PSK 硬件系统课程设计

PSK 硬件系统课程设计
一、实验目的
1、加深理解二相相频键控（2PSK）系统的基本工作原理与电路组成,学会2PSK
2、调制与解调系统的基本设计方法。

二、设计要求
1、设计—PSK 调制器，调制载波为32KHz 正波弦；
2、输入调制器的数字信息用周期为7 的m 序列代替，其速率为2Kb/s，要求调制器输出的载波失真度＜3%。

在无干扰时，解调器能正确还原输入调制器的m 序列。

3、数据信号的周期P 有两种方式选取：
(1)P=7 的m 序列代替，码型为1110010，学生自己搭试电路产生；
(2)P=15 的m 序列代替，码型为111100010011010，学生可借住TLS-T302通信原理实验平台上产生的信号；
4、在TLS-T302 通信原理实验平台上的开发区内进行搭试电路和调试电路，实验形式有多种选取：
(1)搭调制电路，解调电路用TLS-T302 通信原理实验平台上的；
(2)搭解调电路，调制电路用TLS-T302 通信原理实验平台上的；
搭调制电路和解调电路，用TLS-T302 通信原理实验平台上的电路只作参考。

三、设计思想
数字基带信号是利用移位器和3-8译码器合成的。

32KHz的正反相的方波信号经过波形变换电路（相应中心频率的滤波器）变换成正弦波载波信号，分别作为4066 两个开关的的输入信号，基带信号以及它的取反值作为两开关的控制信号，则两个开关的输出信号的合成即为FSK 调制信号。

已调信号和一个与一路载波信号同频同相的方波信号通过4066 相干相乘再通。

经过一个包络检波器，再通过比较器可完成解调过程。

PSK调制原理
PSK信号用载波相位的变化来表征被传输信息的状态，通常规定0相位载波和π相位载波分别表示传“1”和传“0”。

设二进制单极性码为an,其对应的双极性二进制码为bn,则2PSK信号的一般时域信号可以表示为：
S2psk（t）= [ bn g(t-nTs)]cosωct 式中bn=-1（当an=0时，概率为P）bn=1（当an=1时，概率为1-P）’则时域信号可以变为: S2psk（t）= [ g(t-nTs)]cos（ωct+π），
当an=0时 S2psk（t）= [ g(t-nTs)]cos（ωct+0）
当an=1时由此可知2PSK信号是一种双边带信号，功率谱为：
P2PSK（ƒ）= ƒs=P（1-P）[|G（ƒ+ ƒs）|2+|G（ƒ- ƒs）|2] + ƒs2（1-P）2|G（0）|2[δ(ƒ+ ƒs)+ δ(ƒ- ƒs)]
2PSK信号的带宽为B2PSK=（ƒc+Rs）-（ƒc-Rs）= 2Rs
式中Rs为码元速率。

PSK解调原理
2PSK信号的解调通常采用相干解调法，其原理框图如下：
相干解调也叫同步检波，它适用于所有线性调制信号的解调。

实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。

相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。

四、实验内容
实验中的电路原理图：
五、实验结果
PSK信号的产生：
利用正弦波产生基带数字信号（双极性），再与载波信号直接相乘的方法。

x = cos(wfc_t); x(x>0)=1;
x(x<0)=-1;
利用正弦波产生双极性基带数字信号；
car=sin(2*pi*fc*t); 载波；
psk=x.*car; 载波与基带信号相乘进行载波调制；
PSK解调实现：
（1）构建带通滤波器，将已调信号通过带通滤波器得到滤波信号。

Hz=0.135*(z+1).*(z-1)./(z.^2-(p)); 利用此系统响应函数构建带通滤波器。

faskn=filter(b,a,ask); 利用filter函数得到滤波信号；
（2）将通过带通滤波器的信号与载波信号相乘。

可以用一下程序语句进行操作，从而实现乘法器的功能。

cm=faskn.*car; 解调
（3）将经过乘法器的信号通过低通滤波器进行滤波。

p=0.72; gain1=0.14;%gain=(1-p)/2
Hz1=gain1*(z+1)./(z-(p)); 利用此系统响应函数构建低通滤波
器。

so=filter(b1,a1,cm); 利用filter函数得到滤波信号；
（4）设置判决电平，设置为最佳判决电平0，将信号通过判决器得到解调输出信号。

六、实验的心得体会和意见建议
在此次课程设计中，我认为难点在于带通与低通滤波器的构建上，在构建带通滤波器的过程中因为参数的设置不正确算出的系统函数不
正确，导致调制信号通过带通滤波器，乘法器和低通滤波器之后无法得到无失真的解调信号。

解决方案：调整滤波器的参数，带通滤波器的中心频率：fc=2×10e-5;所以可以求的通带截至频率为：
f1=fc-fm=1.8×10e-5和f2=fc+fm=2.2×10e－5；由这些参数可以求的的低通滤波器的系统函数为：Hz=0.135×
(z+1)(z-1)./(z.^2+0.8547) 调整之后的解调系统能够符合要求。

另外，就是各种函数的调用的问题，因为一开始没有仔细的查阅资料，对MATLAB中的已有可直接调用的函数了解不多，致使做了许多繁重的工作，使整个设计显得复杂。