一種基于CPLD實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制電路設(shè)計(jì)

1、一種基于cpld實(shí)現(xiàn)qpsk調(diào)制電路設(shè)計(jì) qpsk是數(shù)字通信系統(tǒng)中一種常用的多進(jìn)制調(diào)制方式。其調(diào)制的基本原理：對(duì)輸入的二進(jìn)制序列按每?jī)晌淮a元分為一組，用載波的四種相位表征它們。事實(shí)上qpsk信號(hào)是兩路正交雙邊帶信號(hào)。現(xiàn)在人們對(duì)通信的要求越來越高，高速率、大容量、以及多業(yè)務(wù)，這些對(duì)有限的頻譜資源構(gòu)成了大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)相移鍵控的討論具有重要意義，由于信道條件的限制，大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)采納了對(duì)幅度波動(dòng)不敏感的頻移鍵控、相移鍵控和相應(yīng)的派生調(diào)制方式。 基于以上qpsk調(diào)制，本設(shè)計(jì)基于采納相位挑選法來實(shí)現(xiàn)調(diào)制。1。 qpsk調(diào)制原理qpsk信號(hào)的正弦載波有4個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶2個(gè)二

2、進(jìn)制符號(hào)(00、01、10、11)，其信號(hào)表示式為圖1(a)是載波初始相位為0°的qpsk信號(hào)矢量圖，如上圖1(b)是初始相位為45°的qpsk信號(hào)的矢量圖。圖1qpsk調(diào)制有兩種產(chǎn)生辦法：相乘法和相位挑選法。乘法電路調(diào)制：二進(jìn)制碼經(jīng)過串并變換器分為兩個(gè)半速率雙極性碼，兩路信號(hào)經(jīng)過低通濾波，分離與互相正交的兩路載波信號(hào)相乘，然后兩路信號(hào)相加得到qpsk信號(hào)。相位挑選法：輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)經(jīng)過串/并變換輸出雙比特碼元，四相載波產(chǎn)生器輸出四種不同相位的載波，規(guī)律選相電路按照串/并變換輸入的雙比特碼元，每個(gè)時(shí)光間隔挑選其中一種相位的載波作為輸出，然后經(jīng)帶通濾除帶外干擾信號(hào)，就得到qp

3、sk調(diào)制信號(hào)。2. 本設(shè)計(jì)調(diào)制原理在設(shè)計(jì)中采納相位挑選法來實(shí)現(xiàn)，qpsk信號(hào)有四種狀態(tài)(00、01、10、11)，將輸入二進(jìn)制序列每?jī)晌淮a元分為一組。計(jì)劃中，用四種波形表示四種相位(圖2)圖23. 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)電路總分為6部分：第一部分：電源電路，為囫圇電路提供5v的;其次部分：時(shí)鐘信號(hào)電路，用來產(chǎn)生一個(gè)4mhz的時(shí)鐘;第三部分：基帶信號(hào)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生五種序列碼(全0碼、全1碼、01碼、7位m序列和15位m序列);第四部分：調(diào)制電路，實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)調(diào)制成抽樣信號(hào)輸出;第五部分：d/a轉(zhuǎn)換電路，將調(diào)制模塊輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出;第六部分：濾波電路，對(duì)d/a轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)經(jīng)濾波完成模擬信號(hào)重

4、建。3.1為電路提供5v電壓的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃有多種，如采納提供5v電壓也可以設(shè)計(jì)直流。直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要先采納電源經(jīng)過整流電路然后濾波最后穩(wěn)壓這四部，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)復(fù)雜。設(shè)計(jì)中購(gòu)買9v輸出電源，將9v電源轉(zhuǎn)化為5v電源。電路由一個(gè)7805芯片和2個(gè)組成，7805的1腳接電源電壓輸入，2腳接地，3腳經(jīng)穩(wěn)壓后輸出5v電壓。c1、c2用來濾出紋波。3.2 時(shí)鐘信號(hào)模塊時(shí)鐘電路模塊由2個(gè)反相器構(gòu)成反饋，協(xié)作1個(gè)電容和2個(gè)使晶振起振，來產(chǎn)生一個(gè)4mhz的時(shí)鐘。3.3 基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊此模塊的作用是產(chǎn)生五種基帶信號(hào)(全0碼、全1碼、01碼、7位m序列和15位m序列)。3.4 d/a模塊調(diào)制模塊調(diào)制出來的

5、信號(hào)是數(shù)字基帶信號(hào)，需要經(jīng)過d/a轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，在設(shè)計(jì)中選用0832實(shí)現(xiàn)d/a轉(zhuǎn)換。dac0832輸出的是，但要求輸出是電壓，所以電路還必需經(jīng)過一個(gè)運(yùn)算轉(zhuǎn)換成電壓。3.5 濾波模塊濾波電路在設(shè)計(jì)中采納的是一個(gè)壓控電壓源。其截至頻率為50khz,增益為2,k=5.4. 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)的仿真結(jié)果如下：當(dāng)輸入0/1碼時(shí)，因?yàn)榧拇嫫鱵為2,所以循環(huán)輸出電平為005a7fbf.ffbf7f5a仿真波形3所示。圖3當(dāng)輸入15位m序列碼時(shí)，因?yàn)榧拇嫫鱵值是變幻的，所以輸出電平不是循環(huán)的，仿真波形4所示。圖45. 結(jié)束語本次設(shè)計(jì)主要硬件模塊有基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊、調(diào)制模塊、d/a轉(zhuǎn)換模塊和濾波模塊，其中為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)供電模塊采納了5v電池供電，基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊和調(diào)制模塊是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵