1、 7 n(2)2PSK的调制:开关电路(b)(3) 2PSK言号:图2 2PSK信号示意图(4) 2PSK勺相干解调: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。图中各点信号波形如下:(5)倒二现象: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。实际 通信时,系统中分频器可能发生状
2、态转移, 锁相环的稳定状态也可能 发生转移,所以参考基准相位的跳变是可能的,这样采用 2PSK方式就会在接收端发生完全相反的恢复。2平方环提取载波2PSK的相干解调中需要本地载波,平方环法是设法从接收信号 中提取同步载波。PSK信号虽然本身不直接含有载波分量,但经过某 种非线性变换后,将出现载波的谐波分量,可以再利用分频器提取出 载波分量。原理框图如下,接收信号进行平方变换后包含有倍频 2c分量, 若用一窄带带通滤波器将2 . c滤出,再进行二分频就能获得所需的载 波。为使提取的载波更纯净,用锁相环代替窄带滤波器;另外,二分 频电路使提取的载波信号可能存在 180相位模糊问题。锁相环图5平方环
3、法提取载波原理图(1)锁相环结构:锁相环由鉴相器、低频滤波器、以及压控振荡器组成,鉴相器可由乘法器来实现,鉴相器输出的相位误差信号经过滤波,作为振荡器的控制信号,而振荡器的输出又反馈到鉴相器,与输 入的倍频信号进行比较。锁相环是一个相位负反馈系统,锁定后,压 控振荡器的输出信号的频率为 160kHz,相位跟踪输入信号,有一个 微小误差。(2)锁相环工作在可能锁定的任何一个稳定平衡点上,经分频器恢 复出的相干载波可能与所需要的理想的本地载波同相或反相, 会使得解调出的数字信号极性完全相反,1、0倒置。克服相位模糊最常用 的是差分编码。3.系统仿真利用SYSTEMVIE进行2PSK系统调制解调和提
4、取相干载波的仿真,1.仿真原理图如下:图6 2PSK系统仿真图(1)器件6是基带信号,频率为20kHz; 2是正弦载波,80kHz, 3是反相。器件5在数字基带信号控制下选择输出 sin或cos波, 用键控方式完成2PSK信号调制,4显示2PSK信号。(2)器件6、7、& 9、10、13构成平方环电路,提取载波。其中,6是倍频,7是中心160kHz的带通,滤除倍频以外的频率信号;89、10构成锁相环,乘法器8完成鉴相,低通滤波器9截止频率是150Hz, VC010频率160kHz,锁相环将频率稳定在倍频 160kHz;分频器13输出80kHz的方波。(3)器件16、17、18、29完成相干解调
5、。已调信号和载波在器件16相乘,低通滤波器17截止频率21kHz,取包络信号,在比较器18与0比较,大于0,输出1;小于0,输出0。2系统仿真运行后,关键点波形如下:(为了清楚显示各信号对应关系,图7图10只截取了仿真的一部分)Sink 125Oe-0-TU4 二矍图7数字基带信号(20kHz)2l0e-B 2Weh6 370e-BinoJS,二三一逞210&62&oe330*61706290*Time in StcondsSySEemView图9提取的方波载波(80kHZ)图10已调信号与相干载波相乘的波形原始信号解调输出 _ _11_ _图11原始基带信号与解调后波形对比可以看出,输出结果
6、和原信号相比只有一个很小的时延,但基本 相同,说明基带信号在该系统中完成了正确传输。4.电路设计应用Altium Designer软件进行电路设计和PCB制作,平方环载 波提取的电路设计主要有四个模块:稳压电源、倍频、锁相环、二分 频,具体电路在数据手册中可以查到; 主要用到的芯片是:MC1496、 MC14046、CD4013B,并添加了各芯片的集成库。1各模块电路:(1)稳压电源应用常见的7805 7905三端稳压集成电路,输出一 5V典型值电压VRIVCC图12稳压电源(2)倍频器MC1496的本质是乘法器,在它的两个输入端都输入2PSK信号, 则可用做倍频器。倍频器电路可在数据手册中找
7、到,但 R18电阻值因电源电压值而有所不同,可计算得:V /R18 VD -50 -3.8k1,Vd =07V,| 5 = 1mA.I 5CIO叭F图13倍频器电路(3)锁相环MC14046内部包含相位比较器、压控振荡器和一些辅助电路, 外接一个低通滤波器即可构成锁相环。只有和160kHz频率差小于低通截止频率150Hz的信号才会对锁相环电路工作产生影响根据f低=2“c =150,C=47Pf(低通常用)计算得R3=24k。2 Fin M Pt AIN a PCB1KVDDVCOinVCOIN CIA CIBRlR2INHSFOUT4讥工心XOOUTLDPCIOUTIX:2OIJT2_547p
8、F100K图14锁相环电路(4)分频器CD4013B是双触发器,应用其中一路,很容易实现方波二分频。VCOoulQI0102 f 1 L k ResellClwk2 彳DIRcscl?D2VSSSet:U414CD40I.FiIJOTr-4(5)原理图总览图16原理图2.PCB布线对原理图进行编译,导入 PCB文件中,采用手动调节和自动布 线结合的方法进行PCB的绘制,布线结果如下页图1719: 3遇到的问题及解决办法(1)应用示例电路时应考虑具体环境,电源电压、信号频率等。(2)PCB制图时地线需加粗,设为 30mil。(3)第一次PCB制图时没有安放输入输出信号孔RR33 倉2C21R -
9、nu斗匚R,R-c wc回理轸筹雷昌lOUTPUT 倉1 3 L 1 3INPUT257r图18 PCB底层32 oR-SI承 1R-uOUTPUTR25图17 PCB制图结果R21五.数据手册中的示例电路*CC12VfcMC1496a j vjc100AA/V扎拆:T;醜l+0k 2 *恰“右 Ig 1M 汕篇输叶IbVdcMFigure 30. Low-Frequency Doublertoo is vac i: CjK-图18 1496用作倍频器示例PCAineFREQLENCYrPC Bini r图19 14046和低频滤波器构成的锁相环示例课程设计报告设计题目:2PSK调制解调和平方环载波提取学 院: 通信工程 学 生: 李婷 01111175 李慧芬 01111219完成时间: 2015 年1月15日
copyright@ 2008-2023 冰点文库 网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备19020893号-2