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基于CPLD实现QPSK调制电路的设计

/?? 2014年09月03日 ?? 收藏0
QPSK是数字通信系统中一种常用的多进制调制方式。其调制的基本原理:对输入的二进制序列按每两位码元分为一组,用载波的四种相位表征它们。实际上QPSK信号是两路正交双边带信号。现在人们对通信的要求越来越高,高速率、大容量、以及多业务,这些对有限的频谱资源构成了大的挑战。因此,对相移键控的研究具有重要意义,因为信道条件的限制,大多数数字通信系统采用了对幅度波动不敏感的频移键控、相移键控和相应的派生调制方式。

基于以上QPSK调制,本设计基于CPLD采用相位选择法来实现调制。

1 QPSK调制原理

QPSK信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态,每个载波相位携带2个二进制符号(00、01、10、11),其信号表示式为图1(a)是载波初始相位为0°的QPSK信号矢量图,如上图1(b)是初始相位为45°的QPSK信号的矢量图。

图1
图1

QPSK调制有两种产生方法:相乘电路法和相位选择法。

乘法电路调制:二进制码经过串并变换器分为两个半速率双极性码,两路信号经过低通滤波,分别与相互正交的两路载波信号相乘,然后两路信号相加得到QPSK信号。

相位选择法:输入二进制数据经过串/并变换输出双比特码元,四相载波产生器输出四种不同相位的载波,逻辑选相电路根据串/并变换输入的双比特码元,每个时间间隔选择其中一种相位的载波作为输出,然后经带通滤波器滤除带外干扰信号,就得到QPSK调制信号。

2 本设计调制原理

在设计中采用相位选择法来实现,QPSK信号有四种状态(00、01、10、11),将输入二进制序列每两位码元分为一组。

方案中,用四种波形表示四种相位(图2)

图2
图2

3 系统模块设计

电路总分为6部分:

第一部分:电源电路,为整个电路提供5V的电压;

第二部分:时钟信号电路,用来产生一个4MHz的时钟;

第三部分:基带信号产生电路,产生五种序列码(全0码、全1码、0\1码、7位M序列和15位M序列);

第四部分:调制电路,实现基带信号调制成抽样信号输出;

第五部分:D/A转换电路,将调制模块输出的信号转换成模拟信号输出;

第六部分:滤波电路,对D/A转换后的模拟信号经滤波完成模拟信号重建。


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QPSK? CPLD? 调制?

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