2DPSK差分相干解调器设计
课程设计
班级：通信08-4班
姓名：赵永
学号：0806030427
指导教师：王诗
成绩：
电子与信息工程学院
通信工程系
目录（contents）
摘要-----------------------------------------------------------02 第一章：绪论---------------------------------------------------02 第二章：信号原理-----------------------------------------------02 第三章：调制和解调原理-----------------------------------------03 3.1 2DPSK信号调制原理------------------------------------------04 3.2 2DPSK信号解调原理------------------------------------------04 第四章：模型建立------------------------------------------------05 4.1 2DPSK调制模块-----------------------------------------------05 4.2 相干解调----------------------------------------------------07 4.3差分相干解调-------------------------------------------------09 第五章：心得体会-------------------------------------------------11 参考文献--------------------------------------------------------11
基于simulink的2DPSK差分相干解调器设计
摘要：通过对通信原理的学习和matlab的了解，利用simulink功能
设计2DPSK差分相干解调器，进行仿真。
关键词：simulink 2DPSK 差分相干解调
第一章：绪论
2DPSK信号中，相位变化变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于载波恢复中相位有0、π模糊性，导致解调过程中出现“反相工作”现象，会付出的数字信号“1”和“0”的位置倒置，从而使2psk难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2dpsk）方式。
第二章:信号原理
2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称为相移键控。
假设用?表示本码元与前一码元的载波相位差，可以规定一种对应关系：
?=0 表示数字信息0
?=π表示数字信息1
则可以将一组二进制数字信息序列表示成其对应的2DPSK信号。
例如：
二进制数字信息： 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1
2DPSK信号或相位：（0）π0 0 π0 0 0 π0 π
或（π）0 ππ0 π0 0 π0 π
其中括号里面的为参考相位。
相应的波形如图1-1所示
图1-1
第三章：2DPSK信号调制和解调原理
3.1 2DPSK信号调制原理
2DPSK产生的方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对编码变成相对码（查分吗），然后根据相对吗进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。
2DPSK调制器原理框图：
图3-1 2DPSK信号调制原理框图
3.2 2DPSK信号解调原理
2DPSK信号的解调方法有两种，一种是相干解调（极性比较法），另一种是差分相干解调（相位比较法）。
3.2.1相干解调原理图
图3-2 2DPSK相干解调原理图
3.2.2 差分相干解调（相位比较法）原理图
图3-3 3-2 2DPSK差分相干解调原理图
第四章：模型建立
4.1 2DPSK调制模块
调制模块主要包括两部分，一个是差分编码模块，另一个是开关电路。
因为调制过程中需要用到相对码，所以需要进行差分编码，把绝对码变换成相对码，然后对绝对码调相从而产生二进制差分相移键控信号。开关电路部分的主要功能是根据差分码和所给的针线波信号生成二进制差分相依键控信号。
调制系统模型如下：
图 4-1 2DPSK信号调制系统
其中第一个示波器（Scope）用来观察把绝对码转换成差分码，显示如下（设参考相位为0），第一行为绝对码，第二行为相对码。
图4-2 绝对码转换为差分码
第二个示波器（Scope1）主要用来观察调制出来的波形，显示如下：
图 4-3 调制波形图
4.2 相干解调设计
相干解调主要有带通滤波器，相乘器，低通滤波器，抽样判决器，码反变换器构成。其中抽样变换器把经过低通滤波器后的正弦波信号转变成为二进制电平信号，即转换成为相对码。各阶段的波形分别用示波器（scope2）和（scope4）观察。波形如图4-5和4-6所示。
系统图如下：
图4-4 2DPSK差分相干解调系统图
码反变换器是用来把二进制相对码（差分码）变换成为绝对码，即相对码和它的前一位模二加。
这样，2DPSK的调制和相干解调完成。
图4-5 过程a、b、c的波形图
图4-7 解调输出波形
图4-6 过程d、e、f的波形图
示波器（scope3）用来观察调制解调后的二进制信息码，并和信息源码进行比较，结果如图4-7。改变信号源伪随机序列的输入，可以得到不同的输入信号的解调结果。
4.2 差分相干解调设计
相比相干解调，差分相干解调就容易多了，可以少了码反变换器模块，调制部分和前面相同，解调少有改变，总的系统设计图如下：
图 4-8 2DPSK差分相干解调器系统图
经过带通滤波器的信号和它延迟一个Ts的信号相乘，然后经过低通滤波器，抽样判决器，完成解调。a、b、c、d、e各点的波形可以通过示波器（scope1）观察得到，波形
如图4-9所示。调制解调结果如图4-10所示。
图 4-10 2DPSK差分相干解调输出波形
图4-9 a、b、c、d、e各点输出波形图
解调后的波形表明相干解调和差分解调的过程不一样，但结果一致，同样可以改变信号源，输入不同的信号，可以得到对应的解调信号。
第五章：心得体会
通过三四天的学习和设计，作出了这次课程设计。开始的时候做的还算顺利，到仿真系统的时候，就乱了手脚。面对simulink这个以前没接触的工具，要做出通信系统的仿真，真是一件难事。于是通过各种渠道学习simulink ，两天的时间做本设计的第一个仿真，总是达不到差分编码的效果，各部分出错。当各种错误被纠正后，终于达到了理想的差分码，同时也熟悉simulink的基本功能模块。此时想到了爱迪生，成功是百分之一的灵感加百分之九十九的汗水。
做出差分码，后面的仿真如顺水行舟一般，做起来容易多了，最终做出了仿真达到了比较满意的效果，出现了比较完美的波形，擦了擦汗水，比较欣慰。
通过这次课程设计，进一步的学习了通信原理，对2DPSK 差分相干解调的各个过程已
经非常了解了。还进一步的学习的matlab的运用，感觉付出努力会有很大的收获的。
总之，这次课程设计是有意义和有趣的，能锻炼创新和自学能力。
参考文献：
[1]《通信原理（第六版）》樊昌信曹丽娜国防工业出版社
[2]《通信原理与通信技术（第二版）》张卫钢吴潜蛟任卫军西安电子科技大学出版
[3] 《simulink同心坊镇开发手册》孙屹吴磊国防工业出版社
AM,DSB,SSB调制和解调电路的设计。
东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
单边带调幅电路设计与仿真
摘要 单边带调制由于占用更窄的频带和更高的频带利用率，在通信系统中得到更广泛的应用，本文简单介绍了相移法实现单边带调制以及同步检波电路原理及设计方法，并以multisim 为工具，对调制解调解调系统进行仿真，同时对仿真结果进行分析。学会设计电路，进一步掌握所学单元电路及在基础培养自己分析、应用其他单元电路的能力。 关键字：单边带；调制；解调；Multisim；仿真
一、调制与解调的概述 (3) 二、SSB信号的产生及过程分析 (3) 1、SSB信号的产生 (3) （1）滤波法产生单边带信号 (3) （2）相移法产生单边带信号 (4) 2、相移法产生单边带信号的过程分析 (5) （1）移相电路 (5) (2) 模拟乘法器 (6) （3）同相求和电路 (8) 3、单边带调制仿真及过程分析 (9) （1）Multisim简介 (9) （2）仿真及分析 (9) 三、SSB信号解调的原理及过程分析 (11) 1、SSB信号解调电路的设计方法 (11) 2、低通滤波器 (12) 3、SSB信号的仿真、分析 (13) 四、SSB信号的产生及解调总体分析 (14) 五、总结 (16) 参考文献： (17)
一、调制与解调的概述 所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程，在无线通信及其他大多数场合，调制都是指载波调制，即用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一或某几个参数随着调制信号的规律而变化。幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波。 通信系统中之所以要用到载波调制，是为了实现几个目标：一，在无线传输中，信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的.为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟。而基带信号包含的较低频率波长较长，致使天线过长而难以实现。但若通过调整，把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，使已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，这样就可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。第二，把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。第三，扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。因此，调制对通信系统的有效性和可靠性有着很大的影响和作用。采用什么样的调制方式将直接影响着通信系统的性能。 解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。调幅波的解调调幅的逆过程，即从调幅信号的取出调制信号，通常称之为检波。 二、SSB信号的产生及过程分析 1、SSB信号的产生 单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。 （1）滤波法产生单边带信号 产生SSB信号最直接的方法是让DSB信号通过一个单边带滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。这种方法称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法。 图1 单边带信号的滤波法形成
2DPSK差分相干解调器Simulink仿真
课程设计 班级：通信09—2班 姓名：赵雨 学号：0906030227 指导教师：杨会玉 成绩： 电子与信息工程学院 通信工程系
目录（contents） 摘要-----------------------------------------------------------02 第一章：绪论---------------------------------------------------02 第二章：2DPSK信号调制原理--------------------- ----------------02 第三章：2DPSK调制和解调原理------------------------------------03 3.1 2DPSK信号调制原理------------------------------------------04 3.2 2DPSK信号解调原理------------------------------------------04 第四章：Simulink模型建立---------------------------------------05 4.1 2DPSK调制模块-----------------------------------------------05 4.2 相干解调----------------------------------------------------07 4.3差分相干解调-------------------------------------------------09 第五章：心得体会-------------------------------------------------11 参考文献--------------------------------------------------------11
全差分运算放大器设计
全差分运算放大器设计 岳生生（200403020126） 一、设计指标 以上华0.6um CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器，设计指标如下： ?直流增益：>80dB ?单位增益带宽：>50MHz ?负载电容：＝5pF ?相位裕量：>60度 ?增益裕量：>12dB ?差分压摆率：>200V/us ?共模电压：2.5V (VDD=5V) ?差分输入摆幅：>±4V 二、运放结构选择
运算放大器的结构重要有三种：（a ）简单两级运放，two-stage 。如图2所示；（b ）折叠共源共栅，folded-cascode 。如图3所示；（c ）共源共栅，telescopic 。如图1的前级所示。本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ，即输出端的所有NMOS 管的,DSAT N V 之和小于0.5V ，输出端的所有PMOS 管的,DSAT P V 之和也必须小于0.5V 。对于单级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构，都比较难达到该 要求，因此我们采用两级运算放大器结构。另外，简单的两级运放的直流增益比较小，因此我们采用共源共栅的输入级结构。考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大，故我们选择直接共源共栅的输入级，最后选择如图1所示的运放结构。两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性，我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。 三、性能指标分析 1、 差分直流增益 (Adm>80db) 该运算放大器存在两级：（1）、Cascode 级增大直流增益（M1-M8）;（2）、共源放大器（M9-M12） 第一级增益 1 3 5 11 1357 113 51 3 57 5 3 ()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g g g g g G A R r r r r g g r r r r =-=-=-+ 第二级增益 9 2 2 9112 9 9 11 ()m o o o m m o o g g G A R r r g g =-=-=- + 整个运算放大器的增益： 4 1 3 5 9 1 2 1 3 5 7 5 3 9 11 (80)10m m m m overall o o o o m m o o dB g g g g A A A g g g g r r r r = = ≥++ 2、 差分压摆率 （>200V/us ） 转换速率（slew rate ）是大信号输入时，电流输出的最大驱动能力。 定义转换速率SR ：
FM调制解调电路的设计..
FM 调制/解调电路的设计 摘要：本设计根据锁相环原理，通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计，将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号，最终实现信号的调制解调。原理分析，我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ，最大频率偏移m f ?≥5KHz ，解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设计指标。 关键词：锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。 技术指标： 1．载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ； 2．FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ，最大频率偏移?fm ≥5KHz ； 3．解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。 本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL ）来实现调频/解调（鉴频）的。 1.FM 调频电路原理图（如图1所示） 将调制信号加到压控振荡器（VCO ）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自
模拟调制系统
第五章模拟调制系统 知识结构-调制的基本概念和作用、分类 -幅度调制的主要类型，及各自的调制解调方法、波形、 频谱、带宽、及抗噪声性能 -角度调制的主要类型，及各自的调制解调方法、功率、 带宽、及抗噪声性能 教学目的-了解模拟调制及其解调的原理和系统的抗噪声性能 -掌握各种已调信号的时域波形和频谱结构，系统的抗噪 声性能 -了解一些常用的调制解调芯片 教学重点-信噪比增益 -已调信号表达式的写法及分析、波形画法及分析 -卡森公式 教学难点-信噪比增益 -角度调制中最大频偏的概念和计算 教学方法及课时-多媒体授课（6学时）（3个单元） 作业-5-4，5-7，5-9，5-16，5-18 备注（在上课之前最好让学生复习一下“高频电路”中相关内容） AM和DSB在高频电路中如果已经讲的比较细，此处可略 讲。
单元七（2学时） §5.1 引言（调制的作用和分类） 知识要点：调制的过程、作用、分类 我们在第一章已经学过了模拟通信系统和数字频带通信系统的模型。从模型图中可以看出，它们都需要进行“调制”。那么什么是调制？为什么要进行调制？调制有哪些分类呢？我们下面逐一介绍。 §5.1.1 调制的概念（过程） 所谓调制，就是在发送端将要传送的信号附加在高频振荡信号上，也就是使高频振荡信号的某一个或几个参数随基带信号的变化而变化。其中要发送的基带信号又称“调制信号”；高频振荡信号又称“被调制信号”。 §5.1.2 调制的作用 调制的主要作用有三个： 1、将基带信号转化成利于在信道中传输的信号； 2、改善信号传输的性能（如FM具有较好的信噪比性能） 3、可实现信道复用，提高频带利用率。 §5.1.3 调制的分类 分2大类：正弦波调制、脉冲调制 正弦波调制又可分为模拟调制和数字调制。其中模拟调制又分调幅和调角2类，这是我们本章的主要内容。 §5.2 幅度调制与解调 知识要点：AM DSB SSB VSB的原理及波形频谱的画法带宽计算 §5.2.1 幅度调制的一般模型
课程设计报告模板(调制解调)
基于MATLAB的差分码PSK调制解调实现学生姓名：易武指导老师：吴志敏 摘要 PSK调制是通信系统中最为重要的环节之一，PSK调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。分析了数字调制系统的基本调制解调方法，利用MATLAB作为编程工具，设计了相移键控系统的模型，并且对模型的方针流程以及仿真结果都给出具体详实的分析，为实际系统的构建提供了很好的依据。数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制解调技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。 关键词 MATLAB；PSK；调制解调；差分码 1 引言 1.1课程设计目的 差分码PSK的调制解调的实现，通过课程设计，我学到了MATLAB的操作，深入了解了PSK调制解调的原理，利用MATLAB集成环境下的M文件，编程实现差分码的PSK 调制解调，并绘制了调制前后的时域和频域波形级叠加噪声时解调前后额频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号的额传输影响，知道了2PSK 信号的产生方法主要有两种。这两种方法的复杂程度差不多，并且都可以用数字信号处理器实现，加深了对信号的调制解调的认识，培养了实际操作能力。 1.2课程设计要求 1）绘制基带信号，PSK调制信号和解调信号。 2）绘制噪声后的调制信号和解调信号。 3）改变噪声功率进行解调，分析噪声对信号传输造成的影响。
1.3课程设计原理 差分码PSK 的调制解调实质上就是DPSK 调制解调，利用载波的多种不同的相位状态来表征数字信息的调制方式，调制解调有2DPSK 和4DPSK 调制解调，本次课程实际采用二进制的DPSK 。 2 PSK 调制解调原理 2.1 2PSK 调制的基本原理 在4PSK 信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以又称为绝对相移。4PSK 相干解调时，由于载波恢复中相位有０、π模糊性，导致解调过程出现“反向工作”现象，恢复出的数字信号“１”和“０”倒置，从而使2PSK 难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK ）方式。 2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设??为当前码元与前一码元的载波相位差，可定义一种数字信息与??之间的关系为 ”“”“0１０表示数字信息表示数字信息???=?π? （２－１） 于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系示例如下： 二进制数字信息: 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK 信号相位: (0) π 0 0 π π π 0 π π 或 (π) 0 π π 0 0 0 π 0 0 数字信息与??之间的关系也可定义为 ”0“”1“0表示数字信息表示数字信息???=?π? 由此示例可知，对于相同的基带数字信息序列，由于初始相位不同，2DPSK 信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。 为了更直观地说明信号码元的相位关系，我们可以用矢量图来表述。按照（２－１）的定义关系，我们可以用如图２－1（a ）所示的矢量图来表示，图中，虚线矢量位置称
AM调制与解调电路设计
AM 调制与解调电路设计 一．设计要求：设计AM 调制和解调电路 调制信号为：()1S 3cos 272103cos164t V tV ππ=?+=???? 载波信号：()2S 6 cos 2107210 6 cos1640t V tV ππ=??+=???? 二．设计内容：本题采用普通调幅方式，解调电路采用包络检波方法； 调幅电路采用丙类功放电路，集电极调制； 检波电路采用改进后的二极管峰值包络检波器。 1．AM 调幅电路设计： (1).参数计算： ()6cos1640c u t tV π=载波为， ()3cos164t tV πΩ=调制信号为u 则普通调幅信号为am cm U U [1cos164]cos1640a M t t ππ=+ 其中调幅指数 0.5a M = 最终调幅信号为 am U 6[10.5cos164]cos1640t t ππ=+ 为了让三极管处在过压状态cc U 的取值不能过大，本题设为6v 其中选频网络参数为 21 LC c ω= c 1640ωπ= L 200H,C 188F 1BB V μμ===另U (2).调幅电路如下图所示：
调幅波形如下： 可知调幅信号与包络线基本匹配 2.检波电路设计： 参数计算： 取10L R k =Ω 1.电容 C 对载频信号近似短路，故应有1 c RC ω ,取 ()510/10/0.00194c c RC ωω== 2．为避免惰性失真，有m a x /0.00336 a RC M Ω= ,取0.0022,1RC R k C F μ==Ω=，则
3．设 11212250.2,,330, 1.6566 R R R R R R R k R ====Ω=Ω则。因此， 4．c C 的取值应使低频调制信号能有效地耦合到L R 上，即满足min 1 c L C R Ω ，取 4.7c C F μ= 3.调制解调电路如下图所示： o am U U 与波形为： o L U U 与解调信号的波形为：
2ASK调制及相干解调电路设计
课程设计 通信原理 课程设计报告 班级：通信13-4班 姓名：郭娟 学号：1306030405 指导教师：林森 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
通信原理课程设计 2ASK调制及相干解调电路设计 摘要 这次的课程设计我做的是2ASK的调制与相干解调设计，并通过仿真平台MATLAB/simulink搭建仿真电路进行仿真。通过查阅资料，我设计了两种电路，分别是理想情况下的和加入高斯白噪声情况下的2ASK调制与相干解调。在设计中，先通过原理图画出电路图形，再在Simulink里调用相应的模块进行仿真电路的搭建。通过观察仿真结果，对输入信号与输出信号的比较，可以确定该设计的电路可以较为成功的完成设计目的。 关键词MATLAB/simulink；2ASK；调制；相干解调；高斯白噪声
2ASK调制与相干解调电路设计 目录 摘要 (1) 前言 (3) 设计要求 (3) 1.概述 (4) 1.1 二进制振幅键控的基本原理 (4) 1.1.1 基本原理 (4) 1.1.2 2ASK/OOK产生方法 (5) 1.1.3 2ASK解调方法 (6) 2 .基于simulink的2ASK的系统仿真 (6) 2.1 2ASK调制与解调 (6) 2.1.1 仿真模型建立 (7) 2.1.2 参数设定 (7) 2.1.3 各阶段波形观察 (10) 2.2 加入高斯白噪声的2ASK调制与解调 (13) 2.2.1 仿真模型建立 (13) 2.2.2 参数设置 (13) 2.2.3 各阶段波形 (15) 3.总结分析 (18) 参考文献 (18)
通信原理课程设计 前言 数字信号的传输方式分为基带传输（baseband transmission）和带通传输（bandpass transmission）。而在实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号（以调信号）的过程称为数字调制（digital modulation）。调制的方法主要是通过对载波的幅度、频率、或相位来传送信息，相应的数字调制称为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。如果数字调制信号的可能状态与二进制信息符号或它的相应基带信号状态一一对应则称以调信号为二进制数字调制信号。本次设计的是2ASK调制，即是通过调制信号对载波振幅的调制实现数字调制。在解调电路的设计中选择的是相干解调的方法。 设计要求 （1）要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度。要敢于创新，勇于实践，注意培养创新意识和工程意识。 (2)广泛查阅相关资料，独立、认真设计，对有抄袭他人设计图纸(论文)或找他人代画设计图纸、代做论文等行为的弄虚作假者一律按不及格记成绩，并根据学校有关规定予以处理。 (3)掌握课程的基本理论和基本知识，概念清楚，设计计算正确，结构设计合理，实验数据可靠，软件程序运行良好，绘图符合标准，说明书(论文)撰写规范，内容叙述准确，字迹工整，条理清晰，画图符合标准。答辩中回答问题正确。 (4)针对设计重点进行论述与说明，如为何选择、如何选择、重点参数的计算、如何进一步改进等。特别要突出自己的新认识、新体会、新观点。文中符号、图、表要统一标准。硬件设计部分主要包括电路图设计、各子系统工作过程、具体元件的选择依据等。软件设计部分主要包括程序流程图和程序代码。
全差分运算放大器设计
全差分运算放大器设计 岳生生（0126） 一、设计指标 以上华CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器，设计指标如下： 直流增益：>80dB 单位增益带宽：>50MHz 负载电容：＝5pF 相位裕量：>60度 增益裕量：>12dB 差分压摆率：>200V/us 共模电压：(VDD=5V) 差分输入摆幅：>±4V 运放结构选择
运算放大器的结构重要有三种：（a ）简单两级运放，two-stage 。如图2所示；（b ）折叠共源共栅，folded-cascode 。如图3所示；（c ）共源共栅，telescopic 。如图1的前级所示。本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ，即输出端的所有NMOS 管的 ,DSAT N V 之和小于，输出端的所有PMOS 管的 ,DSAT P V 之和也必须小于。对于单 级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构，都比较难达到该要求，因此我们采用两级运算放大器结构。另外，简单的两级运放的直流增益比较小，因此我们采用共源共栅的输入级结构。考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大，故我们选择直接共源共栅的输入级，最后选择如图1所示的运放结构。两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性，我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。 性能指标分析 差分直流增益 (Adm>80db) 该运算放大器存在两级：（1）、Cascode 级增大直流增益（M1-M8）;（2）、共源放大器（M9-M12） 第一级增益 1 3 5 1 1 1 3 5 7 1 1 3 5 1 3 5 7 5 3 ()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g g g g g G A R r r r r g g r r r r =-=-=- +P 第二级增益9 2 2 9 11 2 9 9 11 ()m o o o m m o o g g G A R r r g g =-=-=-+P 整个运算放大器的增益： 4 1 3 5 9 1 2 1 3 5 7 5 3 9 11 (80)10m m m m overall o o o o m m o o dB g g g g A A A g g g g r r r r == ≥++ 差分压摆率 （>200V/us ） 转换速率（slew rate ）是大信号输入时，电流输出的最大驱动能力。 定义转换速率SR ： 1）、输入级： max 1max |2| Cc out DS C C d SR dt I v I C C = = = 单位增益带宽1m u C g C ω= ，可以得到 1m C u g C ω =
FM调制解调电路的设计说明
DOC 格式. FM 调制/解调电路的设计 摘要：本设计根据锁相环原理，通过两片CD4046搭接基本电路来实现FM 调制/解调电路的设计，将调制电路的输出信号作为解调电路的输入信号，最终实现信号的调制 解调。原理分析，我们得到的载波信号的电压P P V -大于3V ，最大频率偏移m f ?≥5KHz ， 解调电路输出的FM 调制信号的电压P P V -大于200mV 可以看出我们的具体设计符合设 计指标。 关键词：锁相环、调制、解调、滤波器 一、概述 FM 调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM 解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。 技术指标： 1．载波频率fc=46.5KHz,载波信号的电压Vp-p ≥3V ； 2．FM 调频信号的电压Vp-p ≥6V ，最大频率偏移?fm ≥5KHz ； 3．解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p ≥200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。 本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL ）来实现调频/解调（鉴频）的。 1.FM 调频电路原理图（如图1所示） 将调制信号加到压控振荡器（VCO ）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自振频率（中心频率）o f 上下）随调制信号的变化而变化，于是生成了调频波。
AM调制与相干解调系统仿真
AM调制与相干解调系统仿真 摘要本课程设计主要利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个AM 调制与相干解调通信系统，分别在理想信道和非理想信道中运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能。经过调制，初步实现了设计目标，并且经过适当的完善后，实验成功。 关键词Simulink；仿真；AM调制；相干解调 1 引言 本课程设计是在MATLAB集成环境下，设计一个AM调制与相干解调通信系统，并在Simulink平台上仿真，并把运行仿真结果输入显示器，拿解调输出的波形与基带信号进行比较，根据显示结果分析所设计的系统性能。MATLAB是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言，利用简单的命令，能快速完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形显示。Simulink是建立在MATLAB基础上的动态系统仿真工具。利用MATLAB工具箱可以快速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务，可以解决有关线性代数、矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域的问题；利用Simulink机器模块库，则能够方便地创建各种动态系统的模型并进行仿真，可以用来仿真线性系统、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。通过Simulink，用户可以快速的构建和运行仿真模型，根据仿真结果分析系统性能，并且从中分离出影响系统性能的关键因素，找出最优的系统配置方案。 1.1课程设计目的 设计一个AM调制与相干解调通信系统，分别在理想信道和非理想信道中运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能【1】。 1.2课程设计的要求
电流镜负载的差分放大器设计概要
电流镜负载的差分放大器设计 摘要 在对单极放大器与差动放大器的电路中，电流源起一个大电阻的作用，但不消耗过多的电压余度。而且，工作在饱和区的MOS器件可以当作一个电流源。 在模拟电路中，电流源的设计是基于对基准电流的“复制”，前提是已经存在一个精确的电流源可以利用。但是，这一方法可能引起一个无休止的循环。一个相对比较复杂的电路被用来产生一个稳定的基准电流，这个基准电流再被复制，从而得到系统中很多电流源。而电流镜的作用就是精确地复制电流而不受工艺和温度的影响。在典型的电流镜中差动对的尾电流源通过一个NMOS镜像来偏置，负载电流源通过一个PMOS镜像来偏置。电流镜中的所有晶体管通常都采用相同的栅长，以减小由于边缘扩散所产生的误差。而且，短沟器件的阈值电压对沟道长度有一定的依赖性。因此，电流值之比只能通过调节晶体管的宽度来实现。而本题就是利用这一原理来实现的。
一、设计目标（题目） (3) 二、相关背景知识 (4) 1、单个MOSTFET的主要参数包括： (4) 三、设计过程 (5) 1、电路结构 (5) 2、主要电路参数的手工推导 (6) 3、参数验证（手工推导） (7) 四、电路仿真 (7) 1、NMOS特性仿真及参数推导 (7) 2、PMOS特性仿真及参数推导 (10) 3、最小共模输入电压仿真 (12) 4、电流镜负载的差分放大器特性仿真及参数推导 (14) 五、性能指标对比 (18) 六、心得 (18)
一、设计目标（题目） 电流镜负载的差分放大器 设计一款差分放大器，要求满足性能指标： ● 负载电容pF C L 1= ● V VDD 5= ● 对管的m 取4的倍数 ● 低频开环增益>100 ● GBW(增益带宽积)>30MHz ● 输入共模范围>3V ● 功耗、面积尽量小 参考电路图如下图所示 设计步骤： 1、仿真单个MOS 的特性，得到某W/L 下的MOS 管的小信号输出电阻和跨导。 2、根据上述仿真得到的器件特性，推导上述电路中的器件参数。 3、手工推导上述尺寸下的差分级放大器的直流工作点、小信号增益、带宽、输入共模范围。
实验六 DBPSK系统实验
实验六 DBPSK 系统实验 一、实验原理和电路 BPSK 系统中，接收端采用相干解调时，恢复出来的载波与发送载波在频率上是一样的，但相位存在两种关系：00、1800。如果是00，则解调出来的数据与发送数据一样，否则，解调出来的数据将与发送数据反相，称为倒π现象或相位模糊。为了解决这一问题，在BPSK 系统中采用差分编码，称为差分BPSK 调制，或DBPSK 调制。 DBPSK 调制的解调可以采用相干解调和差分相干解调。DBPSK 调制的相干解调只是在BPSK 解调的基础上增加差分译码模块。本实验系统中，对“外部数据”采用差分编码。如果实验系统调制方式设置为“BPSK 传输系统”，则为DBPSK 的相干解调模式；如果实验系统调制方式设置为“DBPSK 传输系统”，则为DBPSK 的差分相干解调模式。 差分BPSK 是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。在DBPSK 系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK 调制器调制。差分编码后的序列﹛a n ﹜是通过对输入b n 与a n-1进行模2和运算产生的。如果输入的二进制符号b n 为0，则符号a n 与其前一个符号保持不变，而如果b n 为1，则a n 与其前一个符号相反。 差分编码原理为：)()1()(n b n a n a ⊕-=，其实现框图如图4.21所示。 图4.21 差分编码示意图 一个典型的差分编码调制过程如4.22图所示。 图4.22 差分编码与载波相位示意图 在DBPSK 中,其不需要进行载波恢复,但位定时仍是必须的。与相干BPSK 中的位定时恢复是一样，由于其存在一个较小的系统剩余频差（发送中频与接收本地载波的频差，其与码元速率相比而言一般较小），在每个剩余频差的周期中，具有很多有码元信号（例如对于64KBPS 的速率、剩余频差为1KHZ ，则每个剩余频差的周期中可包含64个码元符号）。从这些码元信号中可以根据下面的公式对位定时误差的大小进行计算： )]2()2()[()(+--=n S n S n S n e b 在剩余载波发生正负变化时，按上式提取的位定时误差信号可能出现不正确的情况，但
全差分运算放大器设计说明
全差分运算放大器设计 岳生生（6） 一、设计指标 以上华0.6um CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器，设计指标如下： ?直流增益：>80dB ?单位增益带宽：>50MHz ?负载电容：＝5pF ?相位裕量：>60度 ?增益裕量：>12dB ?差分压摆率：>200V/us ?共模电压：2.5V (VDD=5V) ?差分输入摆幅：>±4V 二、运放结构选择
运算放大器的结构重要有三种：（a ）简单两级运放，two-stage 。如图2所示；（b ）折叠共源共栅，folded-cascode 。如图3所示；（c ）共源共栅，telescopic 。如图1的前级所示。本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ，即输出端的所有NMOS 管的,DSAT N V 之和小于0.5V ，输出端的所有PMOS 管的 ,DSAT P V 之和也必须小于0.5V 。对于单级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构，都比较难达到该 要求，因此我们采用两级运算放大器结构。另外，简单的两级运放的直流增益比较小，因此我们采用共源共栅的输入级结构。考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大，故我们选择直接共源共栅的输入级，最后选择如图1所示的运放结构。两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性，我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。 三、性能指标分析 1、 差分直流增益 (Adm>80db) 该运算放大器存在两级：（1）、Cascode 级增大直流增益（M1-M8）;（2）、共源放大器（M9-M12） 第一级增益 1 3 5 11135711 3 5 1 3 5 7 5 3 ()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g g g g g G A R r r r r g g r r r r =-=-=- +P 第二级增益 9 2 291129 9 11 ()m o o o m m o o g g G A R r r g g =-=-=- +P 整个运算放大器的增益： 4 1 3 5 9 1 2 1 3 5 7 5 3 9 11 (80)10m m m m overall o o o o m m o o dB g g g g A A A g g g g r r r r == ≥++ 2、 差分压摆率 （>200V/us ） 转换速率（slew rate ）是大信号输入时，电流输出的最大驱动能力。 定义转换速率SR ：
基于Multisim调制解调仿真电路设计
基于Multisim调制解调仿真电路设计 春芽电子科技春芽ing 摘要 通信电路系统中实现调制解调方法很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来鉴频实现调制解调因为工作稳定、失真度小、信噪比高等优点被广泛应用。本课题分别设计2ASK、2PSK、2FSK的调制解调电路，功能是数字基带信号经过调制输出模拟信号，然后运用锁相环进行解调出数字信号，所以调制解调电路都运用Multisim软件进行仿真分析。对2ASK、2FSK、2PSK解调电路时低通滤波器输出的波形失真比较大，经过抽样判决电路整形后可以再生数字基带脉冲。整个硬件电路设计中，尽量做到电路简单实用，基本达到功能要求。 关键词：调制解调，Multisim仿真，锁相环 Abstract Communication circuit system to achieve a lot of modulation and demodulation, and the phase-locked loop frequency demodulation is the use of modern technology to achieve phase locked loop demodulation because the work is stable, low distortion, high signal noise ratio is widely used. This topic design of 2ASK, 2PSK, 2FSK modulation and demodulation circuit function is digital base band signal after the modulation output analog signal, then use the PLL to demodulate the digital signal, so modulation and demodulation circuit use Multisim software simulation analysis. The waveform distortion of the low pass filter output of 2ASK, 2FSK and 2PSK demodulation circuits is relatively large, and the digital baseband pulse can be regenerated by the sampling decision circuit. Throughout the hardware circuit design, as far as possible to achieve a simple and practical circuit, the basic requirements to achieve functional. Keywords: Modulation and Demodulation, Multisim Simulation, Phase Locked Loop
调幅解调电路的设计.(DOC)
调 幅 解 调 电 路 的 设 计 ——高频电子线路期末设计 小组成员：彭银虎 200740620134 宋伟男 200740620138 王海燕 200740620144 杨静 200740620156
一、调幅解调电路的设计 任务： 1）.明确系统的设计任务要求，合理选择设计方案及参数计算； 2）.利用Protel99SE进行仿真设计；； 3）.画出电路图、波形图、频率特性图。 1．基本原理 （1）振幅调制 调幅指的是用需要传送的信息（低频调制信号）去控制高频载波的振幅，使其随调制信号线性变化。 若设载波为u c(t)=Ucmcosωc t, 调制信号为单频信号，即uΩ(t)=UΩmcosΩt, 则普通调幅信号为： u AM(t)= (U cm+kUΩm cos Ωt)cosωc t=U cm(1+M a cosΩt)cosωc t 其中M a=kaUΩm/Ucm为调幅指数（调幅度），ka为比例系数。普通调幅波的波形和频谱图如图（1）所示。 因为载波不包含信息，为了减小不必要的功率浪费，可以只发射上下边频，而不发射载波，称为抑制载波的双边带调幅信号，用DSB表示。 设载波为u c(t)=U cm cosωc t, 单频调制信号为uΩ(t)=Uωm cosΩt(Ω〈〈ωc), 则双边带调幅信号为:
u DSB(t)=kuΩ(t)u c(t)=kUΩm U cm cosΩtcosωc t = 错误！未找到引用源。［cos (ωc+Ω)t+cos (ωc-Ω)t］ 其中k为比例系数。 可见双边带调幅信号中仅包含两个边频, 无载频分量, 其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。图（2）显示了单频调制双边带调幅信号的有关波形与频谱图。 需要注意的是, 双边带调幅信号不仅其包络已不再反映调制信号波形的变化, 而且在调制信号波形过零点处的高频相位有180°的突变。可以看出, 在调制信号正半周, cosΩt为正值, 双边带调幅信号u DSB(t)与载波信号u c(t)同相；在调制信号负半周, cosΩt为负值, u DSB(t)与u c(t)反相。所以, 在正负半周交界处, u DSB(t)有180°相位突变。另外，双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的，为2Fmax。 因为双边带信号不包含载波，所以发送的全部功率都载有信息，功率有效利用率高。因此在本设计中，调幅模块我们采用的是抑制载波的双边带调幅信号。 （2）调幅信号的解调 调幅信号的解调是振幅调制的相反过程，是从已调高频信号中恢复调制信号，通常将这种调制称为检波。完成这种解调的电路称为振幅检波器。检波电路有包络检波和同步检波。本设计采用同步检波方式。
差分编码OQPSK 调制解调器设计
差分编码OQPSK 调制解调器设计 前 言 频谱效率和功率效率是影响地面无线通信系统和卫星通信系统调制体制选择的两个重要因素。QPSK 调制方式具有较高的频谱利用率，但是由于它存在180°相位突变的情况，因而在带限信道中会出现包络起伏。此时，必须采用线性功放，否则会出现频谱扩展现象，引起邻道干扰。另外，它的线性功放功率效率低，并且造价高，因此，在便携设备应用中大大受到限制。与QPSK 调制相比，π/ 4-DQPSK 和OQPSK 都消除了180°相位突变的情况。但是，P/ 4-DQPSK 仍然存在135°相位突变，而OQPSK 只有90°相位突变,更好地消除了相位突变带来的问题。但OQPSK 调制必须采用相干解调，因而存在载波恢复的相位模糊问题。目前，解决相干载波恢复相位模糊度问题通用的两种方法是利用帧头辅助或采用差分编码。由于OQPSK 调制的特殊性，其差分编解码相应比较特殊。本文对DOQPSK 调制方案进行了分析，并给出了一种简单、高效的DOQPSK 解码方法。在此基础上，给出了基于中频采样的全数字DOQPSK 调制解调器设计方案。 1 差分编码OQPSK 调制解调 1. 1 OQPSK 信号的CPM 调制表示 OQPSK 调制可以采用CPM 调制来表示，即 ))(2cos()(0,??πα++=t ct t f S b b T n t nT )1(+≤≤ （1） 式中，f c 为载波频率，T b 为比特周期，U( t ，A) 为包含调制信息的载波相位，可以表示为 ∑=-∞ == n i i t απ α?2 ,）（ (2) 其中,},...,,,{...n 01-2-ααααα= ，并且满足 2 ) ()1(211 --+--=i i i i d d d α (3) 式中，di 为需要传输的信息数据并且d i= ±1。 1. 2 二次差分的OQPSK 差分编码调制方案 采用差分编码的主要目的是在接收端能够通过差分解码来消除正交解调端载波恢复时存在的相位模糊度问题。一般，多比特相位调制信号其载波相位表示的是码元符号，因此，差分编码时往往是先将比特数据影射为码元符号，再对码元进行差分编码。反之，在接收端则是先通过差分解码判断出正确的码元，然后再恢复出相应的比特数据。针对OQPSK 调制的特殊性，给出了下列双差分OQPSK 的调制方案。 假设αi = ±1 为独立等概率分布的二进制序列，其差分编码序列为di= Ai di- 1，di 亦为独立等概分布的二进制序列。该差分编码关系亦可表示为αi= di di- 1。根据式( 3) 可以得出差分编码后OQPSK 信号码元与原始数据比特关系： 2 )1(1 1 -+--=i i i ααα （4） 在接收端恢复出αi 后，根据式( 4)对应关系进行解码可以恢复出原始发送数据αi 。