二進制相移鍵控(2psk)調制電路課程設計

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數字信息，而振幅和頻率保持不變。傳統(tǒng)的2PSK（二進制相位鍵控）調制可采用直接調相法即雙極性數字基帶信號與載波直接相乘的方法，也可以采用相位選擇法即由振蕩器和反相器電路來實現調制的方法。對數字信息進行調制可以便于信號的傳輸；實現信道復用；改變信號占據的帶寬；改善系統(tǒng)的性能。</p>

2、;<p>　　相移鍵控在數據傳輸中,尤其是在中速和中高速的數傳機中得到了廣泛的應用。相移鍵控有很好的抗干擾性,在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。二進制移相鍵控(2PSK)方式是載波相位按基帶脈沖序列的規(guī)律而改變的一種數字調制方式，和模擬調制不同的是，由于數字基帶信號具有離散取值的特點，所以調制后的載波參量只有有限的幾個數值，因而數字調制在實現的過程中常采用鍵控的方法，就像用數字信息去控制開關一樣，根據數字基帶信號的兩個電

3、平，使載波相位在兩個不同的數值之間切換的一種相位調制方式。當兩個載波相位相差180度時，此時稱為反向鍵控，也稱為絕對相移方式。</p><p>　　本次設計實驗旨在將理論和實踐地結合。依據所學知識，利用Multisim軟件進行實驗電路設計和仿真。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設計實驗目的1</p&g

4、t;<p>　　1．掌握二進制相移鍵控調制的概念。1</p><p><b>　　二、設計指標1</b></p><p>　　三、原理框圖介紹1</p><p>　　四、單元電路設計2</p><p>　　1.載波發(fā)生器模塊—555脈沖發(fā)生電路2</p><p><b

5、>　　2.載波倒相器5</b></p><p><b>　　3.信碼反相器5</b></p><p>　　4.模擬開關CD40665</p><p>　　五、整體電路圖設計與仿真6</p><p>　　1.整體電路圖設計說明6</p><p>　　2.總電路圖及仿真結果

6、6</p><p><b>　　六、設計總結8</b></p><p><b>　　參考文獻8</b></p><p>　　附件二：元器件清單9</p><p><b>　　一、設計實驗目的</b></p><p>　　1．掌握二進制相移鍵控調制

7、的概念。</p><p>　　2．實現二進制相移鍵控（2PSK）調制電路的設計。</p><p><b>　　二、設計指標</b></p><p>　　1．設計一個2PSK調制器，用鍵控法產生2PSK偽隨機序列1110010周期信號。</p><p>　　2．要求調制器的載波頻率為100KHz。 </p>

8、<p><b>　　三、原理框圖介紹</b></p><p>　　在PSK調制時，載波的相位隨調制信號狀態(tài)不同而改變。如果一個波比另一個波相差半個周期，我們說兩個波的相位差180度，也就是反相。當傳輸數字信號時，“1”碼控制發(fā)180度相位，“0”碼控制發(fā)0度相位。 PSK也可分為二進制PSK（2PSK或BIT/SK）和多進制PSK（MPSK）。在這種調制技術中，載波相位只有

9、0和π兩種取值，分別對應于調制信號的“0”和“1”。傳“1“信號時，發(fā)起始相位為π的載波；當傳“0”信號時，發(fā)起始相位為0的載波。2PSK的調制原理如下圖所示：</p><p>　　圖1 2PSK調制原理圖</p><p>　　圖2 2PSK時間波形圖

10、 </p><p><b>　　四、單元電路設計</b></p><p>　　1.載波發(fā)生器模塊—555脈沖發(fā)生電路</p><p>　?。?）555定時器的介紹</p><p>　　555定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規(guī)模集成器件，它不僅用于信號的產生和變換，還常用于控制與檢測電路中。555定時器的電源電

11、壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，輸出驅動電流約為200mA。</p><p>　　555的內部電路框圖和外引腳排列圖。</p><p>　　圖3 555電路的內部電路</p><p>　?。?）555電路的工作原理</p><p>　　它內部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個RS觸發(fā)器，一個放電管T及功率輸出級。它們分別使高電平比

12、較器A1同相輸入端和低電平比較器A2反相輸入端的參考電壓分別為VCC/3和2VCC/3，A1和A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電開關狀態(tài)。當輸入信號輸入并大于VCC/3時，觸發(fā)器復位，555的輸出3腳輸出低電平，同時放電，開關管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于2VCC/3時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關管截止。RESET是復位端，當其為0時。</p><p>　　(3)方波發(fā)生器電路及仿真

13、結果</p><p>　　圖4 載波發(fā)生器電路</p><p>　　圖5 載波發(fā)生電路仿真圖</p><p>　　(4)正弦波發(fā)生器電路及仿真結果</p><p>　　圖6 正弦波發(fā)生器電路</p><p>　　圖7 正弦波發(fā)生器仿真圖</p><p><b>　　2.載波倒相器<

14、;/b></p><p><b>　　圖8反相器 </b></p><p>　　模擬信號的倒相通常采用運放倒相器。如4.4.1所示，電路由U2，R8，R10，R11組成，來自內載波發(fā)生器產生的正弦波輸入到反相器的輸入端13腳，在輸出端即可得到一個反象的載波信號，即π相載波信號。</p><p>　　圖9同相反相波形對比圖</p>

15、;<p><b>　　3.信碼反相器</b></p><p>　　由U4B：74LS04N組成</p><p>　　4.模擬開關CD4066</p><p>　　CD4066是四雙向模擬開關，主要用作模擬或數字信號的多路傳輸，具有比較低的導通阻抗，導通阻抗在整個輸入信號范圍內基本不變。CD4066由四個相互獨立的雙向開關組成，每個

16、開關有一個控制信號，開關中的p和n器件在控制信號作用下同時開關。這種結構消除了開關晶體管閾值電壓隨輸入信號的變化，因此在整個工作信號范圍內導通阻抗比較低。與單通道開關相比，具有輸入信號峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號范圍內導通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點。 </p><p>　　五、整體電路圖設計與仿真</p><p>　　1.整體電路圖設計說明</p><p>

17、　　在本次設計實驗中，由555振蕩器及其它原件組成的單諧振蕩器電路產生頻率為100KHz的方波信號，經由三級濾波電路時濾除多次諧波，產生了頻率為100KHz的正弦波信號。該正弦波信號一路由載波倒相器輸入模擬開關CD4066的4號引腳，另外一路直接輸入到模擬開關CD4066的1號引腳。脈沖信號通過模擬開關CD4066的5號引腳和13號引腳來控制開關的閉合狀態(tài)（高電平時接通，低電平時斷開）：當為“1”碼時，通過對5號引腳的控制將由4號引腳輸

18、入的π相正弦波信號從3號引腳輸出；當為“0”碼時，通過對13號引腳的控制將由1號引腳輸入的0相正弦波信號從2號引腳輸出。最終將2號引腳和3號引腳輸出的信號相加即為調制后的2PSK信號。</p><p>　　2.總電路圖及仿真結果</p><p>　　圖10總電路圖 </p><p>　　圖11總電路圖仿真結果</p><

19、;p><b>　　六、設計總結</b></p><p>　　作為一名通信工程專業(yè)大三的學生，我覺得這次試驗設計非常有意義。這次課程設計我做的課題是2PSK調制，它使我們將所學到的數電、模電、高頻、通信原理的知識得以應用，通過此次課程設計，我不僅加深了對2PSK調制理論的理解，而且對實現2PSK信號有了進一步了解。</p><p>　　我們主要是進行了軟件仿真，雖

20、然我們所設計的系統(tǒng)不復雜，但由于第一次接觸Multisim軟件,不得不先學習軟件如何安裝使用，幸好陳老師把如何使用該軟件的資料發(fā)給了我們。在計算機仿真過程中，可以說一波三折，設計圖在計算機仿真中問題太多，造成系統(tǒng)仿真結果出不來、模塊仿真不能實現等等, 但在陳老師的幫助和我們的共同努力下，在第3天終于把系統(tǒng)仿真完成了，在接下來的時間里，進行模塊仿真和書寫報告。</p><p>　　這次課程設計，使我堅定了我在以后的

21、學習中要認真學好基礎知識，把學到的知識靈活地運用到實踐中去，達到學有所用的地步</p><p>　　在此，非常感謝我們的陳昊老師，謝謝您在這一周的實驗設計中對我們的指導和幫助。謝謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、樊昌信 主編《通信原理》國防工業(yè)出版社</p><p>　　2、侯麗

22、華 主編《通信電子線路》清華大學出版社</p><p>　　3、通信原理實驗指導書</p><p>　　4、康華光 主編《電子技術基礎》高等教育出版社</p><p>　　5、樊昌信 編著《通信原理教程》電子工業(yè)出版社</p><p>　　6、電腦輔助電路設計－multisim2001/韋思健 中國鐵道出版社</p><p