2DPSK数字调制器的研究与设计毕业论文答辩版11405010125李恒

华中师范大学武汉传媒学院毕业论文(设计)2DPSK数字调制器的研究与设计院系：传媒技术学院专业：电子信息工程班级：B1101班姓名：李恒学号：11405010125指导教师：谈新权2015年5月7日2DPSK数字调制器的研究与设计TheResearchandDesignof2DPSKDigitalModulatorI摘要数字相位调制广泛应用于通信领域。2DPSK是一种基本的相移键控。PSK调制通常有两种实现方法：乘法器法和相位选择法。本文采用相位选择法实现PSK调制。文章首先介绍了两种实现方法的电路框图。接着论述了相位选择法实现2DPSK调制的各部分电路设计。相位选择开关采用了集成芯片74HC4051，这种模拟开关可通过三位数字信号的控制从8路模拟信号中选通其中的一路输出。本文中只用了二选一开关。用一位数字信号的高低电平选出其中的一路信号，即选出初始相位为0°或180°的载波。从而实现了2DPSK的调制。文中还详细介绍了其他单元电路的设计，包括低通滤波电路，载波放大和形成电路，以及调制输出电路。论文最后完成了用Protel设计的总体电原理图。关键词：数字通信数字调制相移键控相对相移键控IIAbstractDigitalphasemodulationiswidelyusedinthefieldofcommunication.2DPSKisakindofbasicphaseshiftkeying.PSKusuallyhavetwowaystorealizethemodulation:multipliermethodandthephaseselectionmethod.ThephaseselectionmethodisadoptedtorealizePSKmodulationinthispaper.Twomethodsareintroducedtorealizecircuitdiagramfirst.Thendiscusseseddesignofcircuitthatisthephaseselectionmethodtorealize2DPSKmodulation.Theintegratedchip74HC4051isadoptedasthephaseselectionswitchwhichcanbecontrolledby3bitdigitalsignalssothatachannelsignalisselectedfromeightanalogsignnals.Oneoftwoswitchisonlyusedforthispaper.Highandlowlevelofadigitalsignalareusedtochooseoneofthesignals,thatselectestheinitialcarrierphasethatis0degreesor180degrees.Inordertothemodulationof2DPSKmodulationisachieved.Andthedesignoftheothercircuitunitareintroducedinthispaper,includinglowpassfiltercircuit,amplifyingcircuitandtheformationofcarriermodulation,andtheoutputcircuitofmodulation.Finally,ThewholedesignoftheelectricalschematicdiagramiscompletedbyusingtheProtel.Keyword:DigitalCommunicationDigitalModulationPhaseShiftKeyingRelativePhaseShiftKeyingIII目录摘要................................................................IAbstract...............................................................II目录..............................................................III绪论................................................................11总体方案设计........................................................21.12PSK的乘法器实现.................................................21.22PSK的相位选择法的实现...........................................31.3相对调相..........................................................32单元电路设计........................................................62.1低通滤波器设计....................................................62.2载波放大与形成电路................................................62.3模拟开关MC74HC4051介绍（2DPSK调制器）...........................72.4调制输出电路设计.................................................82.5差分编码器电路设计...............................................83Protel99SE介绍...................................................93.1protel99se主要的功能模块.......................................103.2protel99se的组成...............................................103.3protel99se的基本操作...........................................103.4电路原理总图....................................................11结束语...............................................................13参考文献.............................................................15致谢.................................................................161绪论数字调相（PSK)是一种基本的数字调制，数字调相适合于非线性衡参信道。2DPSK调制与解调都比较容易实现。通信系统中的一些现代高效调制技术一般都是从2DPSK或2PSK调制演变过来的，或者以此为基础发展起来的[1]。2DPSK数字调制国内的发展：当今社会通信信号调制识别成为研究热点之一，国内外都有相关方面的研究，并且取得很好的结果。近十年来，随着计算机，人工智能，模式识别和信号处理技术的飞速发展。数字调制传输在现代通信中发挥着越来越重要的作用，2PSK及2DPSK是数字调制传输两种常用的方式，PSK是由载波相位来表示信号占和空或者二进制1,0。对于有线线路商行较高的数据传输速率，可能发生4个或8个不同的相移，系统要求在接收机上有精确和稳定的参考相位来分辨所使用的各种相位。数字调制传输在现代通信中发挥着越来越重要的作用，2PSK及2DPSK是数字调制传输两种常用的方式，PSK是由载波相位来表示信号占和空或者二进制1,0[2]。对于有线线路商行较高的数据传输速率，可能发生4个或8个不同的相移，系统要求在接收机上有精确和稳定的参考相位来分辨所使用的各种相位。本文主要研究的是如何用键控法实现二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记作2DPSK。不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息[3]。所谓相对载波相位是指本码元初相与前一码元初相之差。下面我们就设计相移键控的单元电路的各个部分，对2DPSK的基带信号进行调制，得到调制以后对应的基带信号[4]。21总体方案设计1.12PSK的乘法器实现数字调相（PSK)是一种基本的数字调制，它适合于非线性衡参信道。2DPSK调制与解调都比较容易实现。通信系统中的一些现代高效调制技术一般是从2PSK或2DPSK调制演变过来的，或者以此为基础发展起来的。根据设计要求，首先写出了研究PSK数字调制器的分析方法与方法[5]。然后设计2DPSK调制器，画出2DPSK逻辑框图，接着对设计的器件进行选择与介绍，最后用Protel99se画出所设计的电路原路图。在这里要先对2DPSK乘法器的实现做一个描述。数字通信最简单的调制器是2PSK调制器也称为二相相移键控，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。表达式为：)](cos[tSttwAc）（（1-1）式中取值0或π是由数字信息比特取“1”或“0”决定。BPSK的信号可表达为：1btcosw0tw(cost0btcoswtwcos)t(kcckcc，））（，π）（AASAAS（1-2）1b1t0b1tkk，）（，）（DD（1-3）tcoswttcADS）（）（（1-4）根据BPSK的信号表达式，模拟乘法器实现2DPSK调制器的原理图如图1-1所示。图1-1模拟乘法器实现2DPSK调制原理框图图中BPSK的信号经过电平转换得到信号时域信号D（t），再与时域信号相乘得到最后的调制信号S（t）。31.22PSK的相位选择法的实现在所学过的调制方法当中有直接调相法;乘法器；相位选择法；脉冲插入法等方法，这里要用到的是相位选择法法，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：S(t)=Acos[ωct+θ(t)]式中取值0或π是由数字信息比特取“1”或“0”决定[6]。在实际应用中，2PSK调制器分为绝对调相和相对调相两种。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,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[7]。相位选择法2DPSK调制器框图如图1-1所示。图1-22PSK数字调制方框图1.3相对调相相对调相（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。在2psk信号中，调制信号“1”和“0”值分别对应两个确定的载波相位（比如“0”和“π”），即利用载波器相位的绝对数值携带数字信息，因此可称为“绝对调相”,利用前后码元载波器相位相对数值4的变化也同样可以传送数字信息，这就是“相对调相”。相对调相信号的产