psk移相键控调制电路设计与制作

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1、PSK移相键控调制电路设计与制作一、目的1．掌握二相BPSK（DPSK）调制的工作原理及电路组成。2．了解载频信号的产生方法。3．掌握二相绝对码与相对码的码型变换方法。二、、原理绝对移相键控（PSK）是采用直接调相法来实现，也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。图1是二相PSK（DPSK）调制器电路框图，图2是它的电原理图。图1二相PSK（DPSK）调制器电路框图（一）电路基本工作原理数字相位调制又称为移相键控。它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。通常又可把它分成绝对移相与相对移

2、相两种方式。绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。那么，怎样才能让载波不同相位的绝对值来传递数字信息呢？如果让所需传输的数字基带信号控制载波相位改变，而载波的振幅和频率都不变，那么就得到载波的相位发生变化的已调信号，我们把这种调制方式称为数字相位调制。即移相键控PSK调制。PSK在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。当传送消息为一随机序列时，例如话音信号经过编码后的数字

3、信号或其它数据信号，则传送的调相信号也相应的为一随机的振荡序列，其相位与传送消息相对应，如图3所示。下面对图2中的电路作一分析：图2PSK移相键控调制实验电原理图图3二相PSK调制信号波形1．内载波发生器电路如图4所示。图41.024MHz内载发生器图4从电路中可知，来自信号发生器的1.024MHz方波信号输入至C3的耦合电容上，由L1、C4、C5可调电容，将1.024MHz方波信号变换成1.024MHz的正弦波信号，其中调节R5可改变输出信号的幅波，由BG1等组件组成的是射随器电器，它起隔离作用。输出信号送至

4、载波信号转换开关K1的1脚。内载波亦可由K1切换成512K正弦波。2．载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器，在本实验电路中，如图5所示，电路由U4（LM318）、R10、R11组成，来自1.024MHz载波信号经电阻R10输入到高速运放LM318的反相输入端2脚，在运放的输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使后面的合路后的0相载波与π相载波的幅度相等，在载波倒相器电路中加了增益调整电位器R11。3．信码反相器由U1：C（74LS04）组成。4．模拟开关相乘器对载波的相移键控是用乘法器来

5、实现的，常用的乘法器有环行调制器、模拟乘法器集成电路以及模拟开关电路等，本实验采用的是模拟开关4066作乘法器，电路如图5右半部分。4066是一种4路双向模拟开关，其中每一路引脚互相独立。图5载波倒相器，模拟开关相乘器下面再作详细分析4066多路多向模拟开关在本实验电路中的工作原理。从图可知。0相载波与π相载波分别加到模拟开关1：U5A的输入端（1脚）、模拟开关2：U5B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1的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关2的输入控制端（12脚）。用来

6、控制两个同频反相载波的通端。当信码为“1”码时，模拟开关1的输入控制端为高电平，模拟开关1导通，输出0相载波，而模拟开关2的输入控制端为低电平，模拟开关2截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关1的输入控制端为低电平，模拟开关1截止。而模拟开关2的输入控制端却为高电平，模拟开关2导通。输出π相载波，两个模拟开关的输出通过载波输出控制开关K3合路迭加后输出，即为二相PSK调制信号，波形如图6所示。图6模拟开关乘相器工作波形5．差分编码器在数据传输系统中，由于相对移相键控调制具有干抗干扰噪声能力强，在相同的信噪比条

7、件下，可获得比其它调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而这种方式广泛应用在实际通信系统中。DPSK调制是采用码型变换法加绝对调相来实现，即把数据信息源（如：伪随机码发生器输出的伪随机码序列、增量调制编码器输出的数据信号或脉冲编码调制PCM编码器输出的数字信号）作为绝对码序列｛an｝，通过差分编码器变成相对码序列｛bn｝，然后再用相对码序列｛bn｝，进行绝对移相键控，此时该调制的输出就是DPSK已调信号。图7是绝对与相对码转换电路，即差分编码器电路。图7差分编码器电路上面已对绝对移相作了分析，那么相对

8、移相的含义是什么？所谓相对移相，就是利用载波相位的相对值来传递信息，也就是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息，所以也称为“差分移相”。“绝对移相”的原理提出还是比较早的，然而由于技术实现上的困难，一直未能在实际系统中推广应用，只是后来提出了“相对移相”后，才使移相键控付诸于实现。理论分析和实际试验证明：在恒参信道下，移相键控比振幅键控、频率键控，不但具有较高的抗干扰性能，而且可更