搭建2DPSK調(diào)制系統(tǒng)發(fā)射電路開題報告

1、一、課題背景及其意義現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個重要方向。從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制，從二進制調(diào)制發(fā)展到多進制調(diào)制，雖然調(diào)制方式多種多樣，但都是朝著使通信系統(tǒng)更高速、更可靠的方向發(fā)展。一個系統(tǒng)的通信質(zhì)量，很大程度上依賴與所采用的調(diào)制方式。因此，對調(diào)制方式的研究，將直接決定著通信質(zhì)量的好壞。調(diào)制和解調(diào)是現(xiàn)代通信的重要手段。調(diào)制是用基帶信號對載波的某一參量進行控制，使高頻載波的參量隨基帶信號的變化而變化。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，它是從已調(diào)制的信號中恢復(fù)原信號的過程。根據(jù)被調(diào)制的是模擬還是數(shù)字信號，調(diào)制技術(shù)可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩類

2、。模擬調(diào)制應(yīng)用比較早，也比較廣泛，主要應(yīng)用與廣播、電視和衛(wèi)星通信。數(shù)字調(diào)制解調(diào)器集成電路使得通信傳輸中發(fā)送與接收設(shè)備可以更加緊湊，成本更低，減小功耗。而且可以使用復(fù)雜的算法，從而實現(xiàn)最佳接收，大大提高設(shè)備的可靠性。另一方面，數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的采用便于計算機輔助設(shè)計，實現(xiàn)電子設(shè)計自動化，使各類現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)技術(shù)融合為一體。因此，隨著數(shù)字通信和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字調(diào)制所占的比例越來越高，而且不斷有新的數(shù)字調(diào)制方式出現(xiàn)。數(shù)字調(diào)制的基本方式為幅移鍵控(ASK),頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)，其它的數(shù)字調(diào)制方式是這3種方式的擴展。其中相移鍵控包括絕對相移（BPSK）和相對相移（DPSK），本文主

3、要研究二進制差分相移鍵控（2DPSK）。二進制差分相移鍵控簡稱二相相對調(diào)相，記作2DPSK。它不是利用載波相位的絕對數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數(shù)字信息。所謂相對載波相位是指本碼元初相與前一碼元初相之差。2DPSK信號的解調(diào)有兩種方式，一種是差分相干解調(diào)，另一種是相干解調(diào)-碼變換法，后者又稱為極性比較碼變換法。與2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元的相對相位才唯一確定信息符號。這說明解調(diào)2DPSK信號時，并不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個相位關(guān)系就可正確恢復(fù)數(shù)字信息。這就避免了2

4、PSK方式中的“倒”現(xiàn)象發(fā)生。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，以使信號與信道特性相匹配。調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代通信的重要手段，研究數(shù)字通信調(diào)制解調(diào)理論，提供有效的調(diào)制方式，有著重要意義。二技術(shù)要求 1搭建2DPSK調(diào)制系統(tǒng)發(fā)射電路；2. 載頻5MHz。三系統(tǒng)總體設(shè)計 這是一個2DPSK數(shù)字調(diào)制電路，當然2DPSK離不開二進制相移鍵控2PSK。按照2PSK定義，采用絕對移相，在發(fā)送端必須以某一相位作為基準，在接收端也必須有一個固定的相位作基準，如果參考相位發(fā)生變化，導(dǎo)致恢復(fù)的數(shù)字信號1變?yōu)?，0變?yōu)?，從而造成錯碼，這種現(xiàn)象稱為2PSK方式的“倒”現(xiàn)象或“反向工

5、作” 現(xiàn)象，因此實際中一般不采用2PSK而采用差分相位鍵控（2DPSK）方式。2DPSK方式是利用前后相鄰碼元的相對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。對于2DPSK波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信號，只有前后碼元相位差才能決定數(shù)字信息符號，2DPSK也可以用相對碼經(jīng)絕對移相而形成。這說明，只有已知移相鍵控方式是絕對的還是相對的，才能正確判定原信息；相對移相信號可以看作是把數(shù)字信息序列（絕對碼）變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進行絕對移相而形成。 系統(tǒng)方框圖：相乘差分電路絕對碼 相對碼信號 載波發(fā)生器器 首先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，將絕對碼表示二進制信息變換為用相對碼表示二進制信息，

6、然后再進行絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進制差分相位鍵控信號。主要分為以下幾個部分：1載波發(fā)生器由于晶體振蕩器產(chǎn)生的正弦波穩(wěn)定，所以載波發(fā)生器使用晶振電路。該電路與電容三端振蕩電路十分相似，只是反饋信號要經(jīng)過石英晶體Jt后，才能送到發(fā)射極和基極之間。石英晶體在串聯(lián)諧振時阻抗近于零，可以認為是短路的，此時正反饋最強，滿足諧振條件。因此，這個電路的振蕩頻率和振蕩穩(wěn)定度都取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率。本晶體振蕩器諧振于5MHz的數(shù)值。2反向器如圖1所示，兩個三極管構(gòu)成的放大電路組成了正弦波的反相器，放大器T2的發(fā)射極和集電極輸出兩個頻率相等、相位相反的信號。這兩相反的信號的相位分別為0和，它們分別代表0和1用

7、來顯示數(shù)字信號，一同送入開關(guān)電路，完成2DPSK信號的調(diào)制。圖 反向器3差分編碼器 由于2DPSK信號對絕對碼an來說是相對移相信號，對相對碼bn來說則是絕對移相信號。因此，只需在2PSK調(diào)制器前加一個差分編碼器，就可產(chǎn)生2DPSK信號。數(shù)字信號an經(jīng)差分編碼器，把絕對碼轉(zhuǎn)換為相對碼bn再用直接調(diào)相法產(chǎn)生2DPSK信號。極性變換器是把單極性bn碼變成雙極性信號，且負電平對應(yīng)bn的1，正電平對應(yīng)bn的0，差分編碼器輸出的兩路相對碼（互相相反）分別控制不同的門電路實現(xiàn)相位選擇，產(chǎn)生2DPSK信號。這里差分編碼器由異或門及D觸發(fā)器組成，輸入碼元寬度是振蕩周期的整數(shù)倍。且D觸發(fā)器初始狀態(tài)為Q=0和初始

8、狀態(tài)為Q=1時，輸出分別為初態(tài)為0和1的2DPSK信號。4開關(guān)電路對于開關(guān)電路，我使用74LS153數(shù)據(jù)選擇器來完成信號的選取。用經(jīng)過碼型變換后的數(shù)字信號控制兩個載波的進入，來實現(xiàn)開關(guān)電路的自動化。四、進度安排1.2011年9月28日2011年10月10日：系統(tǒng)調(diào)研，廣泛閱讀相關(guān)的圖書和文章，為系統(tǒng)設(shè)計打 下堅實的理論基礎(chǔ)，學習并鞏固單片機編程語言，為課題的順利展開打好實踐基礎(chǔ)。2.2011年10月11日2011年10月17日：寫開題報告總體設(shè)計，并完成各個模塊的分工3.2011年10月18日2011年11月28日：硬件組裝和系統(tǒng)調(diào)試4.2011年11月29日 2011年12月21日 ：測試系統(tǒng)是否達到相應(yīng)的指標并撰寫畢業(yè)論文.2011年12月22日12月27日 ：修改畢業(yè)論文，準備答辯五、參考文獻1