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1、第第11章章 基于基于PSoC的通信电路的实现的通信电路的实现Chapter 10 Realization of Communication Circuit On PSoC基于基于PSoC的通信电路的实现的通信电路的实现-前言前言n n 本章通本章通过过三个三个实实例介例介绍绍了了PSoC3/5PSoC3/5在通信在通信电电子子线线路方面的路方面的应应用。用。这这三个三个实实例主要包括：例主要包括：压压控振控振荡荡器器VCOVCO的的实现实现、幅度、幅度调调制制AMAM的的实现实现、频频率率调调制制FMFM解解调调的的实现实现。这这三个三个实实例是例是PSoC3/5PSoC3/5在通信在通信电
2、电子子线线路方面的典型路方面的典型应应用，用，这这些些实实例中也代表了例中也代表了当今最新的当今最新的应应用用发发展展趋势趋势。读读者通者通过过本章内容的本章内容的学学习习，将，将进进一步掌握一步掌握PSoCPSoC在通信在通信电电子子线线路路设计设计方方面的高面的高级应级应用方法和用方法和设计设计技巧。技巧。 压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现n n压压控振控振荡荡器（器（Voltage Controlled OscillatorVoltage Controlled Oscillator，VCOVCO）就是通）就是通过电压过电压来控制振来控制振荡荡器的工作器的工作频频率。率。本本节节将介
3、将介绍绍使用使用PSoCPSoC实现实现VCOVCO。n n图图11.111.1给给出了基于出了基于PSoCPSoC的的VCOVCO实现结实现结构构图图。n n输出频率由下式计算：输出频率由下式计算： （1 1） 压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现图11.1 基于基于PSoC的的VCO实现结构构压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程n n1 1打开打开软软件件PSoCPSoC Creator Creator，在，在软软件的件的Start PageStart Page界界面下，点面下，点击击Create New ProjectCreate New Project
4、创创建一个新的工建一个新的工程。程。n n2 2在在New ProjectNew Project窗口，根据目窗口，根据目标标器件器件PSoC3/5PSoC3/5，选择选择Empty PSoC3/5 DesignEmpty PSoC3/5 Design模板，并将工程命名模板，并将工程命名 VoltageControlledOscillatorVoltageControlledOscillator。选择选择工程保存路径，工程保存路径，点点击击“ “OKOK” ”按按钮钮；压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置IDAC模块模块）下面下面给给出添加并
5、配置出添加并配置IADCIADC的步的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动IADCIADC器件并将其放置于原理器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Analog-DAC- Current Component Catalog-Analog-DAC- Current DACDAC（8-bit8-bit）。）。）。）。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的DAC_1DAC_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。n n3 3如如图图11.211.2，按如下方式，在，按如下方式，在ConfigureConfigure标签标签内内进进行配置：行配置：
6、压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置IDAC模块模块） Name Name: IDAC: IDAC Data_SourceData_Source: CPU or DMA: CPU or DMA IDAC_Range IDAC_Range:0-255uA(1uA/bit):0-255uA(1uA/bit) IDAC_Speed:IDAC_Speed:LowLow Speed Speed Initial_Value: Initial_Value:120120 其余其余选项选项均均为为默默认值认值。压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配
7、置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置IDAC模块模块）图11.2 IDAC配置界面配置界面压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置比较器模块比较器模块） 下面下面给给出添加并配置比出添加并配置比较较器的步器的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动比比较较器并将其放置于原理器并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Analog-ComparatorComponent Catalog-Analog-Comparator。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的CMPCMP器件打开配置窗口。器件打开
8、配置窗口。n n3 3如如图图11.311.3，按如下方式，在，按如下方式，在ConfigureConfigure标签标签内内进进行配置：行配置： Name Name: CMP: CMP 其余其余选项选项均均为为默默认值认值。 其余其余选项选项均均为为默默认值认值。压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置比较器模块添加并配置比较器模块）图11.3 比比较器配置模式器配置模式压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加添加模拟端口模拟端口） 下面下面给给出添加并配置模出添加并配置模拟拟引脚的步引脚的步骤骤，主要步，主要步骤骤包
9、括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Ports and Pins-Component Catalog-Ports and Pins- Analog Analog PinPin) )。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Pin_1Pin_1器件打开配置窗口器件打开配置窗口。压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加模拟端口添加模拟端口） 如如图图11.411.4所示，按如下方式所示，按如下方式进进行配置：行配置：n nTypeType标签标签下，参数如下配置：下
10、，参数如下配置： Name Name: : CintCint Number of Pins Number of Pins: 1: 1 Analog: Analog:选选中中该选项该选项 Digital Output: Digital Output:选选中中该选项该选项 HW Connection: HW Connection:选选中中该选项该选项 其余其余选项选项均均为为默默认值认值n nGeneralGeneral标签标签下，参数如下配置：下，参数如下配置： Drive Mode Drive Mode：Open DrainOpen Drain，Drives LowDrives Low 其余选
11、项均为默认值其余选项均为默认值 压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加模拟端口添加模拟端口）图11.4 引脚配置界面引脚配置界面压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加时钟输入源添加时钟输入源） 下面下面给给出添加并配置出添加并配置时钟输时钟输入源的步入源的步骤骤，主要，主要步步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-System-ClockComponent Catalog-System-Clock) )。n n2 2双双
12、击击原理原理图图内的内的Clock_1Clock_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。n n3 3如如图图11.511.5所示，按如下方式所示，按如下方式进进行配置：行配置：压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加时钟输入源添加时钟输入源）图11.5 时钟源配置界面源配置界面压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加频率输出端口添加频率输出端口） 下面下面给给出添加并配置出添加并配置频频率率输输出端口的步出端口的步骤骤，主，主要步要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动两个数字端口器件并将其放入原理两个数字端口器件并将其放入原
13、理图图中中( (Component Catalog-Ports and PinsComponent Catalog-Ports and Pins- - Digital Digital Output PinOutput Pin) )。n n2 2按如下方式配置两个数字端口按如下方式配置两个数字端口dPort_LSBdPort_LSB和和dPort_MSBdPort_MSB： Number of Pins: Number of Pins:1 1压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加频率输出端口添加频率输出端口）n n 在在TYPETYPE标签栏标签栏下，按如下配
14、置参数：下，按如下配置参数： Name:Name:FoutFout Digital Output: Digital Output:选选中中 HW Connection: HW Connection:选选中中 其它按照默其它按照默认认参数参数设设置置n n在在GeneralGeneral标签栏标签栏下，按照如下配置参数：下，按照如下配置参数： Drive Mode: Drive Mode: Strong DriveStrong Drive 其它按照默其它按照默认认参数参数设设置置压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加添加模拟电压输入端口模拟电压输入端口） 下面
15、下面给给出添加并配置模出添加并配置模拟拟引脚的步引脚的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Ports and Pins-Component Catalog-Ports and Pins- Analog Analog PinPin) )。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Pin_1Pin_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。n n3 3按如下方式按如下方式进进行配置：行配置：压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加模拟电压输入端
16、口添加模拟电压输入端口）n nTypeType标签标签下，参数如下配置：下，参数如下配置： Name Name: Vin: Vin Number of Pins Number of Pins: 1: 1 Analog Analog：只只选选中中该选项该选项 其余其余选项选项均均为为默默认值认值n nGeneralGeneral标签标签下，参数如下配置：下，参数如下配置： Drive Mode Drive Mode：High High ImpedenceImpedence Analog Analog 其余其余选项选项均均为为默默认值认值压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和
17、配置工程（配置引脚配置引脚） 下面下面给给出配置管脚的步出配置管脚的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1从从Workspace ExploreWorkspace Explore，双，双击击PSoCRocks.cydwrPSoCRocks.cydwr文件文件n n2 2点点击击pinpin标签标签。n n3 3如如图图11.611.6，按照如下方式，按照如下方式进进行配置：行配置： CintCint连连接到接到P05P05 Vin Vin连连接到接到P06P06 FoutFout连连接到接到P07P07压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（配置引脚配
18、置引脚）图11.6 引脚配置引脚配置压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-创建和配置工程创建和配置工程（创建函数文件创建函数文件） 其主程序主要完成以下功能：启其主程序主要完成以下功能：启动动IDACIDAC；设设置置IDACIDAC电电流流为为100uA100uA；启；启动动比比较较器。器。 下面下面给给出出创创建函数文件的步建函数文件的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1打开打开Workspace ExplorerWorkspace Explorer窗口中窗口中现现有的有的main.cmain.c函函数文件。数文件。n n2 2输输入下面的入下面的main.cmain.c代
19、代码码。压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-编程及调试编程及调试n n下面给出添加并配置开发板的步骤，主要下面给出添加并配置开发板的步骤，主要步步骤骤包括：包括：n n1 1使用使用USBUSB电缆连电缆连接接CY8CKIT-001CY8CKIT-001开开发发板的板的USBUSB接接口到口到电脑电脑USBUSB的接口；的接口； n n2 2将将0.1uF0.1uF的的电电容容连连接到接到P05P05和地之和地之间间；n n3 3连连接接VRVR到到P06P06；n n4 4给给开开发发板板进进行供行供电电；n n5 5使用前述方法使用前述方法进进行行编编程。程。压控振荡器压控振荡器VCO
20、的实现的实现-编程及调试编程及调试n n6 6编编程程结结束之后，拔下束之后，拔下USBUSB电缆电缆。n n7 7保存并且关保存并且关闭闭工程。工程。n n图图11.7 VCO11.7 VCO的的输输出和出和输输入入电压电压的关系的关系n n8 8调调整开整开发发板上板上VRVR的的输输出，用示波器出，用示波器观观察振察振荡荡器的器的输输出出频频率的率的变变化，化，图图11.711.7给给出了其中的出了其中的变变化化。压控振荡器压控振荡器VCO的实现的实现-编程及调试编程及调试图11.7 VCO的的输出和出和输入入电压的关系的关系幅度幅度调制制AM的的实现n n 幅度幅度调调制是模制是模拟拟
21、通信中常用的一种模通信中常用的一种模拟拟信号信号远远距离距离传输传输的方式，即使用一个的方式，即使用一个载载波信号波信号对对一个基一个基带带信号信号进进行行调调制，制，这样这样，载载波信号的幅度就随着波信号的幅度就随着基基带带信号信号进进行行变变化。如化。如图图11.811.8，给给出了基于出了基于PSoCPSoC实现调实现调幅的原理幅的原理图结图结构，构，该设计该设计使用使用100kHz100kHz的的载载波信号波信号对对500Hz500Hz的基的基带带信号信号进进行幅度行幅度调调制。制。图图11.911.9给给出了出了AMAM调调制前后的制前后的频谱图频谱图。幅度幅度调制制AM的的实现图1
22、1.8 AM的的实现原理原理图幅度幅度调制制AM的的实现图11.9 调制前后信号制前后信号频谱图幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程n n1 1打开打开软软件件PSoCPSoC Creator Creator，在，在软软件的件的Start PageStart Page界界面下，点面下，点击击Create New ProjectCreate New Project创创建一个新的工建一个新的工程。程。n n2 2在在New ProjectNew Project窗口，根据目窗口，根据目标标器件器件PSoC3/5PSoC3/5，选择选择Empty PSoC3/5 DesignEmp
23、ty PSoC3/5 Design模板，并将工程命名模板，并将工程命名Mixer_AmpModulationMixer_AmpModulation。选择选择工程保存路径，点工程保存路径，点击击“ “OKOK” ”按按钮钮；幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置混频器添加并配置混频器） 下面下面给给出添加并配置混出添加并配置混频频器的步器的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动VADCVADC器件并将其放置于原理器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Analog-Mixer)Component Catalog-An
24、alog-Mixer)n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Mixer_1Mixer_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。n n图图11.10 11.10 混混频频器配置界面器配置界面n n3 3如如图图11.1011.10，按如下方式，在，按如下方式，在ConfigureConfigure标签标签内内进进行配置：行配置：幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置混频器添加并配置混频器） LO_Freq: LO_Freq:LO Freq 100kHz or greaterLO Freq 100kHz or greater Minimum_VddaMinimum_V
25、dda: 2.7V or greater: 2.7V or greater Mixer_Type:Mixer_Type:Multiply(UpMultiply(Up) Mixer) Mixer Power: Power: High PowerHigh Power 幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置混频器添加并配置混频器）图11.10 混混频器配置界面器配置界面幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置混频器添加并配置混频器）图11.11 放大器配置界面放大器配置界面幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置参
26、考源添加并配置参考源） 下面下面给给出添加并配置参考源的步出添加并配置参考源的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Analog-Amplifiers Component Catalog-Analog-Amplifiers - - OpampOpamp) )。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Opamp_1Opamp_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置参考源添加并配置参考源）n n3 3如如图
27、图11.1111.11所示，在所示，在BasicBasic标签标签内按如下方式内按如下方式进进行配置：行配置： Name Name: : Opamp_BufferOpamp_Buffer Mode Mode: Follower: Follower Power Power: High Power: High Power 其余其余选项选项均均为为默默认值认值 该该放大器的放大器的输输出出连连接到混接到混频频器的器的VrefVref端。端。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置带通滤波器网络带通滤波器网络） 下面下面给给出添加并配置参考源的步出添加并配置参考源
28、的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-Analog-Amplifiers Component Catalog-Analog-Amplifiers - - OpampOpamp) )。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Opamp_1Opamp_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置带通滤波器网络添加并配置带通滤波器网络）n n3 3如如图图11.1211.12所示，在所示，在BasicBasic标
29、签标签内按如下方式内按如下方式进进行配置：行配置： Name Name: : Opamp_FilterOpamp_Filter Mode Mode: : OpAmpOpAmp Power Power: High Power: High Power 其余其余选项选项均均为为默默认值认值 如如图图11.1311.13，该该放大器和放大器和电电容容电电阻构成有源阻构成有源带带通通滤滤波器波器电电路。提供了路。提供了100kHz100kHz的的带带通通滤滤波器，波器，10kHz10kHz的通的通带带范范围围。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置带通滤波器网络添加并配置带
30、通滤波器网络）图11.12 放大器配置界面放大器配置界面幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置带通滤波器网络添加并配置带通滤波器网络）图11.13 带通通滤波器的波器的结构构幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置载波信号源载波信号源） 下面下面给给出添加并配置出添加并配置时钟输时钟输入源的步入源的步骤骤，主要，主要步步骤骤包括：包括：n n1 1拖拖动动模模拟拟端口器件并将其放置于原理端口器件并将其放置于原理图图内内( (Component Catalog-System-ClockComponent Catalog-Syst
31、em-Clock) )。n n2 2双双击击原理原理图图内的内的Clock_1Clock_1器件打开配置窗口。器件打开配置窗口。n n3 3如如图图11.1411.14所示，按如下方式所示，按如下方式进进行配置：行配置： 幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置载波信号源添加并配置载波信号源）n n在在Configure ClockConfigure Clock标签标签内，按照如下参数内，按照如下参数设设置；置； Name Name：Clock_CarrierClock_Carrier Frequency Frequency：100kHz100kHz Toleran
32、ceTolerance:-5%-5%:-5%-5% 其余按默其余按默认认参数参数设设置；置；n n在在AdvancedAdvanced标签标签内，按照如下参数内，按照如下参数设设置：置： Sync with BUS_CLKSync with BUS_CLK：不：不选选中；中；幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置载波信号源添加并配置载波信号源）图11.14 时钟源配置界面源配置界面幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置添加并配置模拟输入模拟输入/输输出端口出端口）n n按照按照图图11.1511.15所示，添加并配置模所示，添加并配置
33、模拟输拟输入入/ /输输出端出端口，并完成所有元件的口，并完成所有元件的连连接。接。 图11.15 引脚配置引脚配置幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（添加并配置模拟输入添加并配置模拟输入/输输出端口出端口） 下面下面给给出配置管脚的步出配置管脚的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1从从Workspace ExploreWorkspace Explore，双，双击击PSoCRocks.cydwrPSoCRocks.cydwr文件文件n n2 2点点击击pinpin标签标签。n n3 3如如图图11.1511.15，按照如下方式，按照如下方式进进行配置：行配置
34、： Pin_InputSignalPin_InputSignal连连接到接到P04P04 Pin_OffsetPin_Offset连连接到接到P37P37 Pin_MixerOutPin_MixerOut连连接到接到P05P05 Pin_OpampNegPin_OpampNeg连连接到接到P03P03； Pin_AM_OutPin_AM_Out连连接到接到P01P01；幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（创建函数文件创建函数文件） 其主程序主要完成以下功能：启其主程序主要完成以下功能：启动动混混频频器和运器和运算放大器。算放大器。 下面下面给给出出创创建函数文件的步建函数
35、文件的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1打开打开Workspace ExplorerWorkspace Explorer窗口中窗口中现现有的有的main.cmain.c函函数文件。数文件。n n2 2输输入入main.cmain.c代代码码。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（编程及调试编程及调试） 下面下面给给出添加并配置开出添加并配置开发发板的步板的步骤骤，主要步，主要步骤骤包括：包括：n n1 1使用使用USBUSB电缆连电缆连接接CY8CKIT-001CY8CKIT-001开开发发板的板的USBUSB接口到接口到电脑电脑USBUSB的接口；的接口；
36、 n n2 2按照引脚分配完成信号的按照引脚分配完成信号的连连接；接；n n3 3按照按照图图11.1311.13，连连接完成外部的接完成外部的R1R1，C1C1，R2R2，C2C2；幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（编程及调试编程及调试）n n4 4给给开开发发板板进进行供行供电电；n n5 5使用前述方法使用前述方法进进行行编编程。程。n n6 6编编程程结结束之后，拔下束之后，拔下USBUSB电缆电缆。n n7 7输输入基入基带带信号到信号到P04P04。n n8 8用示波器用示波器观观察察AMAM信号，信号，图图11.1611.16给给出了出了AMAM的的波形波
37、形图图；n n思考：如何实现思考：如何实现AMAM信号的解调？详见光盘设计说信号的解调？详见光盘设计说明和详细的设计文档。明和详细的设计文档。幅度幅度调制制AM的的实现-创建和配置工程创建和配置工程（编程及调试编程及调试）图11.16 AM调制信号波形制信号波形图频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现n n 调频调频信号信号FMFM的解的解调调常用的有斜率常用的有斜率检测检测法法（Slope DetectionSlope Detection），），这这是一种是一种传统传统的模的模拟拟解解调调方法。方法。还还有一种方法是使用一个有一种方法是使用一个单稳单稳多多谐谐振振荡荡器，器，从信噪比从信噪
38、比SNRSNR和和总谐总谐波失真波失真THDTHD来来说说，这这是一种是一种最好的方法。最好的方法。该设计该设计使用使用单稳单稳多多谐谐振振荡荡器的方法器的方法实现实现FMFM的解的解调调。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（实现原理实现原理）n n图图11.1711.17给给出了出了传统传统斜率斜率检测检测法的法的实现实现原理原理图图。图11.17 斜率斜率检测法法实现原理原理频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（实现原理实现原理） n n一个一个FMFM信号可以用下式描述：信号可以用下
39、式描述： （1）其中：频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（实现原理实现原理）对（对（1 1）式进行微分得到：）式进行微分得到： （2 2）所需要的信号的幅度表示为所需要的信号的幅度表示为 （3 3）图图11.1811.18给出了基于给出了基于PSoCPSoC实现传统实现传统FMFM解调的原理图。解调的原理图。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（实现原理实现原理）图图11.18 传统传统FM解调的原理解调的原理 频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解
40、信号的解调（限制器的限制器的设计设计） 图图11.1911.19给出了限制器的符号及其配置界面。给出了限制器的符号及其配置界面。 限制器电路是限制器电路是FMFM解调器的第解调器的第1 1级。一个限制器级。一个限制器用于消除小噪声，这些噪声以摆动的幅度存在。用于消除小噪声，这些噪声以摆动的幅度存在。限制器的输出是一个恒定幅度的方波。使用比较限制器的输出是一个恒定幅度的方波。使用比较器来实现限制器功能。器来实现限制器功能。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（限制限制器的设计器的设计）图图11.19 限制器的配置限制器的配置频率调制频率调制FM
41、解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（微分微分电路电路的设计的设计）n n如图如图11.2011.20给出了使用外部元件构成的微分电路，给出了使用外部元件构成的微分电路，频率范围在频率范围在150kHz-350kHz150kHz-350kHz。微分电路的设计是非。微分电路的设计是非常重要的，这是由于常重要的，这是由于THDTHD取决于微分器的线性度。取决于微分器的线性度。n n图图11.2111.21给出了给出了FMFM信号和微分信号的波形。信号和微分信号的波形。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（微分微分电
42、路电路的设计的设计）图图11.20 微分电路的结构微分电路的结构频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（微分微分电路电路的设计的设计）图图11.21 FM和微分信号的波形和微分信号的波形频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（包络包络检波器检波器的设计的设计）n n 微分器的输出的幅度摆动和基带信号成正比。微分器的输出的幅度摆动和基带信号成正比。然后，送到包络检测器，或者幅度解调器来恢复然后，送到包络检测器，或者幅度解调器来恢复原始信号。常用的包络检波器使用二极管、电阻原始信号。常用的包络检波器
43、使用二极管、电阻和电容。在和电容。在PSoCPSoC设备中，不使用外部的元件实现设备中，不使用外部的元件实现包络检波器。图包络检波器。图11.2211.22，给出了包络检波器的原理，给出了包络检波器的原理图。图。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（包络包络检波器检波器的设计的设计）图图11.22 包络检波器的原理包络检波器的原理频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-传统斜率斜率检测法法实现FM信号的解信号的解调（低通低通滤波器滤波器的设计的设计）n n如图如图11.2311.23给出了使用外部元件构成的低通滤波器给出了使用外部元件构成的
44、低通滤波器的原理图。的原理图。图图11.23 低通滤波器的实现原理低通滤波器的实现原理频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（实现原理）原理）n n图图11.2411.24给出了单稳态多谐振荡器的给出了单稳态多谐振荡器的FMFM解调实现解调实现原理图。原理图。图图11.24单稳态多谐振荡器的单稳态多谐振荡器的FM解调原理解调原理频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（实现原理）原理）n n图图11.25 11.25 基于基于PSoCPSoC的单稳多谐振荡器的单稳多谐振荡器
45、FMFM的解调的解调图图11.25 基于基于PSoC的单稳多谐振荡器的单稳多谐振荡器FM的解调的解调频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n 一个单稳多谐振荡器使用一个单稳多谐振荡器使用PSoCPSoC的比较器和少量的比较器和少量的无源元件构成。如图的无源元件构成。如图11.2611.26所示，整个电路偏置所示，整个电路偏置为为V Vddadda/2/2。所以单稳多谐振荡器的输出在。所以单稳多谐振荡器的输出在GNDGND和和VDDVDD之间切换（由于之间切换（由于PSoCPSoC不接受负电压）。
46、单稳不接受负电压）。单稳态电路的稳定状态是逻辑高态电路的稳定状态是逻辑高(V(VDDDD) )。电容充电到电。电容充电到电压压V Vddadda/2/2加上二极管加上二极管的膝点电压为止。比较器的正输入电压等于（3Vdda）/4。这时比负端电压要高,这是由于肖特基二极管有一个低的膝点电压。 频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）图图11.26 单稳态触发器的原理单稳态触发器的原理频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的
47、器的设计 ）n n 图图11.2711.27给出了单稳态多谐振荡器的波形。在给出了单稳态多谐振荡器的波形。在PSoC3/5PSoC3/5中使用中使用UDBUDB实现数字化的差分器。实现数字化的差分器。PSoCPSoC CreatorCreator库中的定制的移位寄存器可以实现这个目库中的定制的移位寄存器可以实现这个目的。的。图图11.27 单稳态多谐振荡器的波形单稳态多谐振荡器的波形频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n图图11.2811.28给出了定制移位寄存器的符号描述。给出了定制移位寄存
48、器的符号描述。图图图图11.28 11.28 定制移位寄存器的配置选项定制移位寄存器的配置选项定制移位寄存器的配置选项定制移位寄存器的配置选项频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n图图11.2911.29给出了通用移位寄存器的配置选项。给出了通用移位寄存器的配置选项。从图中，可以看出通用移位寄存器可以配置成从图中，可以看出通用移位寄存器可以配置成8 8位位或或1616位。元件支持左移或者右移操作模式，包括位。元件支持左移或者右移操作模式，包括串入串出模式，串入并出模式。并入并出模式和串入串出模
49、式，串入并出模式。并入并出模式和并入串出模式。元件的并行输出可以用作延迟元并入串出模式。元件的并行输出可以用作延迟元件。件。频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）图图11.29 通用移位寄存器选项通用移位寄存器选项频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n 图图11.3011.30给出了数字触发器电路的结构原理。给出了数字触发器电路的结构原理。通用移位寄存器配置成串入并出模式。通用移位通用移位寄存器配置
50、成串入并出模式。通用移位寄存器在该设计中用于延迟元件，其触发宽度可寄存器在该设计中用于延迟元件，其触发宽度可以通过修改移位寄存器的延迟实现。在这个例子以通过修改移位寄存器的延迟实现。在这个例子中，为了实现脉冲宽度为中，为了实现脉冲宽度为600ns600ns，移位寄存器的时，移位寄存器的时钟选择钟选择5MHz5MHz。输出从第三级引出，所以延迟为：。输出从第三级引出，所以延迟为： (1/5MHz=200ns)*3=600ns (1/5MHz=200ns)*3=600ns 注意名字为注意名字为“ “Pin_Trigger_OutPin_Trigger_Out” ”的引脚与触的引脚与触发器输出连接，
51、必须配置成发器输出连接，必须配置成open drain lowopen drain low驱动模驱动模式。式。 频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）图图11.30 数字触发电路的结构数字触发电路的结构频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n图图11.3111.31给出了给出了Pin_Trigger_OutPin_Trigger_Out引脚的配置界面。引脚的配置界面。图图11.31 Pin_Trigg
52、er_Out引脚的配置界面引脚的配置界面频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n图图11.3211.32给出了限制器的输出和单稳态多谐振荡器给出了限制器的输出和单稳态多谐振荡器的输出波形。的输出波形。图11.32限制器的输出和单稳多谐振荡器的输出波形频率调制频率调制FM解调的实现解调的实现-使用使用单稳多谐振荡器单稳多谐振荡器的的FM解解调的的实现（单稳多多谐振振荡器的器的设计 ）n n图图11.3311.33给出了单稳态的输出和低通滤波器的输出。给出了单稳态的输出和低通滤波器的输出。 图图11.33 低通滤波器的输出低通滤波器的输出
