武汉理工大学通信原理课程设计

课程设计任务书

学生姓名：岳雯珏专业班级电信1102班

指导教师：吴魏工作单位：信息工程学院

题目：PSK通信系统的设计

初始条件：

具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成PSK移频数据传输电路的设计，实现基带信号的PSK传输

功能，收发波形一致。

2、完成系统中相关调制、传输以及解调模块电路的设计。

3、载波信号频率：256KHz、峰值：5V；基带信号为M序列，峰值

为1V的方波。

4、安装和调试整个电路，并测试出结果；

5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。

时间安排：

二十二周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试

指导教师签名：年月日

目录

绪论 (1)

1.基本原理 (2)

1.1 2PSK信号的基本原理 (2)

1.2 2PSK信号的调制 (2)

1.3 2PSK信号的解调 (2)

1.4 M序列发生器组成与工作原理 (3)

2. 方案设计 (4)

2.1 调制电路部分 (4)

2.2 解调电路部分 (4)

3 单元电路设计 (5)

3.1 调制电路的设计 (5)

3.2 解调电路的设计 (7)

4.原理图设计与仿真 (9)

4.1 原理图设计 (9)

4.2 仿真结果 (9)

5. 实物的制作 (12)

5.1调制电路部分 (12)

5.2解调电路部分 (12)

5.3 元件清单 (13)

5.4 实物调试 (13)

6.心得体会 (15)

7.参考文献 (16)

绪论

Psk调制是通信系统仿真中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用multisim软件仿真。通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。

1.基本原理

1.1 2PSK信号的基本原理

2PSK,二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。

图1.1 2PSK信号典型波形

1.2 2PSK信号的调制

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。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为：

其中， 表示第n个符号的绝对相位：

因此，上式可以改写为：

1.3 2PSK信号的解调

2PSK解调最常用的方法是极性比较法和相位比较法，本次课设采用的是极性比较法对2PSK信号进行解调。

图1.3.1 PSK解调原理框图

图1.3.2 PSK相干解调各点波形示意图

1.4 M序列发生器组成与工作原理

M序列也称作伪随机序列，它的显著特点是：（a）随机特性；（b）预先可确定性；（c）可重复实现。我们用D触发器构成四级移位寄存器组成，形成长度为15位码长的伪随机码序列，码率约为800bit/s。如图1.4，是由4级D触发器和异或门组成的4级反馈移位寄存器。本电路是利用带有两个反馈抽头的4级反馈移位寄存器，该电路输出的信码序列为： 111101*********。

图1.4 M序列的产生

2.方案设计

2.1 调制电路部分

2PSK的调制有模拟调制方法和键控法两种，本次课程设计我们采用的是键控法。所谓绝对移相是以载波的不同相位的绝对值来直接传送相应二进制数字信号的一种调制方式，简称2PSK。通常用已调载波的“0”相和“π”相，分别表示二进制数字的“1”和“0”。绝对相移2PSK的电路主要由五部分组成。高频载波可知直接输入到开关电路，高频载波有一路需要输入到反相器，使其产生180度相移，然后输入到开关电路。这样便有两路信号输入到开关电路，“0”相和“π”相。实际使用调制器时，用门电路完成键控法，将输入的M序列信号一分为二，一路为原信号，另一路为取反后的M序列，两路信号和在一起便可输出2PSK信号。

图2.1 键控法

2.2 解调电路部分

2PSK调制信号从调制信号输入端输入，同步载波从载波输入端输入。两信号经过鉴相器，相位相同的输出0，相位相反的输出为1，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，经电压比较器输出，再进行抽样判决，就可以得到数字基带信号。

3 单元电路设计

3.1 调制电路的设计

反相器是将输入的载波反相，即生成π相波，由虚短虚断可知，反相器负端和反馈端电阻是一样大的。电路图如图所示：

图3.1.1 反相器

经反相后，0相波和π相波，一起输入到键控电路中，其内部构造如下：

图3.1.2 键控开关

数字基带M序列信号由以下电路产生：

图3.1.3 M序列的产生