F=1kHz.

2. Conecte la señal de salida al dispositivo para la identificación y estimación de parámetros.

3. Compruebe si el dispositivo muestra correctamente el coeficiente de modulación de amplitud ma y emite la señal de demodulación uo.

(2) Identificación del modo FM y prueba de estimación de parámetros

1. Configure la salida del generador de señal como señal FM, frecuencia F=5kHz.

2. Conecte la señal de salida al dispositivo para la identificación y estimación de parámetros.

3. Compruebe si el dispositivo muestra correctamente el coeficiente de modulación de frecuencia mf y la desviación de frecuencia máxima max f, y emite la señal demodulada uo.

(3) Prueba de modo de modulación de autorreconocimiento

1. Configure la salida del generador de señales como una señal con un modo de modulación desconocido.

2. Conecte la señal de salida al dispositivo para la identificación autónoma.

3. Compruebe si el dispositivo muestra correctamente el modo de modulación.

(4) Prueba de estimación de parámetros

1. Configure la salida del generador de señal como señal AM o FM, y la frecuencia F es 1kHz, 2kHz, 3kHz, 4kHz o 5kHz.

2. Conecte la señal de salida al dispositivo para la estimación de parámetros.

3. De acuerdo con el método de modulación identificado, verifique si el dispositivo muestra correctamente los parámetros correspondientes (coeficiente de modulación de amplitud ma, coeficiente de modulación de frecuencia mf, desviación de frecuencia máxima max f) y emite la señal demodulada uo.

(5) Identificación del método de codificación y prueba de estimación de parámetros (parte del juego)

1. Establezca la salida del generador de señal como señal 2ASK, 2PSK o 2FSK, el valor pico a pico del voltaje de la portadora es de 100 mV y la frecuencia de la portadora cf es de 2 MHz.

2. Conecte la señal de salida al dispositivo para la identificación del modo de manipulación y la estimación de parámetros.

3. De acuerdo con el método de manipulación identificado, compruebe si el dispositivo muestra correctamente los parámetros correspondientes (tasa de código binario Rc, coeficiente de manipulación por desplazamiento de frecuencia h) y emite la señal demodulada uo.

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De hecho, los estándares rígidos no pueden limitarnos con infinitas posibilidades, así que ¡ah! ¡Vamos chicos!