通用PSK调制解调系统的制作方法
图片简介:
本技术介绍了一种通用PSK调制解调系统，包括通用解调器模块、FPGA芯片、调制信号发生器模块、PCI数据总线模块和电源模块，通用解调器模块包括接口电路和模数转换器，接口电路包括S K滤波电路、电压转换电路和单端转差分电路；FPGA芯片内部构造有解调算法模块、调制算法模块、PCI控制模块和SPI控制器；调制信号发生器模块包括数字上变频器、信号输出电路和七阶椭圆滤波器；PCI数据总线模块包括金手指电路板、SDRAM芯片、PCI接口芯片和EEPROM；电源模块与所述金手指电路板相连。本技术的通用PSK调制解调系统，能够实现解调系统的快速设计和自动代码生成，增强了调制解调系统的通用性。
技术要求
1.一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，包括通用解调器模块、FPGA芯片、调制信
号发生器模块、PCI数据总线模块和电源模块，其中：
所述通用解调器模块包括接口电路和模数转换器，所述接口电路包括硬件滤波电路、电
压转换电路和单端转差分电路；
所述FPGA芯片内部构造有解调算法模块、调制算法模块、PCI控制模块和SPI控制器；
所述调制信号发生器模块包括数字上变频器、信号输出电路和七阶椭圆滤波器；
所述硬件滤波电路、电压转换电路、单端转差分电路、模数转换器、解调算法模块、调制算法模块、数字上变频器、信号输出电路和七阶椭圆滤波器依次相连；
所述SPI控制器与所述数字上变频器相互通信；
所述PCI数据总线模块包括金手指电路板、SDRAM芯片、PCI接口芯片和EEPROM，所述PCI接口芯片分别与所述金手指电路板、SDRAM芯片和EEPROM相连；
所述PCI控制模块与所述SDRAM芯片相互通信；
所述电源模块与所述金手指电路板相连。
2.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述硬件滤波电路和电压转换电路分别采用S-K滤波电路。
3.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述PCI数据总线模块外接主机，所述PCI数据总线模块为整个通用PSK调制解调系统提供了数据接口，实现所述通用PSK调制解调系统与主机的数据传输。
4.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述通用解调器模块完成中频信号的滤波、信号处理和采样，所述通用解调器模块的采样数据由所述FPGA芯片的解调算法模块进行解调处理。
5.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述调制信号发生器模块，用于实现基带信号的上变频，产生中频调制信号。
6.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述调制信号发生器模块的信号输出电路包括变压器变换电路和运放变换电路，所述变压器变换电路分别与所述数字上变频器和七阶椭圆滤波器相连，所述运放变换电路分别与所述数字上变频器和七阶椭圆滤波器相连。
7.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述通用解调器模块、调制信号发生器模块和PCI数据总线模块通过所述FPGA芯片进行板上逻辑控制和数据处理。
8.根据权利要求1所述的一种通用PSK调制解调系统，其特征在于，所述电源模块采用低压差线性稳压器，所述电源模块为整个通用PSK调制解调系统提供稳定的工作电压。
技术说明书
一种通用PSK调制解调系统
技术领域
本技术涉及一种通用PSK调制解调系统。
背景技术
在国外，上世纪八十年代就出现了关于数字化解调系统方面的论述和报告，90年代后渐渐出现了基于片上系统(System On Chip，SOC)和软件无线电技术的数字解调设计思想，同时一些公司相继推出了数字化解调产品。美国的Pentek公司2007年成功推出了功能强大的Model 7142-428软件无线电处理机，该处理机不但包括14位125MHz的4个AD和1个DA 转换通道，而且设计有多频带的数字下变频核，可实现抽取范围为2-65536，此外还拥有插值范围为2-32768的插值滤波器；Pentek公司推出的一系列软件无电线处理机产品为无线通信等系统提供了优越的解决方案。而在信号发生器研究和发展中，国外的产品技术成熟，产品种类齐全，目前国际上居领先地位的是美国的泰克(Tektronix)和安捷伦(Agilent)，其产品在技术和市场占有率上享誉全球。泰克公司的任意波形/函数发生器从AFG3000、AFG5000到AFG7000，可产生高达24GS/s的釆样率，成为当前市场上唯一能够生成最高达9.6GHz任意宽频带调制信号的单个设备信号发生解决方案，低端的
AFG3021B带宽为25MHz，最大采样率250MS/S，128k内存深度，单通道输出；安捷伦公司低端的33521A系列函数/任意波形发生器，具有250MSa/s，16位分辨率，带宽30MHz。这些基于软件无线电设计理论的数字化中频解调系统和信号发生器为雷达、通信、测控等系统提供了优越的数字调制解调方案，同时也表明国外的软件无线电的应用技术达到了较高的水平。
在国内，一些研究所和高校从上世纪90年代开始软件无线电领域的研究。在中频解调方面，北京理工大学完成一台最高工作频率为25MHz的多信道雷达中频数字接收机系统，它采用的是Intersil公司专用DDC芯片HSP50216；电子科技大学电子工程学院采用ADI公司的AD6644和Xilinx公司的FPGA器件设计完成了一套雷达数字接收机系统，该系统设计中滤波器实现采用了分布式算法，其处理的最大带宽为5MHz，最高工作频率为70MHz，只能解调一种模式的数字信号。在信号发生器领域，国内从上世纪末开始开发任意波形发生器，价格比国外便宜，但性能指标与国际品牌相距甚远，江苏的江南电子仪器有限公司生产的EM32201型全数字合成任意波形发生器，带宽20MHz，采样速率100MSa/s，存储长度32K，双通道输出；北京普源精电科技有限公司的最高端产品DG5000系列函数/任意波形发生器，最大输入带宽350MHz，1GS/s采样率，14位分辨率，双通道输出。可见目前国内已经重视软件无线电技术的发展，不过同国外的应用技术相比仍有一定的距离。
综上所述，国外基于软件无线电的中频解调系统、信号发生器在理论研究上比较全面，设计思想相对来说也比较先进，尤其在参数适应范围上更加灵活多变，能够满足绝大多数测试系统的应用环境。但动辄数十万上百万的高昂成本，是测试设备难以承受的，只能作为实验设备使用。现在国内有一些高校和公司也开始这一方面的板卡和设备的开发，但此类设备的功能较为单一，只能在固定调制解调模式、码元速率和载波频率下工作。在测试设备的开发中，对于测试设备的不同参数需求，并没有通用性强性价比高的调制解调测试平台，和高效率的解决方案进行项目的设计开发，只能选择价格高昂的国外通用型产品或性能单一的国内调制解调板卡，在这过程中，采购周期变长，产品成本急剧上升，严重影响产品的开发和交付。同时，在这样的调制解调测试设备开发模式下，不同的测试参数需求使得测试设备的开发参数不同，使得每次测试设备的开发都相互独立，无法形成规模效益，也很难掌握核心技术。
技术内容
本技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种通用PSK调制解调系统，能够实现解调系统的快速设计和自动代码生成，增强了调制解调系统的通用性。
实现上述目的的技术方案是：一种通用PSK(phase shift keying，相移键控)调制解调系统，包括通用解调器模块、FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)芯片、调制信号发生器模块、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)数据总线模块和电源模块，其中：
所述通用解调器模块包括接口电路和模数转换器，所述接口电路包括硬件滤波电路、电压转换电路和单端转差分电路；
所述FPGA芯片内部构造有解调算法模块、调制算法模块、PCI控制模块和SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)控制器；
所述调制信号发生器模块包括数字上变频器、信号输出电路和七阶椭圆滤波器；
所述硬件滤波电路、电压转换电路、单端转差分电路、模数转换器、解调算法模块、调制算法模块、数字上变频器、信号输出电路和七阶椭圆滤波器依次相连；
所述SPI控制器与所述数字上变频器相互通信；
所述PCI数据总线模块包括金手指电路板、SDRAM(Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，同步动态随机存储器)芯片、PCI接口芯片和EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory电可擦可编程只读存储器)，所述PCI接口芯片分别与所述金手指电路板、SDRAM芯片和EEPROM相连；
所述PCI控制模块与所述SDRAM芯片相互通信；
所述电源模块与所述金手指电路板相连。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述硬件滤波电路和电压转换电路分别采用S-K(Sallen–Key，S-K拓扑结构)滤波电路。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述PCI数据总线模块外接主机，所述PCI数据总线模块为整个通用PSK调制解调系统提供了数据接口，实现所述通用PSK调制解调系统与主机的数据传输。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述通用解调器模块完成中频信号的滤波、信号处理和采样，所述通用解调器模块的采样数据由所述FPGA芯片的解调算法模块进行解调处理。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述调制信号发生器模块，用于实现基带信号的上变频，产生中频调制信号。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述调制信号发生器模块的信号输出电路包括变压器变换电路和运放变换电路，所述变压器变换电路分别与所述数字上变频器和七阶椭圆滤波器相连，所述运放变换电路分别与所述数字上变频器和七阶椭圆滤波器相连。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述通用解调器模块、调制信号发生器模块和PCI数据总线模块通过所述FPGA芯片进行板上逻辑控制和数据处理。
上述的一种通用PSK调制解调系统，其中，所述电源模块采用低压差线性稳压器，所述电源模块为整个通用PSK调制解调系统提供稳定的工作电压。
本技术的通用PSK调制解调系统，与现有技术相比具有以下优点：
(1)选用PCI总线作为系统数据总线，通过PCI总线实现调制解调系统与主机的数据传输，用户可通过主机用户界面对调制解调系统参数进行配置；
(2)调制信号发生器模块可实现基带信号与中频、乃至高中频信号的发射，且信号输出电路满足带宽需求且增益可调；
(3)通用解调器模块的接口电路在带宽和增益性能上具备通用性，可有效防止电路饱和信号幅度过小，保证模数转换器的转换精度；
(4)选用FPGA芯片作为数字信号处理器，FPGA芯片具有丰富的设计资源，具有FIR，NCO 等IP核设计资源。
本技术的通用PSK调制解调系统，能够实现调制解调系统的快速设计和自动代码生成，增强了调制解调系统的通用性。
附图说明
图1为本技术的通用PSK调制解调系统的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1，本技术的最佳实施例，一种通用PSK调制解调系统，包括通用解调器模块1、FPGA芯片2、调制信号发生器模块3、PCI数据总线模块4和电源模块5。
通用解调器模块1包括接口电路11和模数转换器12，接口电路11包括硬件滤波电路111、电压转换电路112和单端转差分电路113，硬件滤波电路和电压转换电路分别采用S-K滤波电路,S-K滤波电路可以根据实际的信号需要，将其设计为高低通滤波器、带通滤波器和分压电路。这样的设计方式，使得接口电路11对不同的中频信号(模拟信号)都具备较强的通用性。FPGA芯片2内部构造有解调算法模块21、调制算法模块22、PCI控制模块23和SPI控制器24。调制信号发生器模块3包括数字上变频器31、信号输出电路32和七阶椭圆滤波器33。
硬件滤波电路111、电压转换电路112、单端转差分电路113、模数转换器12、解调算法模块21、调制算法模块22、数字上变频器31、信号输出电路32和七阶椭圆滤波器33依次相连；SPI控制器24与数字上变频器31相互通信。
PCI数据总线模块4包括金手指电路板41、SDRAM芯片42、PCI接口芯片43和
EEPROM44，PCI接口芯片43分别与金手指电路板41、SDRAM芯片42和EEPROM 43相连；PCI控制模块23与SDRAM芯片42相互通信；电源模块5与金手指电路板41相连。
PCI数据总线模块4外接主机，PCI数据总线模块4为整个通用PSK调制解调系统提供了数据接口，实现通用PSK调制解调系统与主机的数据传输。通用解调器模块1完成中频信号的滤波、信号处理和采样，通用解调器模块1的采样数据由FPGA芯片2的解调算法模块21进行解调处理。调制信号发生器模块3，用于实现基带信号的上变频，产生中频调制信号。通用解调器模块1、调制信号发生器模块3和PCI数据总线模块4通过FPGA芯片2进行板上逻辑控制和数据处理。电源模块5采用低压差线性稳压器，电源模块5为整个通用PSK调制解调系统提供稳定的工作电压。
本技术的通用PSK调制解调系统需对中频信号进行采样，根据带通采样定理，可以选择采样频率低于中频信号频率的模数转换器对中频信号进行带通采样，因此，选用性价比较高的模数转换器进行采样电路的设计。
模数转换器12采用AD9235，AD9235是AD公司近年推出的一种高速、高性能、低功耗的模数转换器。它的最高采样频率可以达到65MSPS，采样精度为12比特；芯片内部包括有高性能的取样保持放大器(SHA)和参考电路，65MHz带宽的无杂散动态范围SFDR达到
85dB，65MHz带宽上典型的信号噪声比SNR为70dB；采用单+3V电源供电，能支持
500MHz带宽的差分输入，灵活的模拟输入范围，取样保持放大器(SHA)可以接成单端输入方式，也可接成差分输入方式，信号范围在1Vp-p和2Vp-P之间可以由用户选择，输出为CMOS兼容电平；其微分非线性误差仅为±0.4LSB；芯片外形为28脚TSSOP低高度标贴封装形式，工作环境温度可以从-40℃到+85℃，最大功耗消耗为300mW。
调制信号发生器模块3的信号输出电路32包括变压器变换电路321和运放变换电路322，变压器变换电路321分别与数字上变频器31和七阶椭圆滤波器33相连，运放变换电路322分别与数字上变频器31和七阶椭圆滤波器33相连。
数字上变频器31采用AD9957，数字上变频器31的工作原理是：量化后的基带信号经过内插滤波器后提高采样率，然后NCO(Numerically Controlled Oscillator，数字控制振荡器)产生的数字正交载波进行上混频，获得数字中频信号；再经过DAC(Digital toanalog converter，数字模拟转换器)转化成模拟信号输出。其核心为内插滤波器和正交数字混频器。数字上变频器31的输出端DAC为互补电流信号，对于电流型DAC双端输出变单端输出，可以通过一个变压器或者一个运放进行变换，综合对比变压器和运放的优缺点，变压器给输出信号引入的噪声较小，适用于高频信号输出，而运放在通带范围内能提供平坦的响应，信号的驱动能力强。在调制信号发生器模块3的信号输出电路32的设计中，为了使设计具备较强的通用性，将变压器变换与运放变换均设计在电路中，以应对高频信号与驱动能力情况下的不同需求。其中变压器选择mini-Circuits公司的ADT1-1WT，频率输出范围0.4MHz～800MHz，变比为1；运放选择AD8000。
软件无线电系统要求采用具有开放性和标准化的总线标准充分体现了软件无线电的开放性和模块化的特点。只有采用先进标准的总线结构，软件无线电才能体现出其适用性广，升级方便等特性。采用FPGA作为处理器构建的软件无线电平台对总线的多处理器协调能力的要求不是很高，且PCI总线在数据的吞吐能力方面有较高的优越性，PCI的硬件接口设计与软件驱动程序的设计也相当的成熟，因此本技术的通用PSK调制解调系统选用PCI总线作为系统传输数据的总线标准。
PCI总线是1992年由Intel，Compaq和IBM等一百多家公司联合推出的局部标准总线，它是一种具有32位或64位数据宽度、地址和数据线复用的总线，PCI总线独立于处理器，可以方便地在符合PCI规范的微机和工作站系统中进行硬件移植，目前已成为嵌入式系统主要的局部总线之一。
PCI总线的主要特点有以下几点：
(1)数据传输性能：PCI总线宽度为32bits，可扩展至64bits，支持突发传输工作方式，总线工作频率为33MHz时，位宽为32bits的PCI总线在读写操作中理论峰值传输速率可达到132MB/s。
(2)良好的兼容性：PCI总线部件和插卡的设计独立于处理器，所有现在的和将来的处理器都能被很好的支持。
(3)即插即用性：每个PCI设备上都存在配置空间，可实现自动配置，使得系统BIOS和操作系统的系统层软件能自动配置PCI总线部件和插卡。
(4)总线主控与同步操作：PCI总线接口芯片可实现对总线进行主控操作，直接对系统存储器进行读写，PCI独特的同步操作功能可以保证CPU和总线主控同时进行操作。
(5)低成本：多路复用结构减少了PCI器件的引脚数目和封装尺寸，优化了器件内部设计，电气及频率规范遵循标准ASIC技术和其它典型的处理方法。
PCI总线接口实现方式主要有两种：
1)根据PCI协议，采用可编程逻辑器件自主开发，这种设计方法的优点是大大减小了外部信号连接线的数量，降低了电路板设计的难度与成本，增强了电路板的抗干扰性和稳定性，并且设计灵活，缺点为设计调试周期较长。
2)采用专用PCI接口芯片。采用这种设计方式就不用考虑逻辑时序关系以及电气规范等问题，在设计时只需将各引脚相对应的连接，就能通过软件实现PCI总线的各种功能。
在本技术的通用PSK调制解调系统的设计中，为节约开发成本，降低开发难度，保证系统的稳定性和可靠性，选用了专用PCI接口芯片43来实现PCI总线接口。PLX公司的专用PCI 接口芯片PCI9054具有性价比高、通用性强、兼容性好、实现技术成熟等优点，因此我们选用PCI9054作为本系统的PCI接口芯片43。
PCI9054是美国PLX公司继PCI9052之后推出的又一低成本、低功耗PCI总线接口芯片，它采用了先进的PLX数据管道结构技术，可以使局部总线快速转换到PCI总线上，PCI9054的主要特性如下：
(1)符合PCI V2.1、V2.2规范，包含PCI电源管理特性。是一种32位33MHz的总线主控接口控制器。
(2)支持VPD(Vital Product Data)的PCI扩展。
(3)支持PCI双地址周期，地址空间高达4GB。
(4)具备I2O准备报文单元，完全兼容I2O V1.5规范。
(5)提供了两个独立可编程DMA控制器，各通道均支持块与分散/集聚的DMA方式。
(6)在PCI启动模式，PCI9054可插入类型1和类型2的配置周期。
(7)在PCI和Local Bus的数据传送速率高达132MB/S。
(8)支持本地总线(Local Bus)直接接口Motorola MPC850、MPC860系列，Inteli960系
列，IBM PPC401系列及其它类似总线协议设备。
(9)本地总线速率高达50MHz；支持复用/非复用的32位地址/数据；本地总线可为三种模式：M模式、C模式和J模式。可利用模式选择引脚加以选择。
(10)具有可选的串行EEPROM接口，具有8个32位Mailbox寄存器和2个32位Doorbell寄存器。
(11)本地总线时钟由外部提供，该时钟可与PCI时钟异步。PCI9054内部主要结构包括内部寄存器组、PCI总线状态机、PCI总线接口、本地总线状态机、本地总线接口、逻辑控制器、FIFO以及串行EEPROM。
PCI9054有三种数据传输方式：Master方式，Target方式和DMA方式。可以通过选择内部寄存器来选择传输模式：
(1)Master方式为本地CPU作为主控设备访问PCI存储。PCI9054支持本地处理器来访问PCI 总线，Master方式必须有PCI总线命令寄存器来使能。Master方式的主要操作包括：PCI主设备存储器、地址译码、PCI双地址空间访问。
(2)Target方式为PCI总线上的主设备访问本地总线。PCI9054支持通过16位读FIFO和32位写FIFO从PCI总线到本地总线执行突发存储器映射传输访问和单个传输访问。
(3)DMA方式下数据传输速度快，适用于大块数据的读写。
本技术的通用PSK调制解调系统中，结合数据传输的实时性要求，采用DMA工作模式进行数据的传输。
系统上电或复位时，PCI9054有3种初始化内部寄存器的方法：本地端处理器、串行EEPROM和默认配置。配置若出现不正常，将引起测试系统数据传输错误，甚至计算机无法正常进入操作系统。默认配置一般不符合用户的特定需要，本地端配置需要FPGA实现复杂的时序控制。本技术的通用PSK调制解调系统中采用串行EEPROM来对PCI9054进行上电配置。
PCI9054的PCI端总线与PCI金手指相应信号相连接，本技术的通用PSK调制解调系统
中，FPGA芯片2作为本地总线信号控制器，且为PCI9054提供工作时钟。
本技术的通用PSK调制解调系统，需要多种直流电平，电源模块5为PCI总线上提供的
+12V、-12V和+5V直流电平，通过多个LDO电源芯片产生各器件需要的工作电压。其中FPGA芯片2需要3.3V、2.5V和1.2V工作电压；PCI9054(PCI接口芯片43)需要
3.3V，AD9957(数字上变频器31)需要数字3.3V、1.8V以及模拟1.8V、3.3V四种工作电压；AD8000等运放需要模拟+5V和-5V；AD9235(模数转换器12)则需要数字3.3V与模拟3.3V电压两种工作电压；SDRAM芯片42需要数字3.3V工作电压。综上所述，本系统总共需要6路工作电压，数字电源与模拟电源通过磁珠隔离。
本技术的通用PSK调制解调系统，选用PCI总线作为系统数据总线，通过PCI总线实现调制解调系统与主机的数据传输，用户可通过主机用户界面对调制解调系统参数进行配置；调制信号发生器模块可实现基带信号与中频、乃至高中频信号的发射，且信号输出电路满足带宽需求且增益可调；通用解调器模块的接口电路在带宽和增益性能上具备通用性，可有效防止电路饱和信号幅度过小，保证模数转换器的转换精度；选用FPGA芯片作为数字信号处理器，FPGA芯片具有丰富的设计资源，具有FIR，NCO等IP核设计资源。
综上所述，本技术的通用PSK调制解调系统，能够实现解调系统的快速设计和自动代码生成，增强了调制解调系统的通用性。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，而并非用作为对本技术的限定，只要在本技术的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书范围内。
ASKFSKPSK的调制与解调
2ASK的调制与解调 一、实验目的 1．加深理解2ASK调制与解调原理。 2．学会运用SystemView仿真软件搭建2ASK调制与解调仿真电路。 3．通过仿真结果观察2ASK的波形及其功率谱密度。 二、仿真环境 Windows98/2000/XP SystemView5.0 三、2ASK调制解调原理方框图 1．2ASK调制原理 图1 2ASK键控产生 图2 2ASK相乘法产生 2．2ASK解调原理 图3 2ASK相干解调
四、2ASK调制解调仿真电路
1．仿真参数设置 1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==T R B 波特，2ASK 信号中心载频设为 Hz f s 20=。(说明：中心载频 s f 设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样 率，加快仿真时间。) 2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。本次仿真取10 s f ，即200Hz 3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。为能够清晰观察每个码元波形及2ASK 信号的功率谱密度，在仿真时对系统Stop time 必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T ，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T ，这时可以清楚地观察到2ASK 信号的功率谱密度。 2．2ASK 信号调制与解调的仿真电路图 图4 2ASK 信号调制与相干解调仿真电路 图5 2ASK 信号调制与包络检波仿真电路 五、仿真结果参考
S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 调制信号波 图6 输入信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -2 -1.5 -1 -500.e -3 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 已调信号波形 图7 2ASK 信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -1 -500.e -3 500.e -3 1 A m T i m e i n S e c on d s 解调输出波形 图8 解调输出波形 图9 已调信号的频谱（载频为50Hz ） 六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务 2FSK 调制与解调 一、实验目的 1. 掌握2FSK 调制与解调原理； 2. 掌握仿真软件Systemview 的使用方法； 3. 完成对2FSK 调制与解调仿真电路设计，观察2FSK 波形及其功率谱密度。
PSK(DPSK)调制与解调
实验题目——PSK（DPSK）调制与解调 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。 3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。 二、实验内容 1、观察绝对码和相对码的波形。 2、观察PSK(DPSK)信号波形。 3、观察PSK(DPSK)信号频谱。 4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。 三、实验仪器 1、信号源模块 2、数字调制模块 3、数字解调模块 4、20M双踪示波器 5、导线若干 四、实验原理 1、2PSK(2DPSK)调制原理 2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图所示。 2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般
不采用2PSK 方式，而采用差分移相（2DPSK ）方式。 2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1数字信息（绝对码）PSK 波形 DPSK 波形 相对码 从图中可以看出，2DPSK 信号波形与2PSK 的不同。2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。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，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK 方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK 与2DPSK 信号是无法分辨的。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成是把数字信息序列（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。 2DPSK 的调制原理与2FSK 的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK 调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK 基带输入”和“PSK 载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS 输入”点输入，其原理框图如图所示： 2DPSK 调制原理框图 2、2PSK （2DPSK ）解调原理
2PSK调制与解调系统的仿真(1)
科类理工科编号（学号） 本科生毕业论文（设计） ＰＳＫ调制与解调系统的仿真 The simulation of PSK modulation and demodulation system 秦安东 指导教师：赵红伟（讲师） 云南农业大学昆明黑龙潭650201 学院：基础与信息工程学院 专业：电子信息工程年级： 论文（设计）提交日期：答辩日期： 答辩委员会主任： 云南农业大学 年月
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。ABSTRACT.. (5) 1.前言 (5) 2.设计原理 (5) 2.1 2PSK信号的调制与解调 (5) 2.1.1 2PSK信号的调制原理 (5) 2.1.2 2PSK信号的解调原理 (7) 2.2 4PSK信号的调制与解调 (5) 2.2.1 4PSK信号的调制原理 (5) 2.2.2 4PSK信号的解调原理 (7) 2.3 8PSK信号的调制与解调 (5) 2.3.1 8PSK信号的调制原理 (5) 2.3.2 8PSK信号的解调原理 (7) 3仿真结果 (8) 4.1 2PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 4.2 4PSK信号的仿真结果如下图所示 (7) 4.3 8PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 5.心得体会 (9) 参考文献 (10) 致谢··················································································································错误！未定义书签。 附录··················································································································错误！未定义书签。
PSK调制和解调的基本原理回顾
目录 1.实验要求及开发环境 (3) 2. 二、课程设计软件说明 (7) 三、基本原理 (2) 3.1调制方式简介 (2) 3.2OQPSK的含义 (3) 3.3同相正交环法（科斯塔斯环） (5) 四、实验框图原理说明 (12) 4.1实验总框图介绍 (12) 4.2五个子部分的介绍 (7) 4.2.1串并转换 (7) 4.2.2载波调制 (9) 4.2.3 科斯塔斯环解调 (15) 4.2.4 抽样判决 (17) 4.2.5 并串转换 (17) 五、实验结论 (18) 六、调试报告 (19) 6.1频率调制器F M参数设置 (19) 6.2低通滤波器参数设置 (19) 6.3脉冲串的参数设置 (20) 七、实验心得 (21) 八、参考文献 (22)
一、实验要求及开发环境 实验要求：1. 数字相关器子系统 2. 仿真结果分析 实验目的：1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理 2.掌握Systemview的使用 开发环境：PC机开发软件：Systemview Systemview简介 Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。直到一般系统的数学模型建立等各个领域，systemview在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。 利用systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统．可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。其特色是，利用它可以从各种不同角度、以不同方式，拉要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。它还
PSK的调制解调
1 引言 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术，计算机技术相互融合，已为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。 1.1 数字通信系统的模型 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，模拟信号有时也称连续信号。而数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。数字信号有时也称为离散信号。近年来数字通信的发展远远超过模拟通信，数字通信在各个领域的应用也越来越广泛。本文讨论的也是数字通信中调制解调原理。数字通信系统的一般模型如图1所示。 图1 数字通信系统模型 其中，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即设法减少码元数目和降低码元速率。二是完成数/模转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程。加密和解密是为了保证所传信息的安全。数字调制就是将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。图1为数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包含图中的所有环节。模拟信号经过数字编码后也可以在数字通信系统中传输。 1.2 数字通信的特点 目前，数字通信在不同的通信业务中都得到了广泛的应用，究其原因也是数字通信相较于模拟同通信具有以下的一些优点。 （1）数字通信系统抗干扰能力强，且噪声不积累。数字通信系统中传输的
PSK的调制解调要点
1 引言 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术，计算机技术相互融合，已为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。 1.1 数字通信系统的模型 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，模拟信号有时也称连续信号。而数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。数字信号有时也称为离散信号。近年来数字通信的发展远远超过模拟通信，数字通信在各个领域的应用也越来越广泛。本文讨论的也是数字通信中调制解调原理。数字通信系统的一般模型如图1所示。 图1 数字通信系统模型 其中，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即设法减少码元数目和降低码元速率。二是完成数/模转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程。加密和解密是为了保证所传信息的安全。数字调制就是将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。图1为数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包含图中的所有环节。模拟信号经过数字编码后也可以在数字通信系统中传输。 1.2 数字通信的特点 目前，数字通信在不同的通信业务中都得到了广泛的应用，究其原因也是数字通信相较于模拟同通信具有以下的一些优点。 （1）数字通信系统抗干扰能力强，且噪声不积累。数字通信系统中传输的 信息源 信源编码 加密 信道编码 数字调制 信道 数字解调 信道译码 解密 信源译码 受信者 躁声源
PSK调制解调实验报告范文
PSK调制解调实验报告范文 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控
（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一）PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，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37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 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A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输
PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验报告
实验4 PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验 配置一：PSK(DPSK)模块 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，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37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 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A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输出π相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02 合路叠加后输出为二相PSK 调制信号。另外，DPSK 调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列{a n}，通过码型变换器变成相对码序列{b n}，然后再用相对码序列{b n}，进行绝
PSK调制解调
深圳大学实验报告 课程名称：信号与系统实验 实验项目名称：数字调制技术——PSK调制解调学院：信息工程学院 专业：通信工程 指导教师：陈彬 报告人：学号班级 1 实验时间：2014/11/13 实验报告提交时间：2014/11/27
数字调制技术——PSK调制解调 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试。 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK调制模块，位号A 3．PSK解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M双踪示波器1台 7．小平口螺丝刀1只 8．频率计1台（选用） 9．信号连接线4根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。 本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。 相位键控调制解调电原理框图，如图2-1所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz载波信号输入到运放的反相输入端，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37W01和37W02调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066的输入端（1脚）、模拟开关B：CD4066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A的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关B的输入控
实验10、PSK调制解调
实验 10 PSK 调制解调 一、实验目的 1.掌握 PSK 调制解调的工作原理及性能要求； 2.进行 PSK 调制、解调实验，掌握相干解调原理和载波同步方法； 3.理解 PSK 相位模糊的成因，思考解决办法。 二、实验原理 1.1 2PSK 调制原理 2PSK（二进制相移键控，Phase Shift Keying）信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0 相位载波和π 相位载波分别代表传“1”和传“0”。 NRZ输入 PSK 调制信号 图 10-1 2PSK 调制信号波形 PSK 调制由“信道编码与频带调制-A4”模块完成，该模块基于 FPGA 和 DA 芯片，采用 软件无线电的方式实现频带调制。 图 10-2 PSK 调制电路原理框图 上图中，基带数据和时钟，通过 2P6 和 2TP8 两个铆孔输入到 FPGA 中，FPGA 软件完成PSK 的调制后，再经 DA 数模转换即可输出相位键控信号，调制后的信号从 4TP2 输出。2.2PSK 解调原理 实验中 2PSK 信号的解调采用相干解调法，首先要从调制信号中提取相干载波，在实验中 采用数字 costas 环提取相干载波，二相 PSK(DPSK)解调器采用数字科斯塔斯环(Constas 环)解调，其原理如下图所示。 1 1 0 0 1
图 10-3 数字科斯塔斯特环原理图 设已调信号表达式为 s (t ) = A 1 ?cos(ωt +?(t ))（A 1 为调制信号的幅值），经过乘法器与载波信号 A 2 cos ωt （A2 为载波的幅值）相乘，得： e (t ) = 1 A A [cos(2ωt + ?(t )) + cos ?(t )] 0 2 1 2 1 可知，相乘后包括二倍频分量 2 A 1 A 2 cos(2ωt + ?(t )) 和cos ?(t ) 分量（?(t ) 为时间的 函数）。因此，需经低通滤波器除去高频成分cos(2ωt +?(t )) ，得到包含基带信号的低频信 号，然后同向端和正交端两路信号相乘，其差值作为环路滤波器的输入，然后控制 VCO 载波频率和相位，得到和调制信号同频同相的本地载波。 I 路输出（即同相端）滤波输出包含基带信号，因此进行抽样判决和基带同步后，即可解调出基带信号。 图 10-4 2PSK 解调各测试点波形 3. 实验框图及功能说明 实验框图说明
psk调制与解调
课程设计任务书 学生姓名：陈欢专业班级：通信0902班 指导教师：艾青松工作单位：信息工程学院 题目: 4PSK调制与解调系统仿真 设计任务与要求: （1）任务：设计一个4PSK调制解调系统 （2）要求： 1）4PSK信号波形的载频和相位参数应随机置或者可有几组参数组合供选择2）系统中要求加入高斯白噪声 3) 4PSK解调方框图采用相干接收形式 4）分析误码率 （3）说明：设计报告必须包括建模仿真结果。 参考文献： 1.《通信原理》王福昌熊兆飞黄本雄清华大学出版社 2006 2.《MATLAB仿真技术与应用教程》钟麟王峰国防工业出版社 2003 3.《MATLAB通信仿真与技术应用》刘敏魏玲国防工业出版社 2001 时间安排： 第18周安排任务，设计仿真，撰写报告。 第19周完成设计，提交报告，答辩。 指导教师签名： 2011 年月日系主任（或责任教师）签名： 2011 年月日
目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT .......................................... 错误!未定义书签。 1 基本原理与方法................................. 错误!未定义书签。 MATLAB软件介绍.............................. 错误!未定义书签。 4PSK的基本特点.............................. 错误!未定义书签。 4PSK调制解调原理............................ 错误!未定义书签。 4PSK调制原理............................ 错误!未定义书签。 4PSK解调原理............................ 错误!未定义书签。 误码率的分析................................ 错误!未定义书签。 2 基于SIMULINK的4PSK调制解调系统............... 错误!未定义书签。 信源的产生.................................. 错误!未定义书签。 串并转换.................................... 错误!未定义书签。 将非极性信号转换成极性信号.................. 错误!未定义书签。 调制........................................ 错误!未定义书签。 信号的传输.............................. 错误!未定义书签。 信号的解调.............................. 错误!未定义书签。 比特错误率统计.............................. 错误!未定义书签。 3 4PSK源程序及仿真分析........................... 错误!未定义书签。 4PSK调制.................................... 错误!未定义书签。 4PSK解调.................................... 错误!未定义书签。 4PSK误码率分析........................... 错误!未定义书签。 4 小结........................................... 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
实验五 2PSK调制解调
实验五 2PSK 调制解调仿真 （院、系） 专业 班 课程 一、实验目的 1．熟悉2PSK 调制解调原理。 2．掌握编写2PSK 调制解调程序的要点。 3．掌握使用Matlab 调制解调仿真的要点。 二、实验内容 1．根据2PSK 调制解调原理，设计源程序代码。 2．通过Matlab 软件仿真给定信号的调制波形。 3. 对比给定信号的理论调制波形和仿真解调波形。 三、实验原理 1. 2PSK 的调制原理 所谓的二进制相移键控（2PSK ）信号，是指在二进制调制中，正弦载波的相位随着二进制数字基带信号离散变化而产生的信号。已调信号载波可以用“0”和“π”或者“+π/2”和“-π/2”来表示二进制基带信号的“0”和“1”。 2PSK 信号的时域表达式为：)cos(2 n c PSK t A e ?ω+= 其中， n ?表示第n 个符号的绝对相位： 时 发送时 发送”“”“0 １０n ?? ?=π ? 即2PSK 表达式也可以为： P P t A t A t e c c P S K -???-=1c o s c o s )(2概率为概率为ω ω 即发送二进制符号“0”时（取＋1），取0相位；发送二进制符号“1”时（取－1），取π相位。所以二进制绝对相移，则是以载波的不同相位直接去表示相应 二进制数字信号。 由于表示信号的两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK 信号一般可以表述为一
个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘。 由于2PSK信号是双极性不归零码的双边带调制，所以如果数字基带信号不是双极性不归零码时，则要先转成双极性不归零码，然后再进行调制。调制方法有模拟法和相位键控选择法。2PSK调制原理图如图1和图2所示。模拟法使源信号如果不是双极性不归零，则转成双极性不归零码后与本地载波相乘即可调制成2PSK信号。相位键控选择法则是通过电子开关来实现的，当双极性不归零码通过电子开关时，遇低电平就以180度相移的本地载波相乘输出，遇高电平，电子开关则连通没相移的本地载波上然后输出。 图1 2PSK信号的模拟调制原理框图 图2 2PSK信号的相位键控调制原理框图 2. 2PSK的解调原理 2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调器原理框图如图3所示。在相干解调中，如何得到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波是个关键问题。至于解调的方式，因为双极性不归零码在“1”和“0”等概时没有直流分量，所以2PSK信号的功率谱密度是无载波分量，必须用相干解调的方式。 过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波相乘，然后通过低通滤波器，再进行抽样判决恢复数据。当恢复相干载波产生180度倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象
MPSK调制解调
多进制数字相位调制（MPSK） 1前言：VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可是部分,及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。 2设计主题 2.1设计目的 （1）.掌握MPSK的设计原理 （2）.掌握MPSK的VHDL设计 2.2 MPSK的设计原理 多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代 表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波有2k 个相位，它可以代表 k位二进制码元的不同码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移 键控和多进制相对（差分）相移键控。 下面以四相相位调制为例进行讨论。四相调相信号是一种四状态符号，即符号有00、01、10、11四种状态。所以，对于输入的二进制序列，首先必须分组，每两位码元一组。然后根据组合情况，用载波的四种相位表征它们。这种由两个码元构成一种状态的符号码 元称为双比特码元。同理，k位二进制码构成一种状态符号的码元则称为k比特码元、四 相PSK（4PSK）信号实际是两路正交双边带信号。串行输入的二进制码，两位分成一组。若前一位用A表示，后一位用B表示，经串/并变换后变成宽度加倍的并行码（A、B码元在时间上是对齐的）。再分别进行极性变换，把单极性码变成双极性码，然后与载波相乘，形成正交的双边带信号，加法器输出形成4PSK信号。显然，此系统产生的是π／4系统PSK信号。如果产生π／2系统的PSK信号，只需把载波移相π／4后再加到乘法器上即可。
2psk调制解调实验报告
基于SystemView的二进制相位键控（2PSK）的键控调制、 相干解调的仿真实现及其性能分析 一、实验目的 1、了解2PSK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2PSK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。 二、系统仿真任务： 1. 码元传输速率：20kBd； 2. 设计一数字频带传输系统，并使用SystemView软件进行仿真； 3. 获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击 相应和幅频特性曲线； 4. 获取主要信号的功率谱密度； 5. 获取不同信噪比下的眼图（至少5个）及星座图（星座图为选作内容）； 6. 测试不加噪声条件下的误码率，获取误码率曲线； 7.数据分析及心得体会要求手写； 8. 相干载波的提取为选作内容。 三、原理简介 1、2PSK的产生： 模拟法和数字键控法，就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。 而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。 图1、2psk信号键控调制产生 2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。
2、2PSK的解调系统： 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。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下： 图2、2psk信号解调各点时间波形 四、系统组成框图及图符参数设置 4.1 2PSK信号的产生 图3、键控法产生2PSK信号框图 表1：2psk产生图符参数设置
2PSK调制解调系统的设计与仿真
郑州航空工业管理学院 《电子信息系统仿真》课程设计 13 级电子信息工程专业81 班级 题目2PSK调制解调系统设计与仿真 姓名韩啟典学号131308109 指导教师王丹 二О一五年12 月10 日
一，MATLAB软件简介 MATLAB（矩阵实验室）是一种专业的计算机程序，它是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发，数据可视化，数据分析以及工程科学的矩阵数学运算。在以后几年里，逐渐发展为一种极其灵活的计算体系，用于解决各种重要的技术问题。它Mathematica以及Maple并称为三大数学软件。Matlab程序执行MATLAB语言，并提供了一个极其广泛的预定义函数库，这样就使得技术工作变的简单高效。 MATLAB是一个庞大的程序，拥有难以置信的各种丰富的函数，基本的MATLAB语言已经拥有了超过1000多个函数，而它的工具包带有更多的函数，由此扩展了它在许多专业领域的能力。 二，理论分析 2.1，2PSK调制解调系统设计与仿真的原理 调制原理：2PSK调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器。 开关电路 2PSK信号的调制原理框图
解调原理：2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决。 2psk信号的解调原理框图 2.2，程序清单 clear all; close all; fs=7e4;%抽样频率 fm=14e3;%基带频率 n=3*(7*fs/fm); final=(1/fs)*(n-1); fc=3e4;%载波频率 t=0:1/fs:(final); Fn=fs/2;%奈奎斯特频率
PSK调制解调实验报告模板(完整版)
报告编号：YT-FS-6272-64 PSK调制解调实验报告模 板(完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity
PSK调制解调实验报告模板(完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性 能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路 调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台
7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图
PSK调制解调实验报告
PSK调制解调实验报告 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制，绝对移相键控是用输入的基带信号选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相
键控采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，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37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端、模拟开关B：CD4066 的输入端，在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关 A 的输入控制端，它反极性加到模拟开关 B 的输入控制端。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输出π相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02 合路叠加
2psk信号调制解调
三、2psk信号调制解调 2psk信号的调制不能采用包络检测的方法，只能进行相干解调，其原理框图如下： 不考虑噪声时，带通滤波器输出可以表示为 y(t)=cos(wct+Φn) 式中Φn为2psk信号某一码元的初相。Φn=0时，代表数字“0”，Φn=π时，代表数字“1”。与同步载波COSwct相乘后，输出为 Z(t)=COS(wct+Φn) COSwct=1/2cosΦn+1/2cos(2wct+Φn) 经过低通滤波器滤除高频分量，得解调输出为 根据发送端产生2psk信号时Φn代表数字信息1或0的规定，以及接收端x（t）与Φn 的关系特性，抽样判决器的判决准则为 其中，x为x（t）在抽样时刻的值。 2psk信号相干解调的过程实际上就是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程，故常称为极性比较解调。 Matlab程序实现 clear ; close all; fs=8e5; %抽样频率 fm=20e3; %基带频率 n=2*(6*fs/fm); final=(1/fs)*(n-1); fc=2e5; % 载波频率 t=0:1/fs:(final); Fn=fs/2; %耐奎斯特频率 %用正弦波产生方波
twopi_fc_t=2*pi*fm*t; A=1; phi=0; x = A * cos(twopi_fc_t + phi); % 方波 am=1; x(x>0)=am; x(x<0)=-1; figure(1) subplot(321); plot(t,x); axis([0 2e-4 -2 2]); title('基带信号'); grid on car=sin(2*pi*fc*t); %载波 ask=x.*car; %载波调制 subplot(322); plot(t,ask); axis([0 200e-6 -2 2]); title('PSK信号'); grid on; %===================================================== vn=0.1; noise=vn*(randn(size(t))); %产生噪音 subplot(323); plot(t,noise); grid on; title('噪音信号'); axis([0 .2e-3 -1 1]); askn=(ask+noise); %调制后加噪 subplot(324); plot(t,askn); axis([0 200e-6 -2 2]); title('加噪后信号'); grid on; %带通滤波 fBW=40e3; f=[0:3e3:4e5];