multisim 仿真教程 PSK调制电路解读

t
载波
t
DPSK 向量差 DPSK 相位差
t
t
图8.9.2 两种定义的DPSK波形
3. CPSK和 DPSK信号的产生
DPSK信号应用较多，但由于它的调制规律比
较复杂，难以直接产生，目前DPSK信号的产生较
多地采用码变换加 CPSK调制而获得。 CPSK调制有直接调相法和相位选择法两种方法。 直接调相法的典型电路是采用一个环形调制器。
u CPSK
& 基带信号 2
图8.9.3 相位选择法电路
（3）相对移相信号（DPSK）的产生 相对移相信号（DPSK）是通过码变换加 CPS K调制产生，其产生原理如图8.9.4所示。 这种方法是把原基带信号经过绝对码—相对码
变换后，用相对码进行 CPS K调制，其输出便
是 DP S K信号。
基带信号
的数学表示式为
u 2cpsk
A cos(2f c t 0 ) A cos(2f c t 0 )
为“ 1”码 为“0”码
(8.9.1)
式中θ 0为载波的初相位。受控载波在0、π 两 个相位上变化例如图8.9.1所示。其中，（a）为数
字基带信号 S（t）（也称绝对码），（b）为载波，
相位选择法电路如图8.9.3所示，设振
荡器产生的载波信号为，它加到与门1，同
时该振荡信号经倒相器变为，加到与门2，
基带信号和它的倒相信号分别作为与门1及 与门2的选通信号。基带信号为1码时，与 门1选通，输出为；基带信号为 “0”码时， 与门 2选通，输出为，即可得到CPSK信号。
振荡器
1 &
≥1
CPSK调制与按原基带信号（即绝对码）进行DPSK
调制，两者波形完全相同，因此相对调相可以用
绝对码一相对码变换加上绝对调相来实现。
图8.9.6 按相对码进行CPSK调制与按绝对码进行DPSK调制的波形
8.9.2 用门电路实现的PSK 相位选择法调制电路
用门电路实现的PSK相位选择法调制电 路如图8..9.7所示。用XFG2信号发生器作
画 CPSK波形时，必须先把载波画好，然后根据
相位的规定，才能画出它的波形。
图8.9.1
2CPSK信号波形图
2．相对调相（DPSK）
相对调相（相对移相），即DPSK，
也称为差分调相，这种方式用载波相位
的相对变化来传送数字信号，即利用前
后码之间载波相位的变化表示数字基带
信号的。所谓相位变化又有向量差和相
由于接收端恢复载波常常要采用二分频电路，
它存在相位模糊，即用二分频电路恢复的载波
有时与发送载波同相，有时反相，而且还会出现 随机跳变，这样就给绝对移相信号的解调带来困
难。 而相对移相，基带信号是由相邻两码元相
位的变化来表示，它与载波相位无直接关系，即 使采用同步解调，也不存在相位模糊问题，因此 在实际设备中，相对移相得到了广泛运用。
两码元的初相位相对不变。在向量差法中，
在绝对码出现“1”码时，DPSK的载波初相 位相对前一码元的终相位改变π 。出现“0”
码时，DPSK的载波初相位相对前一码元的终
相位连续不变。如图8.9.2中所示。在画
DPSK波形时，第一个码元波形的相位可任意
假设。
由以上分析可以看出，绝对移相波形规律
比较简单，而相对移相波形规律比较复杂。绝 对移相是用已调载波的不同相位来代表基带信 号的，在解调时，必须要先恢复载波，然后把 载波与CPSK信号进行比较，才能恢复基带信号。
位差两种定义方法。向量差是指前一码
元的终相位与本码元初相位比较，是否发生相位 变化。而相位差是指前后两码元的初相位是否发
生了变化，图7.4.2给出了两种定义的DPSK的波
形。
从图8.9.2可以看出，对同一个基带信号，
按向量差和相位差画出的DPSK波形是不同的。例 如在相位差法中，在绝对码出现“1”码时， DPSK的载波初相位即前后两码元的初相位相对改 变π 。出现“0”码时，DPSK的载波相位即前后
8.9 PSK相位选择法调制电路
数字相位调制（相位键控）是用数字基带信 号控制载波的相位，使载波的相位发生跳变的一
种调制方式。二进制相位键控用同一个载波的两
种相位来代表数字信号。由于PSK系统抗噪声性
能优于ASK和FSK，而且频带利用率较高，所以，
在中、高速数字通信中被广泛采用。
8.9.1绝对调相和相对调相
为基带信号。XFG1作为振荡器信号源，产
生频率为f1的信号。与门74LS08D的 U1A和
U1B作为键控开关。输入波形与输出波形如
图8.9.8所示。
图8..9.7 用门电路实现的PSK相位选择法调制电路
图8.9.8 PSK相位选择法调制电路输入波形与输出波形
数字调相（相位键控）常分为：（1）绝 对调相，记为 CPSK；（2）相对调相，记为
DPSK。对于二进制的绝对调相记为2CPSK，相
对调相记为2DPSK。
1．绝对调相（ CPSK ）
所谓绝对调相即CPSK，是利用载波的不同相位
去直接传送数字信息的一种方式。对二进制CPSK，
若用相位π 代表“0”码，相位0代表“1”码，即规 定数字基带信号为“ 0”码时，已调信号相对于载 波的相位为π ；数字基带信号为“1”码时，已调信 号相对于载波相位为同相。按此规定，2CPS K信号
ak
绝对码-相对码变换
CPSK 调 制
DPSK 信号
图8.9.4 相对移相信号产生方框图
若假设绝对调相按“1”码同相，“0”码π 相 的规律调制；而相对调相按“1”码相位变化（移相
π ），“0”码相位不变规律调制。按此规定，绝对
码记为aK，相对码记为bK，绝对码一相对码变换电
路如图8.9.5所示，
（c）为2CPSK绝对调相波形，（d）为双极性数字
基带信号。
从图8.9.1可见， 2CPSK信号可以看成是 双极性基带信号乘以载波而产生的，即:
u2cpsk (t ) u(t ) Acos(2fct 0 )
(8.9.2)
式中为双极性基带信号，其波形如图8.9.1（d） 所示。
关于CPSK波形的特点，必须强调的是： CPSK波形相位是相对于载波电路
绝对码一相对码之间的关系为
bk a k bk 1
（8.9.3）
按图8.9.5所示的电路画出
相对码，然后再按绝对调相的规定画出调 相波，并把此调相波与按相对调相定义直 接画出的调相波比较，如图8.9.6所示。
为作图方便，这里设 TB＝TC , TB是码元宽 度，TC是载波周期。由图可见，按相对码进行