1、高频电路EDA
      EDA软件很多，大体上分为PCB (Printed Circuit Board)设计软件、IC(Integrated Circuit)设计、电路设计以及仿真工具等，常用的EDA软件有如下几种。  
电子电路设计以及仿真工具：
电子电路设计以及仿真工具典型的有Spice、EWB等等。
(1）Spice工具  是由美国加州大学于1972年研发出的电路分析软件，由于其广泛的被使用，同时功能足够强大，被认为是国际上对电子电路性能模拟的一个标准，具有文本输入和电路原理图的图形输入两种功能。  
  (2）EWB工具   是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司于1988年研发的电子电路仿真工具。它的分析方法和元器件库都是在Spice基础上建立起来的。Multisim2001、Multisim7～Multisim12等都是EWB的升级版。在对模拟电路、数字电路、射频电路和电工学等各种电路的设计和仿真方面都有应用。
(3)Proteus软件   是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS、ARES模块，ARES模块主要用来完成PCB的设计，而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真多种类型的单片机如MCS-51系列、PIC系列等，以及单片机外围电路如键盘、LED、LCD等。
PCB设计软件：
      PCB设计软件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我国应用最广泛，它是由澳大利亚Protel Technology公司研发的电路板设计软件。许多理工类高校都设有这门课程，而且电路公司几乎没有一个不使用它的，它能够对电路进行原理图设计、电路板设计、电路仿真及可编程逻辑设计等，并且具有易于使用、界面友好等优点，其中原理图设计和PCB设计是其最有代表性的功能。 目前普遍使用的是Protel99SE和Protel DXP。
Matlab仿真软件：
     Matlab由美国MathWork公司推出，最初用于数值计算与信号处理的数学计算。随着版本的不断升级，其功能也越来越强大。不仅可以用于数据分析、数值与符号计算，还可以用于工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像信号处理、建模、图形用户界面等。利用Matlab中的通信系统工具箱等，可以进行系统级的通信系统设计与仿真。
高频和微波专用软件：
（1） ADS软件  
       Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在HP EESOF系列EDA软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件，由美国安捷伦公司开发，普遍用于高频和微波领域。该软件范围涵盖了小至元器件，大到系统级的设计和分析。尤其是其强大的仿真设计手段可在时域或频域内实现对数字或模拟、线性或非线性电路的综合仿真分析与优化，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，成为设计人员的有效工具。
2）Ansoft Designer软件
        Designer是Ansoft公司推出的微波电路和通信系统仿真软件；它是将高频电路系统、版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具，这种集成不是简单的界面集成，其关键是Ansoft Designer独有的"按需求解"的技术，它使你能够根据需要选择求解器，从而实现对设计过程的完全控制。Ansoft Designer实现了“所见即所得”的自动化版图功能，版图与原理图自动同步，大大提高了版图设计效率。同时，Ansoft还能方便地与其他设计软件集成到一起，并可以和测试仪器连接，完成各种设计任务，如频率合成器、锁相环、通信系统，雷达系统以及放大器、混频器、滤波器、移相器、功率分配器、合成器和微带天线等。主要应用于射频与微波电路、通信系统、电路板、模块和部件等的设计。
（3）Ansoft HFSS软件
       Ansoft HFSS是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，可分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场，可直接得到特征阻抗、传播常数、S参数及电磁场、辐射场、天线方向图等结果。该软件被广泛应用于无线和有线通信、计算机、卫星、雷达、半导体和微波集成电路、航空航天等领域。


2、数字调制与解调
概述：
      数字调制的调制信号是由一系列包含1、0二进制序列组成，1和0可以代表任意两种离散的信息，如果代表的信息是在一个方向变换，比如1代表正电位，0代表0电位，称为单极性信息，相应的调制称为单极性调制；如果代表的信息是在两个方向变换，比如1代表正电位，0代表负电位，称为双极性信息，相应的调制称为双极性调制。 在数字调制中，最基本的调制类型是二进制调制，分为振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）三种基本形式，即用1和0两种状态分别调制高频载波信号的振幅、频率和相位。
      每位二进制数称为码元，持续的间隔称为码元长度。数字通信中，为了提高信息的传输速率和频谱的利用率，即在一定的频带内尽可能传送更多的信息，经常将连续n个码元一起传送，比如将两个码元一起传送，那么对应有四种状态（00,01,11,10），用这四种状态去调制高频载波的某个参量，那么相应的调制类型就是四进制调制，以此类推，数字调制可以是M进制调制，M可以是4,8,16，…,2n。
       为了区分，可以在ASK、FSK和PSK前加数字2或字母B（binary）表示二进制调制，比如2PSK或BPSK表示二进制相移键控，也可以略去不写；而在ASK、FSK和PSK前加数字M,分别表示M进制调制，比如4PSK表示四进制相移键控。
数字调制的调制信号是由一系列包含1、0二进制序列组成，1和0可以代表任意两种离散的信息，如果代表的信息是在一个方向变换，比如1代表正电位，0代表0电位，称为单极性信息，相应的调制称为单极性调制；如果代表的信息是在两个方向变换，比如1代表正电位，0代表负电位，称为双极性信息，相应的调制称为双极性调制。 在数字调制中，最基本的调制类型是二进制调制，分为振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）三种基本形式，即用1和0两种状态分别调制高频载波信号的振幅、频率和相位。
振幅键控：
2ASK信号的产生：
实现2ASK信号的方法有两种：开关实现和乘法器实现。

2ASK信号的解调：
       2ASK信号解调有两种基本方法：包络检波法（非相干解调）和同步检波法（相干解调法）。

频移键控:
2FSK信号的产生：
      2FSK信号的产生方法有两种：直接调频法和频率键控法。
       直接调频法是用数字信号直接控制载波振荡器的频率，前面介绍的模拟信号直接调频电路都可以用来产生2FSK信号，它具有电路简单和相位连续的优点，但频率稳定性较低。
       频率键控法如下图所示。它由两个独立振荡器和数字基带信号控制转换开关组成。数字基带信号控制电子开关，在两个独立振荡器之间进行转换，以输出对应的不同频率高频信号。

这种方法频率稳定度高、转换速度快，但转换时相位不连续，伴有振幅的变化，使键控信号频谱展宽，且产生寄生调幅。
2FSK信号的解调：
2FSK信号可采用非相干解调法（即包络检波法）和相干解调法（即同步检波法）进行解调。


相移键控：
二相相移键控（2PSK）:
          二进制调相是用同一载波的两种相位代表数字信号的两种电平。它有绝对调相和相对调相之分，相对调相也称为差分相移键控（DPSK，differential phase shift keying），二进制绝对调相用2PSK或BPSK表示，二进制相对调相用2DPSK或BDPSK表示。
二进制绝对调相(BPSK)：
       二进制绝对调相用未调载波的相位作为基准，可以用0度相位（即已调载波与未调载波同相）表示码元“1”，而用180度相位（即已调载波与未调载波反相）表示码元“0”，当然也可以反过来表示。

绝对调相信号产生的方法有直接调相法和相位选择法两种。

      下图所示为相位选择法产生绝对调相信号的电路。振荡器产生的载波信号一路直接送到控制门1，另一路经反相器倒相后加到控制门2，基带信号和它的倒相信号分别作为门1和门2的选通信号。基带信号为“1”时，门1选通，0度相位载波输出，基带信号为“0”时，门2选通，180度相位载波输出，经相加器即可得二进制绝对调相信号输出。

二进制相对调相（2DPSK或BDPSK）：
       相对调相就是各码元的载波相位不是以未调制载波为基准，而是以相邻的前一个码元的载波相位为基准来确定。例如，当码元为“0”时，它的载波相位取与前一个码元的载波相位差180度；当码元为“1”时，它的载波相位取与前一个码元的载波相位相同，如下图所示。
      相对调相中，码元值由当前载波与相邻的前一个载波的相位差决定，因此相对调相信号解调时，并不要求以某固定的载波相位作为基准，只要前后码元的相对相位关系不被破坏，则鉴别这个相位关系就可以正确复原数字信号，从而避免了绝对调相信号解调时，因本地信号初始相位不确定性造成的误码，因此相对调相应用较多。不过相对调相的调制规律较为复杂，难以直接产生，目前一般通过码变换加BPSK调制来获得BDPSK信号。


二相数字调相信号的解调：
二相数字调相信号的解调方法有极性比较法和相位比较法两种。极性比较法即同步解调法。

四相相移键控：
      在4PSK中，基带信号取连续两位码元构成一个符号，构成由四个符号，即00、01、11、10组成的四元信号码流。四个符号的相位可以有不同的选择，通常有两种对应系统，一种是π/2系统，上述四个符号分别与载波的参考相位为0、π/2、π和3π/2;另一种是π/4系统，四个符号分别与载波的参考相位为π/4、3π/4、5π/4、7π/4。
4PSK的调制方法有两种：

4PSK的解调电路模型：

3、数字通信模块及其应用实例
数字通信集成电路芯片分类：
        数字通信集成电路芯片大致分为三类：发射芯片、接收芯片和收/发一体的芯片。发射和接收分开的芯片比较适合单工（simplex）模式，即发射和接收都是单向的，比如无线遥控设备；收/发一体的芯片则可用于双工（duplex）模式，比如数据采集系统就需要来回传递数据。
nRF905数字通信模块及其应用：
      nRF905 是挪威Nordic VLSI 公司推出的单片无线数传芯片，工作电压为1.9～3.6V， 32 引脚QFN（Quad Flat No-leadPackage，方形扁平无引脚封装）(5×5mm)，工作于433/868/915MHz 三个ISM(工业-科学-医疗，Industrial, Scientific& Medical)频道，频道之间的转换时间小于650us。


nRF905无线数传模块：
基于nRF905无线芯片，可以开发各种形式的无线数传模块，以下是其中一款：

4、高频电路系统设计
高频电路系统的设计原则：
1）高频电路系统抗干扰设计的基本理论
       抗干扰设计是高频电路系统设计中必须考虑的问题。电磁干扰效应是由电磁骚扰源发出电磁能量、经过某种耦合通道传输到敏感设备并产生某种效果的过程，电磁骚扰源、耦合通道和敏感设备是电磁干扰的三要素。
      电路的抗干扰设计必须围绕电磁干扰效应的三要素进行，包括：①抑制噪声源；②切断噪声传递途径；③降低受扰设备的噪声敏感度。最基本和最常用的抗干扰的措施有：屏蔽、滤波和接地。
2）PCB的抗干扰设计
       电路的抗干扰设计应从设计初期开始，贯穿于电路的原理图设计、印制板图设计、元器件选择以及最后的电路板装配等各个环节中。PCB的抗干扰设计主要是布局和布线。
高频元件的等效电路模型及选用：
      高频电路中元器件的性能与低频电路中的有所不同。例如在低频电路中，常用的无源元件如电阻、电感和电容等的参数不随频率变化而变化，而在高频电路中，这些元件受到分布参数的影响，其性能会发生变化，有时电感不再是电感而是等效为电容。因此，在高频电路设计中，必须考虑元器件的高频等效电路模型，从而合理地选用。