二進(jìn)制相移鍵控(2psk)調(diào)制電路課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　相移鍵控是利用載波的相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。傳統(tǒng)的2PSK（二進(jìn)制相位鍵控）調(diào)制可采用直接調(diào)相法即雙極性數(shù)字基帶信號(hào)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(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法。對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行調(diào)制可以便于信號(hào)的傳輸；實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用；改變信號(hào)占據(jù)的帶寬；改善系統(tǒng)的性能。</p>

2、;<p>　　相移鍵控在數(shù)據(jù)傳輸中,尤其是在中速和中高速的數(shù)傳機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)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(jìn)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(shù)字調(diào)制方式，和模擬調(diào)制不同的是，由于數(shù)字基帶信號(hào)具有離散取值的特點(diǎn)，所以調(diào)制后的載波參量只有有限的幾個(gè)數(shù)值，因而數(shù)字調(diào)制在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中常采用鍵控的方法，就像用數(shù)字信息去控制開(kāi)關(guān)一樣，根據(jù)數(shù)字基帶信號(hào)的兩個(gè)電

3、平，使載波相位在兩個(gè)不同的數(shù)值之間切換的一種相位調(diào)制方式。當(dāng)兩個(gè)載波相位相差180度時(shí)，此時(shí)稱(chēng)為反向鍵控，也稱(chēng)為絕對(duì)相移方式。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)旨在將理論和實(shí)踐地結(jié)合。依據(jù)所學(xué)知識(shí)，利用Multisim軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)和仿真。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?</p&g

4、t;<p>　　1．掌握二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制的概念。1</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)指標(biāo)1</b></p><p>　　三、原理框圖介紹1</p><p>　　四、單元電路設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)CD40665</p><p>　　五、整體電路圖設(shè)計(jì)與仿真6</p><p>　　1.整體電路圖設(shè)計(jì)說(shuō)明6</p><p>　　2.總電路圖及仿真結(jié)果

6、6</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)8</b></p><p>　　附件二：元器件清單9</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1．掌握二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制

7、的概念。</p><p>　　2．實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）調(diào)制電路的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)一個(gè)2PSK調(diào)制器，用鍵控法產(chǎn)生2PSK偽隨機(jī)序列1110010周期信號(hào)。</p><p>　　2．要求調(diào)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(diào)制時(shí)，載波的相位隨調(diào)制信號(hào)狀態(tài)不同而改變。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，我們說(shuō)兩個(gè)波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，“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(jìn)制PSK（2PSK或BIT/SK）和多進(jìn)制PSK（MPSK）。在這種調(diào)制技術(shù)中，載波相位只有

9、0和π兩種取值，分別對(duì)應(yīng)于調(diào)制信號(hào)的“0”和“1”。傳“1“信號(hào)時(shí)，發(fā)起始相位為π的載波；當(dāng)傳“0”信號(hào)時(shí)，發(fā)起始相位為0的載波。2PSK的調(diào)制原理如下圖所示：</p><p>　　圖1 2PSK調(diào)制原理圖</p><p>　　圖2 2PSK時(shí)間波形圖

10、 </p><p><b>　　四、單元電路設(shè)計(jì)</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(shí)器的介紹</p><p>　　555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它不僅用于信號(hào)的產(chǎn)生和變換，還常用于控制與檢測(cè)電路中。555定時(shí)器的電源電

11、壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA。</p><p>　　555的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖。</p><p>　　圖3 555電路的內(nèi)部電路</p><p>　?。?）555電路的工作原理</p><p>　　它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。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(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)輸入并大于VCC/3時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于2VCC/3時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管截止。RESET是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)。</p><p>　　(3)方波發(fā)生器電路及仿真

13、結(jié)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(jié)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(hào)的倒相通常采用運(yùn)放倒相器。如4.4.1所示，電路由U2，R8，R10，R11組成，來(lái)自?xún)?nèi)載波發(fā)生器產(chǎn)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(gè)反象的載波信號(hào)，即π相載波信號(hào)。</p><p>　　圖9同相反相波形對(duì)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(kāi)關(guān)CD4066</p><p>　　CD4066是四雙向模擬開(kāi)關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸，具有比較低的導(dǎo)通阻抗，導(dǎo)通阻抗在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi)基本不變。CD4066由四個(gè)相互獨(dú)立的雙向開(kāi)關(guān)組成，每個(gè)

16、開(kāi)關(guān)有一個(gè)控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)中的p和n器件在控制信號(hào)作用下同時(shí)開(kāi)關(guān)。這種結(jié)構(gòu)消除了開(kāi)關(guān)晶體管閾值電壓隨輸入信號(hào)的變化，因此在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。與單通道開(kāi)關(guān)相比，具有輸入信號(hào)峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　五、整體電路圖設(shè)計(jì)與仿真</p><p>　　1.整體電路圖設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>

17、　　在本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，由555振蕩器及其它原件組成的單諧振蕩器電路產(chǎn)生頻率為100KHz的方波信號(hào)，經(jīng)由三級(jí)濾波電路時(shí)濾除多次諧波，產(chǎn)生了頻率為100KHz的正弦波信號(hào)。該正弦波信號(hào)一路由載波倒相器輸入模擬開(kāi)關(guān)CD4066的4號(hào)引腳，另外一路直接輸入到模擬開(kāi)關(guān)CD4066的1號(hào)引腳。脈沖信號(hào)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)CD4066的5號(hào)引腳和13號(hào)引腳來(lái)控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)（高電平時(shí)接通，低電平時(shí)斷開(kāi)）：當(dāng)為“1”碼時(shí)，通過(guò)對(duì)5號(hào)引腳的控制將由4號(hào)引腳輸

18、入的π相正弦波信號(hào)從3號(hào)引腳輸出；當(dāng)為“0”碼時(shí)，通過(guò)對(duì)13號(hào)引腳的控制將由1號(hào)引腳輸入的0相正弦波信號(hào)從2號(hào)引腳輸出。最終將2號(hào)引腳和3號(hào)引腳輸出的信號(hào)相加即為調(diào)制后的2PSK信號(hào)。</p><p>　　2.總電路圖及仿真結(jié)果</p><p>　　圖10總電路圖 </p><p>　　圖11總電路圖仿真結(jié)果</p><

19、;p><b>　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　作為一名通信工程專(zhuān)業(yè)大三的學(xué)生，我覺(jué)得這次試驗(yàn)設(shè)計(jì)非常有意義。這次課程設(shè)計(jì)我做的課題是2PSK調(diào)制，它使我們將所學(xué)到的數(shù)電、模電、高頻、通信原理的知識(shí)得以應(yīng)用，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)2PSK調(diào)制理論的理解，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)2PSK信號(hào)有了進(jìn)一步了解。</p><p>　　我們主要是進(jìn)行了軟件仿真，雖

20、然我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不復(fù)雜，但由于第一次接觸Multisim軟件,不得不先學(xué)習(xí)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(jì)算機(jī)仿真過(guò)程中，可以說(shuō)一波三折，設(shè)計(jì)圖在計(jì)算機(jī)仿真中問(wèn)題太多，造成系統(tǒng)仿真結(jié)果出不來(lái)、模塊仿真不能實(shí)現(xiàn)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(lái)的時(shí)間里，進(jìn)行模塊仿真和書(shū)寫(xiě)報(bào)告。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，使我堅(jiān)定了我在以后的

21、學(xué)習(xí)中要認(rèn)真學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，把學(xué)到的知識(shí)靈活地運(yùn)用到實(shí)踐中去，達(dá)到學(xué)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)我們的指導(dǎo)和幫助。謝謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、樊昌信 主編《通信原理》國(guó)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(xué)出版社</p><p>　　3、通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)</p><p>　　4、康華光 主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)》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(shè)計(jì)－multisim2001/韋思健 中國(guó)鐵道出版社</p><p