2DPSK中相干载波的提取与实现
2dpsk差分相干解调原理
2dpsk差分相干解调原理
差分相移键控（DPSK）是一种数字通信调制技术，可以通过相位变化来传输二进制数据。
差分相干解调是一种用于接收和解码DPSK信号的方法。
下面将介绍2DPSK差分相干解调的原理。
在2DPSK中，每个二进制位被映射为一个相位状态。
相位状态的变化表示二进制数据的转换。
解调接收器在接收信号时，首先需要进行载波恢复。
这可以通过接收信号中的前一个符号和当前符号的相位差来实现。
差分相干解调中存在两个关键环节：相位差量化和符号解码。
首先是相位差量化。
接收器测量前一个符号和当前符号的相位差，并将其量化为离散的值。
这一步骤通常使用相位锁环（PLL）实现，它可以追踪并锁定接收信号的相位。
接下来是符号解码。
已经量化的相位差被用于解码二进制数据。
接收器将量化的相位差与已知的差分相移键控方案进行匹配，以确定二进制位的状态。
差分相干解调的原理在于利用差分编码的特性来提高信号的抗干扰能力。
由于差分编码仅仅依赖于相位差的变化，而不会受到绝对相位的影响，因此可以减少传输中的相位偏移导致的错误解码。
总结一下，2DPSK差分相干解调是一种用于接收和解码DPSK信号的技术。
它通过相位差量化和符号解码来恢复原始的二进制数据。
相位差量化使用相位锁环来锁定接收信号的相位，而符号解码则利用量化的相位差匹配已知的差分相移键控方案来确定二进制位的状态。
这种解调方法提高了信号的抗干扰能力，使得传输更可靠和稳定。
2DPSK相干载波提取设计
绪论 (2)第一章分析课题 (3)第二章系统方案设计 (3)1.载波同步方法的简单介绍 (3)2.确定设计方案 (3)第三章systemview的仿真 (6)1.systemview仿真图的绘制 (6)2.systemview仿真结果 (7)第四章单元电路设计 (9)1.DPSK信号产生电路 (9)2.平方模块 (10)3.鉴相模块 (10)4.环路滤波模块 (11)5.压控振荡器模块 (11)6.分频模块 (12)7.总电路模块连接图 (13)第五章课设心得 (14)第六章参考文献 (14)在讨论信号的接收或解调时，常常离不开同步的问题，特别是涉及数字信号时更是如此。
在一个数字系统中包含多种同步问题。
例如，2DPSK信号在相干解调时，接收端需要产生一个和接收信号同频、同相的本地载波，用以和接收的PSK信号相乘。
因此，这个本地载波的频率和相位信息必须来自接收信号，或者说需要从接收信号中提取载波同步信息。
本地载波和接收信号载波的同步问题称为载波同步。
第一章分析课题课题任务要求设计实现2DPSK相干载波提取，载波频率为384KHZ。
具体要求：设计2DPSK相干载波提取具体方案；运用systemview软件完成系统仿真；画出各个单元电路的电路图；完成总电路图的绘制；编写实验设计报告。
第二章系统方案设计1.载波同步方法的简单介绍2DPSK相干载波的提取即载波同步的方法可以分为两大类。
第一类是在发送端的发送信号中插入一个专门的导频用于载波同步。
导频是一个或几个特定频率的未经调制的正弦波。
在接收端提取出导频，利用此导频的频率和相位来决定本地产生的载波频率和相位，这种方法称为导频法。
第二类是在接收端设法从有用信号中直接提取载波，而不需传送专门的导频。
插入导频法主要用于接收信号频谱中没有离散载频分量，且在载频附近频谱幅度很小的情况。
对于没有载波分量的信号，例如2DPSK信号，可以用非线性变换的方法得到载波分量。
2DPSK键控调制相干解调
1、实验目的：（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。
（4）了解2DPSK 系统解调的电路组成、工作原理和特点； （5）掌握2DPSK 系统解调过程信号波形的特点； （6）熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容：一、用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制，以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝28kbit/s 。
（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
二、用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的解调，以2DPSK 作为系统输入信号，码速率Rb ＝28kbit/s 。
（1）采用差分相干解调法实现2DPSK 的解调，分别观察系统各点波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理：2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。
假设前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ，可定义一种数字信息与∆ϕ之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为0,01φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ二进制数字信息：信号相位：或2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。
图1 2DPSK 信号调制过程波形可以看出，2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。
2DPSK 信号调制器原理图如图2所示。
2DPSK的调制和解调(键控调制 相干解调)解析
用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制1、实验目的：（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容：以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝10kbit/s 。
（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理：2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。
假设前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ，可定义一种数字信息与∆ϕ之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。
0,01φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ二进制数字信息：信号相位：或0,10φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”图1 2DPSK 信号调制过程波形可以看出，2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。
2DPSK 信号调制器原理图如图2所示。
图2 2DPSK 信号调制器原理图其中码变换即差分编码器如图3所示。
在差分编码器中：{a n }为二进制绝对码序列，{dn }为差分编码序列。
D 触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节一般可不采用D 触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。
绝对码相对码载波DPSK 信号101100101 0 0 1 0 1 1 0 2开关电路图3差分编码器4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：键控法：采用键控法进行调制的组成如图4所示。
实验指导书 第5节 2DPSK调制与相干解调
2DPSK调制与相干解调一、实验目的1、了解2DPSK的调制原理；2、掌握绝对码、相对码相互变换方法；二、实验内容1、用示波器观察2DPSK调制器信号波形与绝对码比较是否符合调制规律；2、用示波器观察2DPSK信号频谱；3、用示波器观察2DPSK信号解调器信号波形；4、观察相位含糊所产生的后果；三、预习要求：1、复习教材有关2DPSK的调制与解调的理论。
2、复习绝/相、相/绝变换的原理。
四、实验原理1、2DPSK调制二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记作2DPSK。
它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。
所谓相对载波相位是指本码元初相与前一码元初相之差。
假设相对载波相位值用相位偏移表示，并规定数字信息序列与之间的关系为则按照该规定可画出2DPSK信号的波形如图1所示。
由于初始参考相位有两种可能，因此2DPSK信号的波形可以有两种（另一种相位完全相反，图中未画出）。
为便于比较，图中还给出了2PSK信号的波形。
由图1可以看出：（1）与2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才能唯一确定信息符号。
这说明解调2DPSK信号时，并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系就可正确恢复数字信息。
这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。
由于相对移相调制无“反问工作”问题，因此得到广泛的应用。
（2）单从波形上看，2DPSK与2PSK是无法分辩的，比如图1中2DPSK也可以是另一符号序列（见图中下部的序列，称为相对码，而将原符号序列称为绝对码）经绝对移相而形成的。
这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看作是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。
这就为2DPSK信号的调制与解调指出了一种借助绝对移相途径实现的方法。
二相BPSK(DPSK)调制实验
实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验实验内容1.二相BPSK调制实验2.二相DPSK调制实验一. 实验目的1.掌握二相BPSK（DPSK）调制的工作原理及电路组成。
2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对移相与相对移相的转换方法。
二. 实验电路工作原理在本实验中，绝对移相键控（PSK）是采用直接调相法来实现的，也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。
图9-1是二相PSK（DPSK）调制器电路框图。
图9-2是它的电原理图。
数字相位调制又称为移相键控。
它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。
通常又可把它分成绝对相移与相对相移两种方式。
绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。
那么，怎样才能让载波不同相位的绝对值来传递信息呢？如果让所传输的数字基带信号控制载波相位的改变，而载波的幅度和相位都不变，那么就得到载波相位发生变化的已调信号。
这种调制方式称为数字相位调制。
即移相键控PSK调制。
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。
因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
当传送的消息为一随机序列时，例如话音信号经过编码后的数字信号或其它数据信号，则传送的调相信号也相应的为一随机振荡序列，其相位与传送消息相对应，如图9-3所示。
下面对图9-2中的电路作一分析。
变输出信号的幅度。
由BG301等元件组成的是射随器电路，它起隔离作用。
2.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器，如图9-2所示，电路由U304等组成，来自1.024MHz载波信号输入到U304的反相输入端2脚，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。
为了使0相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器W302。
3.信码反相器、模实验九 二相BPSK(DPSK)调制实验拟开关2：U302：B的输入端（11脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关1的控制输入端（13脚），它反极性加到模拟开关2的控制输入端（12脚）。
dpsk相干载波提取
等级:课程设计课程名称通信原理教程课题名称2dpsk相干载波提取专业电子信息工程班级学号姓名指导老师刘正青2015年12月21日电气信息学院课程设计任务书课题名称2dpsk相干载波提取姓名专业电子信息工程班级学号指导老师刘正青课程设计时间 2 周一、任务及要求任务：设计并实现从2DPSK中提取相干载波。
要求：1、给出整体设计框图；2、绘制各单元电路电路图；3、完成系统SYSTEMVIEW仿真；4、绘制总电路原理图；5、写出设计报告二、进度安排第一周：星期一：安排任务、讲课；星期二～星期五：查资料、设计；第二周：星期一～星期二：设计调试；星期三～星期四：写总结报告星期五：答辩三、说明书格式课程设计报告书封面；任务书；说明书目录；设计总体思路及方案确定；单元电路设计；总电路设计；仿真结果与仿真结论；附录(总电路原理图)；参考文献。
四、参考资料1、《通信原理教程》樊昌信主编电子工业出版社2、《高频电子线路》高吉祥主编电子工业出版社3、《数字电子技术基础》阎石主编高等教育出版社4、《通信电子线路实验指导书》刘正清主编湖南工程学院出版社目录课程设计任务书序言1 课程设计的任务要求 12 设计总体思路及方案确定 13 单元电路（子模块，字程序）分析 23.1 2dpsk调制的设计 23.2 平方模块 33.3 鉴相模块 43.4 滤波器模块 43.5压控振荡器模块 53.6 分频器模块 54 系统（systemview）仿真 65 总结 96 附录 107 参考文献 108 评分表 11序言2dpsk在进行相干解调时，接收端需要产生一个和接收信号同频、同相的本地载波，用来和接收的2dpsk信号相乘。
这个本地载波的频率和相位信息必须来自接收信号，或者说需要从接收信号中提取载波同步信息。
本地载波和接收信号载波的同步问题称为载波同步。
1 课程设计的任务要求我们的任务要求是——设计并实现从2DPSK中提取相干载波。
2dpsk差分相干解调
2dpsk差分相干解调差分相干解调是一种能够有效解调2DPSK（二进制差分相移键控）调制信号的方法。
在差分相干解调中，接收机使用相位锁定环（PLL）来解调接收到的信号，并通过检测信号的相位差来恢复原始的二进制数据。
在差分相干解调中，接收机首先需要获取到发送信号的参考相位（reference phase）。
一种常用的方法是利用差分解调器将接收到的信号分别与自身的延迟版本进行乘法运算，然后再进行滤波处理。
这样可以得到包含原始信号的参考相位信号。
接下来，接收机使用相位锁定环（PLL）来跟踪参考相位信号和接收到的信号之间的相位差。
PLL是一种负反馈系统，通过不断调整自身的相位，在尽可能多的采样点上保持相位差为零。
这样，接收机可以实现对接收到的信号进行解调，恢复原始的二进制数据。
差分相干解调的关键之处在于差分调制的性质。
2DPSK调制中，每个码元的相位差仅取决于前一个码元的相位。
因此，在解调过程中，接收机只需要比较相邻两个码元的相位差即可恢复原始数据。
这种差分解调的方法相对于非差分解调方法来说，对相位误差和多径干扰更加鲁棒。
差分相干解调在实际通信系统中有着广泛的应用。
首先，它具有较高的解调性能，能够在低信噪比环境下提供较高的误码率性能。
其次，由于差分调制只涉及到相邻两个码元之间的相位差，因此对相位误差和频率偏移具有较强的抵抗能力，可以有效抑制由于频率漂移和多径干扰引起的性能损失。
总结而言，差分相干解调是一种能够有效解调2DPSK调制信号的方法。
它通过使用相位锁定环来跟踪参考相位信号和接收到的信号之间的相位差，从而恢复原始的二进制数据。
它具有较高的解调性能和抗干扰能力，被广泛应用于实际通信系统中。
2dpsk差分相干解调误码率
在通信领域，2DPSK（Differential Phase Shift Keying）差分相干解调是一种常见的调制方式，用于数字通信中的数据传输。
在这篇文章中，我们将深入探讨2DPSK差分相干解调的原理、应用和误码率等相关内容，以便更好地理解这一主题。
1. 2DPSK差分相干解调的原理及特点2DPSK差分相干解调是一种相干解调方式，它主要通过相邻符号间的相位变化来表示传输的信息，而非直接表示每个符号的绝对相位。
相比于其他调制方式，2DPSK差分相干解调具有简单、抗多径衰落、抗相位偏移等特点，因此在许多低复杂度、高性能的通信系统中得到了广泛的应用。
2. 2DPSK差分相干解调的应用及实际场景2DPSK差分相干解调广泛应用于数字通信系统中，特别是在一些复杂环境下的通信场景中。
在移动通信系统、卫星通信系统、无线传感器网络等领域，2DPSK差分相干解调都有着重要的作用。
它能够有效地提高信号的抗噪声和抗干扰能力，从而保证了通信系统的稳定性和可靠性。
3. 误码率在2DPSK差分相干解调中的影响及优化方法误码率是衡量数字通信系统性能的重要指标之一，而在2DPSK差分相干解调中，误码率的高低直接影响着系统的性能和可靠性。
我们需要深入了解误码率在2DPSK差分相干解调中的影响因素，并通过合理的优化方法来降低误码率，提高系统性能。
4. 个人观点及总结通过对2DPSK差分相干解调的深入探讨，我认为在数字通信领域，这种调制方式具有着重要的意义和应用前景。
它不仅能够简化系统设计、提高通信效率，还能够适应复杂环境下的通信需求。
在未来的通信技术发展中，2DPSK差分相干解调将继续发挥着重要作用，并不断优化和完善。
在本文中，我们对2DPSK差分相干解调进行了深入的探讨，从原理、应用到误码率的影响，都进行了全面的评估和分析。
希望通过本文的阅读，读者能够更全面地了解2DPSK差分相干解调，并对其在通信系统中的重要性有更深入的理解。
2PSK平方环法载波提取
2PSK平方环法载波提取简介2PSK平方环法载波提取是一种用于解调调制方式为2PSK （二进制相移键控）的信号的载波提取方法。
在2PSK调制中，数字信号通过两个相位值进行传输，即0°和180°。
平方环法载波提取通过对接收到的信号进行平方运算，然后利用环路滤波器提取出信号的载波部分。
本文将介绍2PSK平方环法载波提取的原理及其在数字通信领域的应用。
原理2PSK平方环法载波提取的原理基于信号的幅值与频谱特性。
二进制相移键控（2PSK）信号可以用如下表达式表示：$$s(t) = A \\cdot \\cos(2\\pi f_c t + \\phi)$$其中，A为信号的幅值，A A为信号的载波频率，$\\phi$为信号的初始相位。
在2PSK调制中，$\\phi$的取值只有0°和180°，通过改变$\\phi$的值来传递数字信息。
当接收到经过信道传输后的2PSK信号时，其表达式可以表示为：$$r(t) = A \\cdot \\cos(2\\pi f_c t + \\phi + \\theta)$$其中，$\\theta$为噪声引起的相位偏移。
为了提取信号中的载波频率并减小噪声的影响，可以将接收到的信号进行平方运算：$$r^2(t) = A^2 \\cdot \\cos^2(2\\pi f_c t + \\phi +\\theta)$$对上式进行展开并应用三角恒等式可以得到：$$r^2(t) = \\frac{A^2}{2}(1 + \\cos(4\\pi f_c t + 2\\phi + 2\\theta))$$通过对A2(A)进行滤波可以得到：$$y(t) = \\frac{A^2}{2} \\cos(4\\pi f_c t + 2\\phi +2\\theta)$$从上式中可以看出，A(A)的频率成分是信号的载波频率的两倍，因此可以通过对A(A)进行环路滤波来提取信号的载波频率。
基于平方环的2PSK相干波提取课程论文
《锁相技术》课程结业论文题目：2PSK信号的相干载波提取（基于平方环）院系名称：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程10级5班学生姓名：学号：授课教师：朱春华2013年7 月 1 日摘要锁相环在通信、雷达、测量和自动化控制等领域应用极为广泛，已经成为各种电子设备中必不可少的基本部件。
随着电子技术向数字化方向发展，需要采用数字方式实现信号的锁相处理。
因此，对全数字锁相环的研究和应用得到了越来越多的关注。
2PSK信号的抗噪声性能优于2FSK和2ASK信号，而且其带宽小于2FSK信号的带宽，因此被广泛应用于数字通信中。
由于2PSK信号只能采用相干解调方法，本课题采用同相正交环。
关键词2PSK 载波提取同相正交环I目次1 引言（或绪论） (4)1.1 课题目的及其意义 (4)1.1.1 课题目的 (4)1.1.2 课题意义 (4)1.2 课题研究内容 (4)2 2PSK信号 (4)2.1 2PSK信号特点 (4)3 锁相环 (6)3.1 锁相环的组成 (6)3.2 锁相环的工作原理 (6)3.3 锁相环的优点 (7)4 平方环 (8)4.1 平方环的组成 (8)4.2 平方环的原理 (8)5.2 仿真结果图 (9)5 软件仿真 (9)5.1 电路截图 (9)1 引言（或绪论）1.1 课题目的及其意义1.1.1 课题目的设计基于同相正交环的2psk信号的相干载波提取，利用system view仿真软件进行模块设计和结果仿真分析。
加深对锁相环的理解，以及system view软件的应用1.1.2 课题意义2PSK信号的抗噪声性能优于2FSK和2ASK信号，而且其带宽小于2FSK信号的带宽，因此被广泛应用于数字通信中。
由于2PSK信号只能采用相干解调方法，本课题采用同相正交环。
1.2 课题研究内容该课题主要研究2PSK相干解调工作原理，数学模型，设计方法，最优参数的设计和仿真的实现。
2 2PSK信号2.1 2PSK信号特点相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。
二相(PSK,DPSK)解调器
二相（PSK，DPSK）解调器（含载波提取与位定时恢复）系统实验一、实验目的1、掌握二相（PSK、DPSK）解调器的工作原理与系统电路组成。
2、熟悉二相相对移相与绝对移相的转换方法。
3、掌握载波锁相环技术指标（同步带、捕捉带）的测试方法。
4、掌握二相（PSK、DPSK）系统的主要性能指标的测试方法。
5、了解以二相（PSK、DPSK）解调的基带数字信号中提取位同步的方法。
二、实验仪器材（一）实验用仪器仪表1、+5V、+12V、-12V三路直流稳压电源一台2、示波器一台3、信号源一台4、频率计一台5、三用表一块（二）实验所用集成电路芯片简介1、74LS123双可再触发单稳态多谐振荡器外引线排列表2、74LS124双压控振荡器外引线排列表三、 实验电路工作原理二相PSK （DPSK ）解调器的总电路方框图如图9-1所示。
二相PSK （DPSK ）的载波为1.024MHz ，码元速率有32kbit/s 、16kbit/s 可选择。
图9-1 解调器总方框图从图9-1可见，该解调器由三部分组成：载波提取电路、位定时恢复电路与信码再生整形电路。
载波恢复和位定时提取，是数学载波传输系统必不可少的重要组成部分。
载波恢复的具体实现方案是和发送端的调制方式有关，以相位键控为例，有：N 次方环、科斯塔斯环(Constas 环)、逆调制环和判决反馈环等。
近几年来由于数字电路技术和集成电路的迅速发展，又出现了基带数字处理载波跟踪环，并且已在实际应用领域得到了广泛的使用。
但是，为了加强学生基础知识的学习及对基本理论的理解，我们从实际出发，选择有代表性的基本实验作为训练目的，下面对实验电路的基本原理作一分析。
（一）同相正交环锁相环解调电路二相PSK 输入图9-2 同相正交环提取载波电原理方框图数字调相信号的解调有多种方法，如相干解调法（极性比较法）、相位比较法、锁相环法。
本实验采用的是同相正交环锁相环提取载波电路。
图9-3 同相正交环提取载波电原理图图9-2是同相正交环提取载波电原理方框图。
2psk平方环法载波提取
2PSK 平方环法载波提取+原理图+PCB一．课题目的（1）了解2PSK （平方环法载波提取）通信系统的工作原理和信息传输方案，掌握系统的设计方法与参数选择原则。
（2）熟悉SYSTEMVIEW 的使用，完成2PSK 通信系统和平方环提取载波的仿真。
（3）根据需要选择相关芯片，完成原理图和PCB 图的设计。
二．原理介绍1.2PSK 信号的调制和解调2PSK 中以载波的不同相位去直接表示相应的数字信息，载波的振幅和频率都是不变的。
载波相位随基带脉冲的变化而取相应的离散值，通常用相位0°和180°来分别表示1或-1。
这种PSK 波形在抗噪声性能方面比ASK 和FSK 都好，而且频带利用率也高，所以在中高速数传中得到广泛的应用。
（1）时域表达式：)cos(2ϕωn c PSK t A e +=发送0时，ϕn 是0°；发送1时，ϕn 是180°。
（2）2PSK 的调制：图1 2PSK 调制器原理框图 cos ω c t 0°开关电路e 2PSK (t)π180°相移s(t)(b)（3）2PSK 信号：图2 2PSK 信号示意图（4）2PSK 的相干解调：PSK 信号恒包络，是利用相位传递信息的，所以在接收端必须采用相干解调，此次设计要求用平方环提取相干载波。
2PSK 信号经过带通滤波器得到有用信号，经相乘器与本地载波相乘再经过低通滤波器得到低频信号，再经抽样判决得到基带信号。
图3 2PSK 相干解调原理框图图中各点信号波形如下：图4 解调过程波形图 BPF e 2PSK(t)a 相乘器c LPF d be 抽样判决器输出cos c t 定时脉冲（5）倒π现象：在2PSK中，由于发端以某一个相位作为基准的，因而在接收端也必须有这样一个固定基准相位作参考。
如果提取的相干载波相位发生180°变化，则恢复的数字信号正好相反，0变为1,1变为0。
2DPSK调制系统的实现
2DPSK调制系统的实现2DPSK调制系统是一种用于数字通信的调制技术，用于将数字数据编码为相位连续的信号，并通过传输介质传输到接收端再进行解调恢复原始数据。
接下来，我将详细介绍2DPSK调制系统的基本原理、实现步骤和性能评估方法。
一、2DPSK调制的基本原理：在2DPSK调制中，数字数据被编码为相位连续的信号，即相邻位之间的相位差为180度。
这意味着只有两个不同的相位，分别对应于数字值0和数字值1、通过解调器解调时，可以通过判断两个相位之间的相位差来恢复原始数据。
二、2DPSK调制系统的实现步骤：1.数据编码：将待传输的数字数据进行编码，每个数字位映射为一个相位，例如0映射为0度相位，1映射为180度相位。
2.载波生成：使用一个固定频率和振幅的正弦波作为载波信号。
在2DPSK调制中，相位是唯一需要改变的调制参数。
3.相位调制：将数据编码为的相位信息与载波信号相乘，得到经过相位调制后的信号。
4.信号传输：将调制后的信号通过传输介质传输到接收端。
5.相位解调：在接收端，使用一个相位解调器对接收到的信号进行相位解调，恢复原始数据。
6.数据解码：将解调得到的相位信息转换回原始数字数据。
三、2DPSK调制系统性能评估方法：1.误码率性能：计算在信道内传输的误码率，通过比较解调数据和原始数据之间的差异来评估系统的性能。
2.频谱效率：计算传输的比特数与所使用的带宽之间的比值，评估系统在给定频带宽度下的传输效率。
3.相位连续性：衡量相邻位之间的相位变化是否平滑连续，连续性较好的系统可以减少误码率，提高系统性能。
4.噪声容忍度：评估系统对噪声的抗干扰性能，在高噪声环境下，系统是否能够正确解调并恢复数据。
综上所述，2DPSK调制系统通过将数字数据编码为相位连续的信号，实现了数字数据的传输。
其基本原理包括数据编码、载波生成、相位调制、信号传输、相位解调和数据解码。
系统性能评估方法包括误码率性能、频谱效率、相位连续性和噪声容忍度等指标。
2DPSK键控调制相干解调
1、实验目的：（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。
（4）了解2DPSK 系统解调的电路组成、工作原理和特点； （5）掌握2DPSK 系统解调过程信号波形的特点； （6）熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容：一、用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制，以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝28kbit/s 。
（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
二、用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的解调，以2DPSK 作为系统输入信号，码速率Rb ＝28kbit/s 。
（1）采用差分相干解调法实现2DPSK 的解调，分别观察系统各点波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理：2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。
假设前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ，可定义一种数字信息与∆ϕ之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为0,01φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ二进制数字信息：信号相位：或2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。
图1 2DPSK 信号调制过程波形可以看出，2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。
2DPSK 信号调制器原理图如图2所示。
04实验四 2DPSK实验(相位选择法)
实验四 2DPSK 实验（相位选择法）一、实验目的1、 学习2DPSK中频调制器原理。
2、 了解二相差分编译码原理和作用。
3、 相位选择法2DPSK中频调制器硬件实现方法。
4、 数字中频调制方式与的频带利用率。
二、实验仪器1、 计算机 一台2、 通信基础实验箱 一台3、 100MHz 示波器 一台三、实验原理数字通信最简单的调制器是2DPSK 调制器，也称二相相移键控，这种调制器把数字信息“1”和“0”分别用载波的相位0和π这两个离散值来表示。
其表达式为：)](cos[)(t t A t S c θω+=式中取值0或π是由数字信息比特取“1”或“0”决定。
在实际应用中，2PSK 调制器分为绝对调相和相对调相两种。
1、 绝对调相（BPSK ）利用载波相位的绝对数值来传送数字信息叫做绝对相移键控，也称BPSK 调制。
例如输入一串二进制数字序列 ，其值是“1”或“0”随机变化，经过BPSK 调相后，其相角按如下式变化：⎪⎩⎪⎨⎧===0,1,0)(kkbb t πθ2、 相对调相（DPSK ）为了克服BPSK 移相键控中的相位模糊问题，实际应用中常采用相对调相，或叫做差分移相键控，记作DPSK 。
它的调制规律与BPSK 的区别在于：以每个数字比特的载波相位为基准来取值。
也就是说，它利用了前后两个相邻比特的载波相位差来传送数字信息。
相位选择法2DPSK调制器框图如图4-1所示。
{d k }{b k }S (t)图4-1 相位选择法2DPSK 调制器原理框图DPSK 与BPSK 相比较，在具体电路实现时仅在BPSK 调制器增加一个差分编码器就构成了DPSK 调制器。
差分编码器的作用是把绝对二进制序列{b k}变换成相对二进制序列{d k},即：或1−⊕=k k k d b d相应的二相差分编译码器电路4-2（a ）、（b ）所示：{d（a ） （b ）图4-2 二相差分编译码器电路四、实验内容及步骤1、在MAXPLUSⅡ设计平台下进行电路设计1.1 2DPSK 电路设计电路原理图如图4-3所示。
2PSK平方环法载波提取
2PSK平方环法载波提取2PSK平方环法载波提取是通信系统中一种重要的技术手段。
它在解调过程中能够有效提取出被调制信号中的载波信息，为通信系统的性能提供关键支持。
本文将介绍2PSK平方环法载波提取的背景、重要性以及在通信系统中的应用和使用原因。
这一段将解释2PSK平方环法载波提取的工作原理。
我们首先来讨论相位调制和解调的基本概念，然后介绍平方环法提取的过程，并提到相关的公式和算法。
相位调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中，载波的相位被调制以表示数字信息。
相位解调则是将调制信号中的相位变化转换回数字信息的过程。
2PSK平方环法载波提取是一种相位解调的方法。
它基于平方环路，使用平方环路实现载波的提取。
平方环法提取的过程如下：接收到经过2PSK调制的信号。
将接收到的信号与参考信号进行相乘。
将相乘的结果输入到一个平方环路中。
平方环路使用反馈循环，不断调整以匹配相位差，并最终提取出基带信号。
在2PSK平方环法载波提取中，常用的公式和算法包括：相位调制公式：s(t) = A \cos(2\pi f_c t + \theta)$其中，$A$为振幅，$f_c$为载波频率，$\theta$为相位角。
s(t) = A \cos(2\pi f_c t + \theta)$其中，$A$为振幅，$f_c$为载波频率，$\theta$为相位角。
平方环路算法：平方环路算法：输入信号：$r(t)$参考信号：$c(t) = A \cos(2\pi f_c t + \theta)$乘法器输出：$r(t) \cdot c(t)$平方环路输出：$e(t) = K \cdot [r(t) \cdot c(t)]^2$反馈调整：根据平方环路输出进行相位调整，以匹配相位差。
以上是2PSK平方环法载波提取的基本原理和过程。
这种相位解调方法在许多通信系统中广泛应用，具有简单有效的特点。
2PSK平方环法载波提取是一种在数字通信、无线通信等领域中常用的技术。
2dpsk调制原理
2dpsk调制原理2DPSK（Differential Phase Shift Keying），即差分相移键控调制，是一种数字调制方式，它采用相位的变化来表示数字信号的不同状态。
2DPSK调制原理主要是通过改变相位来传输数字信号。
相位是指信号相对于参考信号（频率为载波频率）的相对位置。
在2DPSK中，每个数字比特被映射为一个特定的相位，从而实现传输。
与其他调制方式相比，2DPSK具有较高的抗噪声性能和频谱利用率。
在2DPSK中，常用正弦信号作为载波信号。
每个正弦波的相位取决于前一个时刻的相位和当前传输的二进制比特。
两个连续的相位之间的差异表示二进制数据。
首先，将数字信号进行比特串到符号的映射。
每个比特串由n比特组成，其中n 表示一个符号所含有的比特数。
例如，如果n=2，那么每个符号包含两个比特。
接下来，为每个符号指定一个特定的相位。
一种常用的映射方法是差分BPSK （Binary Phase Shift Keying）。
在该方法中，每个信号相对于前一个符号的相位改变来表示数据。
如果当前比特为0，则相位不改变；如果当前比特为1，则相位相较于前一个符号相位改变180度。
然后，通过调制将数字信号映射到功率为1的载波信号上。
调制的方法是将每个符号映射到不同相位的正弦波上。
正弦波的频率由载波频率确定。
例如，若载波频率为f，那么每个比特串被调制为幅度为1的正弦波的相位。
最后，将调制后的信号传输到信道中进行传输。
在接收端，通过接收器将信号从信道中接收出来。
在接收端，需要进行解调来恢复原始的二进制数据。
解调的过程是将接收到的信号与一个相位参考信号进行比较。
通过比较两个信号之间的相位差异，即可得到原始的二进制数据。
根据差分BPSK的原理，如果两个信号的相位差为0，则表示当前数据为0；如果相位差为180度，则表示当前数据为1。
需要注意的是，2DPSK调制过程中存在相位偏移问题。
由于信道的不稳定性和其他干扰因素，接收到的信号可能会发生相位偏移。
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第一章 设计思路及方案在2DPSK 相干解调时，接收端需要产生一个和接收信号同频同相的本地载波，用以和接受的2DPSK 信号相乘，再经过一系列的处理还原AK 码。
该课程设计的目的就是要求从2DPSK 信号中提取载波。
载波同步的方法有两大类：一是在发送端的发送信号中插入一个专门导频正弦波，接收端提取出导频，利用此导频的频率和相位来决定本地载波的频率和相位，这类方法称为插入导频法；二是在接收端直接从发送信号中直接提取出载波，而不需要插入专门的导频，这类方法称为直接提取法。
直接法又有平方环法和科斯塔斯环法两种常见的方法。
用平方环法提取载波时，一种简单的原理方框图如图1-1所示。
本设计用锁相环PLL 代替窄带滤波器，由图1-2所示。
由于锁相环的输出信号具有良好的稳定、跟踪、窄带滤波和记忆性能。
在现代数字通信系统中得到广泛使用。
基本锁相环由鉴相器（PD ）、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VCO)组成。
设接收信号为：t cos t m t S 0ω）（）（= 式中m （t ）为调制信号，它无直流分量。
这样在S （t ）中没有载频分量。
将此信号平方后，得到：2022t m 21t 2cos t m 21t ）（）（）（+=ωS 其中包含二倍的载频f0用窄带滤波器将此分量滤出，并经过二分频，就得出载频f0。
此信号中只包含有直流分量和2ω0频率成分，理论上对此信号再行隔直流和二分频处理就得到相干载波。
锁相环似乎是多余的，当然并非如此。
实际工程中考虑到下列问题必须用锁相环：平方电路不理想，其输出信号幅度随数字基带信号变化，不是一个标准的二分频正弦信号。
即平方电路输出信号频谱中还有其它频率分量。
必须滤除；接收机收到的2DPSK信号中含有噪声，因而平方电路输出信号中也含有噪声，必须用一个窄带滤波器滤除噪声；锁相环对输入电压信号和噪声相当于一个带通滤波器，我们可以选择适当的环路参数使带通滤波器带宽足够小；图1-1简单平方环原理方框图图1-2 平方环法提取载频原理方框图在现代数字接受机中，锁相环的具体电路可能大大有别于上图中的电路，但是其性能是等效的。
起到鉴相器作用的相乘电路可以用一组匹配滤波器代替，其中每个匹配滤波器的匹配特性具有稍微不同的相位偏置，其输出送给一个加权函数，使加权函数给出相位误差的估值。
看起来这样做很复杂，但是用数字信号处理技术则很容易实现。
又如，压控振荡器也可以用一个只读存储器实现，只读存储器的指针受一个时钟和误差估值器的输出联合控制。
反馈路径也可能不是连续的，可以每帧只进行一次相位矫正，或每组一次，视信号结构而定。
此外，在信息流中还可以加入一个特殊的已知符号序列作为“头”，以辅助估值过程。
它的工作过程如下：相位比较器把输入信号作为标准，将它的频率和相位与从VCO输出端送来的信号进行比较。
如果在他的工作范围内检测出任何相位差，就产生一个误差信号,这个误差信号正比于输入信号和VCO输出信号之间的相位差，通常是以交流分量调制的直流电平。
环路滤波器的作用是滤除误差电压Ue（t）中的高频分量及噪声，以保证环路所要求的性能，增加系统稳定性。
环路滤波器还产生Uc（t）去控制VCO,使VCO振荡频率向减小相位误差的方向改变，直至两者的频率相同，保持一个较小的剩余相差为止。
所以锁相就是压控振荡器VCO被一个基准电压信号控制，使得VCO输出信号的相位和基准信号的相位保持某种特定关系，达到相位同步或相位锁定的目的。
如果VCO的输出频率低于输入基准信号的频率，相位比较器的输出振幅为正，经滤波后去控制VCO，使其频率增加，直到两个信号的频率和相位精确同步。
相反，若VCO输出的频率高于输入基准信号，下面较详细地介绍它的捕捉过程和跟踪。
设VCO在没有输入信号控制时的固有振荡频率为ωο，加入输入信号后若输入信号频率ωi与ωi很接近，则相位比较器将输出这两个频率信号的差值，因其频率很低，它将顺利通过低通滤波器，然后加载到VCO输入端去作控制电压，VCO受此差拍调频，其中心频率仍为ωο。
调频信号又立即返回相位比较器中，在它的输出信号已具有一个直流分量，经过低通滤波器的积分作用取出来，再加到VCO输入端，从而使VCO得中心频率发生偏移。
这个偏移方向恰好是朝着输入信号频率ωi的方向移动，是相位比较器输出的差拍信号频率变得越来越低，相位差的直流分量也会越来越大。
这个逐渐变大的直流分量经低通滤波器后去控制VCO，以更快的速度使VCO得振荡频率趋向于ωi。
上述过程以极快的速度反复循环进行，直至从量变发生质变：VCO的振荡频率由原来的ωο变为ωi，环路在这个频率上稳定下来这时相位比较器的输出也由差拍波变为直流电压，环路进入锁定状态。
这种锁定状态是环路通过频率的逐步牵引而进入的，这个过程叫做捕捉过程。
若ωο与ωi的频差太大环路通过滤波的逐步牵引也可能始终进不了锁定状态，就称处于失锁状态。
这是因为ωi与ωο相差很大时，相位比较器输出的差拍电压的频率很高，它将被低通滤波器除掉，滤波器的输出电压基本上为0或保持不变，因此VCO的输出频率也保持ωο不变，这种将一直持续下去。
对于已锁定的环路，若输入信号的频率或相位稍有变化，立刻会在两个输入信号的相位差上反映出来，鉴相器的输出也会随着改变并驱动VCO的频率和相位以同样的规律跟着变化。
环路的这种状态称为跟踪状态。
因此可以说锁相环是一个相位自动控制系统，其锁定状态的取得是靠相位差的作用，锁定状态的维持也仍然依靠相位差的作用。
环路的自然谢振频率ω及阻尼系数ξ是两个重要的参数。
ω越小，环路的低通特性截止频率越小；等效带通滤波器的带宽越窄；ξ越大，环路稳定性越好。
第二章 单元电路设计2.1 平方模块平方模块就是将信源单元输入的2DPSK 信号进行放大，其电路如图2-1所示。
它主要是由模拟乘法器MC1496、三极管3DG6及多个电阻和电容构成。
2DPSK 信号从模拟乘法器1、4引脚和8、10引脚输入，从6脚输出平方信号，三极管3DG6射极输出起到缓冲作用。
设调制信号为m （t ），m （t ）中无直流分量，则抑制载波的双边带信号为t t m t s c ωcos )()(=接收端将该信号进行平方变换，即经过一个平方律部件后就得到：t t m t m t t m t e c c ωω2cos )(212)(cos )()(2222+==e （t ）经电容隔直滤波后只留下二倍的载波频率分量，即MU 信号。
图2-1平方模块电路图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
其引脚功能如下：引脚8 与10 接输入电压Ux，1 与4 接另一输入电压Uy，输出电压U0 从引脚6 与12输出。
引脚2 与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy 的线性动态范围。
引脚14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5 外接电阻R5。
用来调节偏置电流I5 及镜像电流I0 的值。
MC1496在自动控制、通信系统、信号处理等领域得到了广泛的应用。
具体应用有：平方运算和倍频、除法运算、平方根运算、均方根运算、压控增益、低电平调幅、同步检波、混频、相位鉴频等应用。
本次课程设计它用于平方运算和鉴相。
本模块该芯片主要实现对2DPSK信号进行平方运算。
2.2 模拟锁相环模块模拟锁相环由鉴相器（PD）MC1496、环路滤波器（LF）RC及压控振荡器（VCO）组成，原理图如图2-2所示，电路图如图2-3所示。
对于本模拟锁相环，ω、ξ、环路的等效噪声带宽B及等效低通滤波器的品质因数Q的计算结果如下：f=4.433ΜHZ,ω=2πf，ξ=5ΚΩ×2.2μF×0.5ω,B=ω(1+4ξ²﹚／8ξ,Q=f／BUo(t)图2-2锁相环方框图图2-3模拟锁相环电路图任何一个理想的模拟乘法器都可以用作鉴相器，本设计用MC1496作鉴相器。
1和2作为输入端把MU信号输入鉴相器，鉴相器把输入信号作为标准，将它的频率和相位与从电压输出端送来的VCO信号进行比较。
如果在它的工作范围内检测出任何相位（频率）差，就产生一个误差信号LF用来滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压uc (t)，在uc(t)的作用下、uo (t)的相位向ui(t)的相位靠近。
设ui(t)=Uisin[ωit+θi(t)]，u o(t)=U o cos[ωi t+θo(t)]，则u d(t)=U d sinθe(t)，θe(t)=θi(t)-θo(t)，故模拟锁相环的PD是一个正弦PD。
设u c (t)=ud(t)F(P)，F(P)为LF的传输算子，VCO的压控灵敏度为Ko，则环路的数学模型如图2-4所示。
图2-4模拟环数学模型当|θe(t) |≤π／6时，e d e d U t U θθ=)(sin ，令K d =U d 为PD的线性化鉴相灵敏度、单位为V/rad ，则环路线性化数学模型如图2-5所示。
图2-5环路线性化模型MC1496采用单电源供电，其双端输出至由UA741运算放大器构成的双端低频放大器，放大器的输出端有由R 、C 构成低通滤波即LF 。
VCO 压控振荡器由晶振、可调变容、变容二极管组成。
输出信号从3DG6放大器的集电极输入，发射极输出构成共基电路，实现电压放大，且输入与输出同相，具有输入阻抗低，输出阻抗高，频率特性好，常用于高频放大。
适合本设计，因为该模块晶振频率为4.433MHZ ，频率很高。
信号进入第二个晶体管构成共集电极电路，又称电压跟随器，起缓冲作用。
输出即是VCO 信号，VCO 反馈输入到模拟乘法器ＭC1496D 的8、10引脚，信号的处理上面已阐述。
2.2.1 鉴相模块鉴相模块的电路如图2-2-1所示。
该模块由模拟乘法器MC1496和UA741以及多个电阻电容组成。
图2-2-1鉴相器电路图2.2.2 环路滤波模块环路滤波器(LF) 是一个低通滤波器，其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用。
通常由电阻,电容或电感等组成,有时也包含运算放大器,电路图如图2-2-2所示图2-2-2环路滤波器模块3.2.3压控振荡器模块2.2.3压控振荡模块压控振荡器(VCO) 受环路滤波器输出电压的控制，使振荡频率向参考信号的频率靠拢，直到两者的频率相同，保持一个较小的剩余相差为止。
压控振荡器被一个外来的基准信号控制，使得压控振荡器输出信号的相位和外来的基准信号的相位保持某种特定关系，达到相位同步和锁定的目的，即把控制电压转换为相位，电路图如图3-2-3所示。
主要由两个三极管3DG6、晶体管、二极管、可调电容和电阻、电容组成。
图3-2-3压控振荡器模块3.3分频模块分频模块是系统的最后一个模块，经过该模块后我们就可以得到我们需要的CAR-OUT，即于提取出的载波。