DPSK调制

目录一、总体设计思路和基本原理.........................................11.1总体设计思路................................................................11.2基本原理.........................................................................2二、单元电路设计.............................................................42.1fc信号发生器.................................................................42.2波形变换.........................................................................52.3变频电路........................................................................62.4放大反向电路................................................................62.5基带信号电路................................................................72.6模拟控制开关................................................................8三.系统仿真结果.................................................................9四、心得体会......................................................................11五、参考文献.....................................................................12六、整机电路及其仿真电路.............................................131一、总体设计思路和基本原理1.1总体设计思路由于大多数数字基带信号是低通型的，而实际信道多为带通型，因此这种信道不能直接传输基带信号，必须用基带信号对载波进行调制。而调制又分为调幅、调频、调相三种形式。在恒参信道条件下，相移键控和频移键控相比，它不仅具有高效的抗噪声性能，并能有效地利用所给定的信道频带，即使是在有多径衰落的信道中有很好的效果。一般来说，DPSK信号两种调制方法，模拟调制法和键控法。2DPSK的模拟太直发框图如图一所示，其中变码过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。图一模拟调制法调制原理图2DPSK键控调制法框图如图二所示，其中码变换过程为将输入的基带信号差分，即变为相对码。选择开关作用为当数字信息“0”时接相位0，当输入数字信号为“1”时接π。图二键控法调制原理图码变换相乘载波S（t）e（t）2本次设计中系统的原理框图为1.2基本原理DPSK是利用相邻码元载波相位的相对值表示基带信号“0”和“1”的。现在用θ表示载波的初始相位。设Δθ为当前码元和前一码元的相位之差：”时发送“”时发送“100则信号码元可以表示为：STt0cost0式中，00f2为载波的角频率，θ为前一码元相位。DPSK存在A、B方式矢量图。B方式下，每个码元的载波相位相对于参考相位的跳变可取±900，所以其相邻码元之间必然发生载波相位跳变，接收端可以据此确定每个码元的起始时刻（即提供码元定时信息），而A方式却可能存在前后码元载波相位的连续。晶体振荡器波形变换倍频器放大反相器相对编码信号选择器已调制信号BkAkCoswct-coswct3例如，当某一码元取“1”时，它的载波相位与前一码元的载波反相；码元取“0”时，它的载波相位与前一码元的载波同相。相对移相的波形如图三所示。在一般情况下，相对移相可以通过对信码进行变换和绝对移相来实现。将信码经过差分编码变换成新的码组一相对码，再利用相对码对载波进行绝对移相，使输出的己调载波相位满足相对移相的相位关系。设绝对码为{an}，相对码为{bn}，则二相差分编码的逻辑关系为:1nnnbab调相电路可由模拟相乘器实现，也可由数字电路实现。调相电路是由数字选择器(74LS153)完成的。当2脚和14脚同时为高电平时，7脚输出与3脚输入的0相载波相同；当2脚和14脚同时为低电平时，7脚输出与6脚输入的π相载波相同。这样就完成了差分信码对载波的相位调制。图四示出了一个数字序列的相对移相的过程。图三绝对相移波形示意图000/2-/2参考相位参考相位(a)A方式(b)B方式4图四绝对码实现相对移相的过程对应于差分编码，在解调中有一差分译码。差分译码的逻辑为:1nnnbbC(2)本实验由IC9、IC10完成。将(1)式代人(2)式，得nnnnnnaCbbaC11这样，经差分译码后就恢复了原始的发码序列。二、单元电路设计2.1fc信号发生器产生正弦波，提供fc信号。LC振荡电路主要有由电容器和电感器组成的LC回路，通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路。由于晶体振荡器产生的正弦波稳定，所以载波发生器使用LC晶振电路。图是一种正弦波串联晶体振荡电路，属于电容反馈三点式振荡器。该电路LC回路的三个端点分别与三个电极相连，且Xce和Xbe为容抗，Xcb为5感抗。R1、R2、R3为偏置电阻。C9、C10R容量足够大。在满足该电路的振荡条件下，设置本晶体振荡器谐振于10MHz的数值。图五串联型晶体振荡器2.2波形变换非门电路在高低电平转换之间,即完成了正弦波到方波的波形转换。62.3变频电路在此电路中，输入脉冲由第一个D触发器的2输入，由时钟CLK上升沿打入D触发器1，D触发器1输出信号5，5信号在下一个时钟的上升沿被打入下一级D触发器2，D触发器2输出信号5，再将D触发器1输出信号5信号、D触发器2输出信号5信号异或，即可得到脉冲宽度为一个时钟周期的倍频信号。采用这种方法实现的电路输出信号的脉冲宽度可由输入时钟周期的大小随意调节，唯一的要求是时钟的频率要大于两倍的输入信号的频率。此次设计中设为2倍频，即为2×10即20MHZ。2.4放大反向电路两个三极管构成的放大电路组成了正弦波的反相器，放大器Q3的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号。将输入信号进行放大并输出coswct、-coswct传送到选相开关。完成DPSK的调制。72.5基带信号电路基带信号为信源发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。CP为时钟频率，AK输入信号与5管脚的输出信号BK-1相异或得到BK。82.6模拟控制开关调相电路是由数字选择器(74LS153)完成的。当2和14管脚输入都为高电平，这7脚的输出与3的输入相同。如2和14管脚都为低电平，则7的输出与6的输入相同。9三.系统仿真结果其仿真电路如下1为随机信号的产生频率为41HZ5为Ak与Bk-1异或，输出Bk9为正弦波输出，频率为250HZ10将9输出的正弦波取负数再送入88为单刀双掷开关13为加法器15为带通滤波，频率为150—300HZ17为乘法器19为低通滤波，频率设置为比1的频率略高为45HZ1.输入41HZ方波波形2.与其延迟信号异或产生的波形103.经过模拟开关后的波形4.带通选通后的波形5.经乘法器后的波形6.经低通后的波形7.解调后波形11四、心得体会两周的的课程设计顺利结束了，既漫长又让人怀念，两周的时间里，常常会被思路弄得烦不胜烦，也有想起电路时无法抑制的喜悦，有不解，但更多的是思考和收获。我拿到任务书以后的第一件事就是看教材，找到课程设计内容中的相关部分，通过认真阅读，认真思索，。最后，我终于弄清楚了我们所要设计的DPSK调制器实现的基本原理与设计思路。刚开始时用软件仿真，虽然之前老师有了简单的思路介绍，当时听完了老师的讲解，觉得通信的课程设计也并不怎么难，但真的当自己动手时感觉时相当的茫然。由于没有学过SystemView动态系统分析的软件，模块的选择，功能怎样实现，各功能模块之间怎样联系，怎样显示波形图图等问题一下交织在我大脑，顿时不知所措。后来通过查阅资料，参考老师给的讲解介绍，在理解的基础上在思考自己的方案，通过尝试修改，再尝试再修改这个漫长的过程，最终，设计出了一个自己的能够实现各功能的仿真。当然这个过程花了很多时间，但我觉得很值得，我知道了从构想到切实可行的方案之间有多少的问题需要解决，有多少困难需要取克服。回顾课程设计的点点滴滴，开始的时候我们有太多的茫然与疑惑，我们就是在发现问题与解决问题的过程中不断进步。过程诚然时刻枯燥的，辛苦的，但最终的结果让我感到欣慰。在已经度过的大三一年时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上学到的仅仅是理论，如何锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的理论知识用于实践中去呢？我想做这样类似的课程实际为我们提供了良好的实践平台。首先，这次的课程设计不仅可以提高我们对这门课的学习兴趣，同时还可以锻炼我们的饿实践操作能力，使我们对于这门课可以更好的了解。其次，培养了我们的团队合作精神，让我们可以学习如何在团队中发挥我们各自的特长。12通信电路设计是电子技术基础课程中重要的实践性环节，对培养我们理论联系实际的能力起很重要的作用，培养我们具有进行科学实验的动手能力，严谨求实的科学研究作风，提高其整体的综合素质。此次课程设计虽已结束，时间也不长，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。我也学会了许多东西，不仅仅是知识，还有对待困难的态度和如何解决麻烦的方法。不懂就问，问同学，问老师，问书本！学会了这三问，什么困难也难不住你，什么阻碍也挡不住你！总之，感谢熊卓烈老师，辛勤地指导、无私的奉献；感谢同学，热心地帮助、鼓励；感谢自己，不怕困难、虚心求索！五、参考文献《通信原理教程》樊昌信编著电子工业出版社《电子技术基础》康华光编著高等教育出版社《高频电子线路》高吉祥编著电子工业出版社《数字电路技术基础》阎石编著高等教育出版社《通信原理实验》浣喜明编著湖南工程学院《SystemView动态系统分析》罗卫兵、孙桦、张捷编著西安电子科技大学出版社13六、整机电路及其仿真电路14