PSK的调制与解调仿真

1 EWB仿真软件简介

EWB软件，全称为ELECTRONICS WORKBENCH EDA，是交互图像技术有限公司在九十年代初推出的EDA软件，用于模拟电路和数字电路的仿真，利用它直接从屏幕上看到电路的输出波形。EWB是一款小巧，但是十分强大。

EWB软件由INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd（交互图像技术有限公司）推出，近几年开始在国内使用。现在普遍使用的是在WIN95环境下工作的EWB5.0（在国内曾见过6.0的演示版，注：EWB5.0也可以在WINDOWS3.1环境下使用，但需安装WING32工具）。

相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，只有16M，功能也比较单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但你绝对不可小瞧它，它的仿真功能十分强大，可以几乎100%地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入，在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件，对于电子设计工作者来说，它是个极好的EDA工具，许多电路你无需动用烙铁就可得知它的结果，而且若想更换元器件或改变元器件参数，只需点点鼠标即可，它也可以作为电学知识的辅助

2方案分析与方案确定

2.1数字基带信号的传输

本次课设中涉及到的通信技术为信息传输技术中“数字调制与解调。通过数字调制与解调，可以把信号变成适合在信道中传输的信号。调制与解调技术可以提高信号传输的可靠性和有效性，增强信号的抗干扰能力，减小发射天线的尺寸，削减传输成本。基于以上特点，数字信号的调制与借条在通信领域有广泛的应用。

调制一般可分为两种类型：(1) 利用模拟方法去实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；(2) 利用数字信号的离散取值特点键控载波，从而实现数字调制——键控法。如：2ASK、2FSK、2PSK等。

键控法的特点：数字电路实现，调制变换速率快，调整测试方便，体积小和设备可靠性高。

移相键控PSK 在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其抗噪性能和信道频带利用率均优于ASK 和FSK，即使在有衰落的信道中也能获得很好的效果。因而在实际的高速数据传输系统中得到广泛的应用。

基于以上分析，于上述分析，本次课设的内容大致可以分为调制和解调两部分。

2.2数字基带信号的调制

调制是用调制信号去控制载波一些参数的过程。在数字信号的调制类型里，大致有FSK,ASK,PSK三种。其中移相键控PSK 在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其抗噪性能和信道频带利用率均优于ASK 和FSK，即使在有衰落的信道中也能获得很好的效果。因而在实际的高速数据传输系统中得到广泛的应用。

数字相位调制又称频相键控，简记PSK,二进制移相键控记作2PSK。它是利

载相位的变化来传送数字信息的。通常有两种类型：

(1)绝对相移(2PSK或BPSK)

(2)相对相移(差分相移/2DPSK或DBPSK)

此次课设中，我们用到的是绝对相移法。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。载波振荡器产生高频载波，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。实际使用调制器时，用乘法器和加法器代替，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。两路信号分别输入到乘法器，经过加法器相加后，便可输出2PSK信号。

绝对相移2PSK的工作原理：

条件：以未调载波的“0”相表示“1”，“π”相表示“0”。当数字基带信号为“1”时，K1通，K2断，输出“0”相载波；当数字基带信号为“0”时，K2通，K1断，输出“π”相。随着数字基带信号“0”或“1”的变化，控制调制器开关电路的通或断，使输出载波的相位实现相应的变化，就产生了2PSK信号。

2PSK的缺点：实现2PSK调制时，在调制端是以某一载波的相位作基准的。为了恢复数字基带信号，接收端解调时，必须也要有一个与调制端同频同相的固定的载波基准相位作参考。如若因接收端遇到突发干扰（温度漂移或噪声干扰等）。就会使接收端的基准参考相位发生随机的跳变，则产生倒“π”现象（或称相位模糊），对系统的误码性能影响很大，使通信质量很差。

由于2PSK的缺点，于是又有了改进的方法，称为2DPSK,这里不多做解释，对应的波形如下：

图2.1 2PSK与2DPSK信号对比

分析可知

（1）2DPSK的波形与2PSK的不同，他们的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位差才表示信息符号。这说明，解调2DPSK信号是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，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了2PSK中的倒π现象发生，为此得到了广泛的工程应用。

（2）相对移相信号是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后根据相对码进行绝对移相而产生的。

2.3 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，

2PSK调制信号从“调制信号输入端输入，同步载波从“载波输入点输入。两信号经过模拟乘法器相乘后，去掉了调制信号中的载波成分，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。