QPSK射频直接调制电路
- 格式：doc
- 大小：886.00 KB
- 文档页数：9
下载文档原格式
合集下载
射频通信电路- 调制与解调电路
故多数情况下都采用开关函数的工作方式，我们也 就以开关函数分析方法来分析二极管调制器的工作 原理。
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
4
9·1 调制与解调器
1、平衡调制器电路
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct)
R
C
vo
设输入信号（普通调幅波AM信号）
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct
RC滤波器的取值原则一般为：
➢ RC>>1/wc，以保证电容C对高频载波近似短路，
滤除输出信号的高频部分； ➢ RC<1/Wmax，保证低频调制信号可以通过RC低通 滤波器。
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
14
9·2 包络检波电路
把二极管用折线特性逼近，并考虑到平均直流偏压Vo对 二极管构成的负偏压，可以得到：
i
gD 0
(vD
VD
)
vD VD vD 0
vD vi Vo Vim coswct Vo i gD (Vim coswct Vo VD )
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
12
9·2 包络检波电路
输入信号vi(t)是一普通调幅波AM信号:
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct iD (t) a0 a1Vim (1 ma cos Wt) coswct
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
4
9·1 调制与解调器
1、平衡调制器电路
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct)
R
C
vo
设输入信号（普通调幅波AM信号）
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct
RC滤波器的取值原则一般为：
➢ RC>>1/wc，以保证电容C对高频载波近似短路，
滤除输出信号的高频部分； ➢ RC<1/Wmax，保证低频调制信号可以通过RC低通 滤波器。
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
14
9·2 包络检波电路
把二极管用折线特性逼近，并考虑到平均直流偏压Vo对 二极管构成的负偏压，可以得到：
i
gD 0
(vD
VD
)
vD VD vD 0
vD vi Vo Vim coswct Vo i gD (Vim coswct Vo VD )
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
12
9·2 包络检波电路
输入信号vi(t)是一普通调幅波AM信号:
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct iD (t) a0 a1Vim (1 ma cos Wt) coswct
QPSK调制解调器的工作原理
QPSK调制解调器的工作原理QPSK调制解调器是一种用于数字通信系统的调制解调器，它广泛应用于无线通信系统中。
QPSK代表了四相移键控调制（Quadrature Phase Shift Keying），是一种常用的调制技术，利用相位移变化来传输数字信号。
工作原理：1.调制原理：在QPSK调制中，输入的数字信号首先被分成两个并行的比特流，每个比特流称为一个子载波。
每个子载波对应于QPSK星座图中的一个点。
QPSK星座图是由四个点构成的正方形，每个点代表一种不同的相位。
2.平衡混频器：3.滤波器：调制后的信号通过滤波器进行频率选择，滤除无用的频率分量，只保留所需的频率分量。
4.播放载波：为了可以传输到远程设备，调制信号需要与特定频率的载波信号相乘。
这可以通过一个单频振荡器来实现。
载波信号的频率通常设定为接收设备的接收频率。
5.发射：调制并与载波合成的信号经过功率放大器来增强信号的强度，然后通过天线发送出去。
6.接收端：接收端将信号由天线接收到，并进行逆操作来解调信号。
7.前置放大器：接收到的信号经过前置放大器来增强信号的弱强度，以便后续处理。
8.低通滤波器：解调器通过低通滤波器来滤除高频噪声和无用频率分量，只保留要接收的频率分量。
9.相移解调：低通滤波后的信号传递给相移解调器。
相移解调器接收到解调信号，并将其与一个正弦信号进行乘积运算，以恢复原始的数字信号。
10.解码器：解调器将解调后的信号输入到解码器中，将其转换为原始的数字信号。
11.输出：最后，通过解码器获得的原始数字信号可以被发送到目标设备进行后续处理或显示。
总结：QPSK调制解调器通过将数字信号转换为不同的相位进行传输，并通过解调将其恢复成原始的数字信号。
它的工作原理包括信号调制、滤波、载波合成、信号放大和传输等环节。
通过QPSK调制解调器，数字信号可以在无线通信系统中进行高效、可靠的传输。
qpsk调制解调原理及实现方法
一、概述QPSK调制解调技术是一种数字通信中常用的调制解调方式。
QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的缩写，即正交相移键控。
它通过改变正交载波的相位来传输数字信号，具有传输速率高、频谱利用率高的优点，被广泛应用于无线通信、卫星通信、数字电视等领域。
本文将介绍QPSK调制解调的原理和实现方法，以帮助读者更深入地理解这一技术。
二、QPSK调制原理QPSK调制是通过改变正交载波的相位来传输数字信号。
在QPSK调制中，有两路正交的载波信号，分别记为I通道和Q通道。
对于要传输的数字信号，首先将其分为两个独立的部分，分别用来调制I通道和Q通道的载波。
通过改变正弦载波的相位来表示不同的数字信号，从而实现信号的传输。
QPSK调制可以用以下公式表示：S(t) = Icos(2πfct) - Qsin(2πfct)其中，S(t)代表输出的调制信号，I和Q分别是I通道和Q通道的调制信号，fc代表载波频率。
通过改变I和Q的数值，可以实现不同数字信号的传输。
三、QPSK解调原理QPSK解调是指将接收到的QPSK信号转换为原始的数字信号。
在QPSK解调中，接收到的信号经过信号处理后，被分别送入两个相位解调器，得到两个独立的解调信号。
通过合并两个解调信号，即可得到原始的数字信号。
QPSK解调可以用以下公式表示：I = ∫S(t)cos(2πfct)dtQ = -∫S(t)sin(2πfct)dt通过对接收到的信号进行数学处理，得到I和Q的数值，进而实现信号的解调。
四、QPSK调制解调的实现方法1. QPSK调制实现QPSK调制可以通过数字信号处理器（DSP）来实现。
将要传输的数字信号转换为两个独立的调制信号，即I和Q。
将这两个调制信号送入正交调制器，经过信号处理后得到QPSK信号。
通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
2. QPSK解调实现QPSK解调可以通过相位解调器来实现。
接收到的QPSK信号先经过一系列处理，如信号衰减、滤波等，然后被送入两个相位解调器，分别得到I和Q的解调信号。
(完整word版)PI4-QPSK信号的调制与解调
大学生本科毕业设计（论文）题目：PI/4—QPSK信号的调制与解调专业电子与通信工程类别计算机模拟日期05年5月摘要在以前的数字蜂窝系统中，往往采用FSK、ASK、PSK等调制方式.随着数字蜂窝系统的发展，对调制和数字蜂窝系统的技术要求越来越高，许多优秀的调制技术应运而生，其中PI/4—QPSK 技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法。
本文首先介绍了数字相位调制的一般原理；然后对PI/4—QPSK的调制原理进行了阐述，并对影响调制性能的滤波器进行了分析与研究;最后重点研究了PI/4—QPSK的三种解调方法并通过用Matlab对这一过程进行编程,得出信号在不同信噪比下模拟传输的时域图、频域图及功率谱密度曲线等，并在相同信道条件下通过眼图和误码率曲线图对PI/4—QPSK的三种解调方法进行了性能比较，得出了基带差分解调性能最差、中频差分解调性能次之、鉴频器解调性能最优的结论。
关键词PI/4—QPSK；同相信道；正交信道；调制；差分解调(完整word版)PI4-QPSK信号的调制与解调AbstractPrevious digital honeycomb system often adopt modulation way of FSK, ASK，PSK etc. Along with development of digital honeycomb system the tec- hnical criterion of modulation and demodulation will be adjusted to meet hig—her requirement. A lot of excellent modulation technology has emerged as the times require, the PI/4—QPSK is one of the most outstanding technology in radio communication。
QPSK调制与解调原理
QPSK调制与解调原理QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它可以将数字信息通过调制信号的相位变化来传输。
QPSK调制与解调原理相互关联且较为复杂，本文将从以下几个方面进行详细介绍。
一、QPSK调制原理QPSK调制原理是将两个独立的调制信号按照正交的方式进行相位调制，得到复杂的调制信号。
其中，正交基是指两个正交信号的相位差为90度。
QPSK调制涉及到两个正交信号，分别记作I通道和Q通道。
将数字信号分成两个部分，分别映射为I通道和Q通道的调制信号。
具体过程如下：1.数字信号进行二进制编码，比如00、01、10、112. 对于每个二进制码组合，分别映射到I通道和Q通道的调制信号，通常采用正交调制方法进行映射。
I通道和Q通道的调制信号可以使用正弦和余弦函数进行表示，假设调制信号频率为f，那么I通道的调制信号可以表示为：I(t) = A*cos(2πf*t + θI)，Q通道的调制信号可以表示为：Q(t) = A*sin(2πf*t + θQ)。
3.结合I通道和Q通道的调制信号，可以得到复杂的QPSK调制信号为：S(t)=I(t)+jQ(t)，其中j是单位虚数，表示相位90度的旋转。
二、QPSK解调原理QPSK解调的目标是将复杂的调制信号恢复为原始的数字信息。
解调过程主要包含两个环节，分别是载波恢复和解调。
具体过程如下：1. 载波恢复：接收到的调制信号经过放大和频率移位后，通过相干解调方法将信号分为I通道和Q通道两个分支。
在该过程中，需要从已知的参考信号中恢复出原始信号的频率，并根据频率差异对信号进行对齐。
这样，I通道和Q通道的解调信号可以表示为：I'(t) = S(t) *cos(2π*f*t + θ')，Q'(t) = S(t) * sin(2π*f*t + θ')。
2.解调：在解调过程中，需要根据相位信息对I通道和Q通道的解调信号进行处理，得到原始的数字信号。
通信原理课程设计――QPSK信号的调制解调.
一、QPSK信号的调制解调一、题目要求利用matlab软件设计并仿真下面的无线通信系统要求:1、输入信号为比特流形式,比特速率通常为100kbps数量级。
2、载波频率自定。
通常为MHz数量级。
3、信道为多径信道(仿真中2径即可,信道中噪声为加性高斯白噪声。
4、信噪比自行设定。
5、画出图中各点波形。
6、画出系统误码率与接收端信噪比SNR的关系(蒙特卡洛仿真。
7、在给定信噪比的情况下,分析多径延时大小对系统性能有没有影响?画出系统误码率与多径时延大小之间的关系。
二、设计思路1、利用matlab随机函数产生随机0、1的数字信号,频率为100kbps,变成极性码,把得到的数字信号分成两路进行正交调制。
2、载波频率选择为1Mhz,进行调制,即每个码元由10个正弦波调制,每个码元选取100个点表示,即抽样频率为10Mhz。
3、相乘调制后得到的两路信号相加得到的信号,通过天线发送出去。
4、在无线信道中会有高斯白噪声和信号的多径(仿真中2径时延产生影响。
5、接收端接收到信号后,进行带通滤波,采用巴特沃斯滤波器,将带外噪声滤掉。
6、对信号进行解调,分别乘以cos和sin两路本地载波,得到的结果用低通滤波器滤波,得到解调的信号。
7、对解调得到的信号判决,大于零为+1,小于零为-1,传给信宿。
8、对比判决后的信号和原始极性码,求出误码率。
9、改变在无线信道中加入的高斯白噪声和信号的信噪比,从-19dB到10Db,分别对应的误码率,画出曲线。
10、改变多径(二径时延,从一个dt到20dt,分别对应的误码率,画出曲线。
三、模块设计1、发送端产生1000个随机0、1数字信号,并按照奇偶分成两路,a 点波形%%%%%%%%%%%%%%%%%% 朱尤祥 09通信三班090610131 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%f=100000,信号频率100kbps;fc=1000000 ;载频1Mhzclear allnum=1000 ;%取num个抽样点n=100 ;%每个间隔取n个点,来恢复波形和延时f=100000 ;fc=1000000 ;dt=1/f/n ;%时间间隔即为每个码元宽度除以n t=0 :dt (1/f*num-dt ;%总码元时间N=length(t ;%长度t1=0 :dt (1/f*num/2-dt ;%串并转换,时间减半m=1 ;%延时t2=0 :dt (1/f*num/2+(m-1*dt ;%串并之后,延时m for recycle=1 :10data=randint(1,num,2 ;%num个抽样点datanrz=data.*2-1 ;%变成极性码%串并转换,将奇偶位分开idata=datanrz(1:2(num-1;%奇qdata=datanrz(2:2:num;%偶ich=zeros(1,num*n/2; %初始化波形信号for i=1:num/2ich((i-1*n+1:i*n=idata(i;endfigure(1subplot(121plot(t1,ich;axis([0,1/f*num/2,-1.5,1.5];title(‘数字信源的一路信号,奇数’;for ii=1:N/2a(ii=cos(2*pi*fc*t(ii;endidata1=ich.*a; %奇数位的抽样值与cos函数相乘得到其中的一路信号qch=zeros(1,num*n/2; for j=1:num/2qch((j-1*n+1:j*n=qdata(j; endsubplot(122plot(t1,qch;axis([0,1/f*num/2,-1.5,1.5];title(‘数字信源的另一路信号,偶数’; for jj=1:N/2b(jj=sin(2*pi*fc*t(jj ; endqdata1=qch.*b ;%偶数位的抽样值与sin 函数相乘得到其中的另一路信号1012345x 10-3数字信源的一路信号,奇数012345x 10-3数字信源的另一路信号,偶数2、载波频率为1Mhz ,为b 点的波形(放大后figure(2carrier=cos(2*pi*fc*t1 ;plo t(t1,carrier ;title(‘fc=1Mhz 的载波’ ;2fc=1Mhz的载波x 10-43、将两路信号相加,得到发送端发送的信号,即c点波形(放大后s=idata1+qdata1 ;%将奇偶相加figure(3plot(t1,s,title(‘调制信号,即是两路合并发送的信号’3调制信号,即是两路合并发送的信号x 10-44、在信道中加入了高斯白噪声和由于二径时延信号的合成,直射波的幅度取0.7,反射波的幅度取0.3。
移动通信实验 四相移相键控(QPSK)调制及解调实验
实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验一．实验目的：1、了解QPSK调制解调原理及特性。
2、了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性。
二．实验内容：1、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。
2、观察IQ调制解调过程中各信号变化3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
三．基本原理：1、QPSK调制原理：QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。
QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。
由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。
2、QPSK解调原理：由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成。
四．实验原理：实验模块简介：1、基带成形模块：主要功能：产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带成形，形成两路正交基带信号。
2、IQ调制解调模块：主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交调解。
3、码元再生模块主要功能：从解调出的IQ基带信号中恢复复位同步，并进行抽样判决，然后并串转换后输出。
4、PSK载波恢复模块主要功能：与IQ调制解调模块上的解调电路连起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复PSK 已调信号的载波，同时可用作一个独立的载波源。
五．实验步骤：1、在实验箱上按正确安装基带成形模块、IQ调制解调模块、码元再生模块、PSK载波恢复模块。
2、QPSK调制实验a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成如下链接源端口目的端口连线说明基带模块：PN31 基带模块：NRZ IN 提供PN31伪随机序列基带模块：I-OUT IQ模块：I-IN 串并变换后的I路信号输入基带模块：Q-OUT IQ模块：Q-IN 串并变换后的Q路信号输入*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。
qpsk调制解调
qpsk调制解调
QPSK调制解调是指在无线通信中应用的一种调技术，也叫作四相
移相 keying（QPSK）。
QPSK是具有相同带宽的其他数字调制技术的改
进版本之一。
它的特点是使用双极平衡阶段调制，同时发出四个相位
状态：00，01，11和10。
QPSK的优势在于能够提高信号性能，同时减
少射频功率的消耗。
在QPSK调制中，每个符号代表2bits，比如发送码 0110，则表示
两个符号，分别对应00和11，即：00 11，此时输出调制信号将位于
45度和135度位置上。
比特流中每个符号都会被调制，用sin和cos
波形表示原始信号。
QPSK调制解调的过程包括调制和解调两个步骤。
调制步骤是将每
个符号（00或11）映射到特定的位置上，通常是45度和135度；接着，将原始信号映射到新的位置上以产生调制信号。
解调步骤是反过来，将接收到的调制信号映射回原始位置，解调后可得到原始比特流。
QPSK调制解调的另一个优势是它在信号传输和处理方面占用较少
的带宽资源。
它通过4倍时间复用将比特流进行压缩，使得比特流可
以更容易地被传输和处理。
另外，QPSK还具有灵活的抗干扰特性，可
以有效抵抗传输噪声，大大提高了信号质量。
总之，QPSK调制解调是一种应用于无线通信的高效率数字调制技术。
它以双极平衡阶段引入四个相位状态进行调制，每个状态分别表
示00，01，11和10。
QPSK能够提高信号性能，有效抵御干扰，同时
节省带宽资源，是一种非常具有经济效益的数字调制技术。
QPSK 调制解调
四相绝对相移键控 QPSK是属于多进制数字相位调制，它是利用载波的四种不同相 位来表征输入的数字信息。目前广泛应用于数字微波通信系统，数字卫星通信系统，宽 带接入与移动通信，以及有线电视的上行传输。但四相相移键控信号，在码元交替处的 载波相位往往是突变的，当相邻的两个码元同时转换时，会出现±π的相位跳变，这会 使调相波的包络上出现零（交）点，其信号功率谱上将产生很强的旁瓣分量。因此从 QPSK方式派生出一种新的相位调制方式，交错四相相移键控（OQPSK）。即在 QPSK调 制的正交支路上引入一个比特（半个码元）的时延，使得两个支路的数据不会同时发生 变化，从而不可能产生±π的相位跳变，仅产±π/2的相位跳变。
关键词: 相移键控 四相移键控 QPSK调制 相干解调
I
×××大学本科毕业设计
QPSK Demodulation Experimental Design
Abstract：Indigitalcommunication，weoftenmodulatanddemodulat digital
signalbyFSKandPSKtotransmitdigitalinformation。 Nowadays，PSKoftenuse QPSK and NPSK. Any digital modulation scheme uses a finite number of distinct signals to represent digital data. PSK uses a finite number of phases, each assigned a unique pattern of binary digits. Usually, each phase encodes an equal number of bits. Each pattern of bits forms the symbol that is represented by the particular phase. The demodulator, which is designed specifically for the symbol-set used by the modulator, determines the phase of the received signal and maps it back to the symbol it represents, thus recovering the original data. This requires the receiver to be able to compare the phase of the received signal toareferencesignal— suchasystemistermedcoherent(andreferredtoas CPSK). This text is detailed on the concept,implement and principle of QPSK. It also detailed introduces the designedand realize of QPSK.
关键词: 相移键控 四相移键控 QPSK调制 相干解调
I
×××大学本科毕业设计
QPSK Demodulation Experimental Design
Abstract：Indigitalcommunication，weoftenmodulatanddemodulat digital
signalbyFSKandPSKtotransmitdigitalinformation。 Nowadays，PSKoftenuse QPSK and NPSK. Any digital modulation scheme uses a finite number of distinct signals to represent digital data. PSK uses a finite number of phases, each assigned a unique pattern of binary digits. Usually, each phase encodes an equal number of bits. Each pattern of bits forms the symbol that is represented by the particular phase. The demodulator, which is designed specifically for the symbol-set used by the modulator, determines the phase of the received signal and maps it back to the symbol it represents, thus recovering the original data. This requires the receiver to be able to compare the phase of the received signal toareferencesignal— suchasystemistermedcoherent(andreferredtoas CPSK). This text is detailed on the concept,implement and principle of QPSK. It also detailed introduces the designedand realize of QPSK.
QPSK调制原理详解
s(t ) = s1 (t ) + s 2 (t ) = Ab(t )c1 (t ) sin(2πf c t + θ ) + Ab(t )c 2 (t ) cos(2πf c t + θ ) = 2 A sin(2πf c t + θ + γ (t ))
(3.1)
其中：
γ (t ) = tan −1
QPSK 直接序列展頻的缺點之一是它的硬體架構比直接序列展頻 BPSK 系統
16
複雜。因此，如果在接收端兩個載波不是完全正交的話，將會造成交互干擾 （cross
talk）現象而影響 QPSK 直接序列展頻系統的性能。QPSK 直接序列展頻已被成
功地運用於 GPS 系統中。 如果想要再進一步瞭解 QPSK 直接序列展頻系統的運作情形 ， 讀者可以試著 自行畫出【圖 3.2】中訊號的時域波形圖與【圖 3.1】 、 【圖 3.2】中訊號的 PSD 圖 形。這個工作可以當作本章的一個習題來做。
t 0 t 0
s2 ( t ) −A s (t ) − 2A 0 γ = 7π 4 2A
t 3 π4 5 π4 π4 3 π4 7π 4 π 4 5 π4 3 π 4 7π 4
【圖 3.1】QPSK 直接序列展頻系統的t − τ )c1 (t − τ )c 2 (t − τ ) sin(2πf c t + θ ' ) cos(2πf c t + θ ' ) + Ab(t − τ ) cos 2 ( 2πf c t + θ ' ) 1 = Ab(t − τ )c1 (t − τ )c2 (t − τ ) sin(4πf c t + 2θ ' ) 2 1 + Ab(t − τ ) [1 + cos(4πf c t + 2θ ' )] 2
(3.1)
其中：
γ (t ) = tan −1
QPSK 直接序列展頻的缺點之一是它的硬體架構比直接序列展頻 BPSK 系統
16
複雜。因此，如果在接收端兩個載波不是完全正交的話，將會造成交互干擾 （cross
talk）現象而影響 QPSK 直接序列展頻系統的性能。QPSK 直接序列展頻已被成
功地運用於 GPS 系統中。 如果想要再進一步瞭解 QPSK 直接序列展頻系統的運作情形 ， 讀者可以試著 自行畫出【圖 3.2】中訊號的時域波形圖與【圖 3.1】 、 【圖 3.2】中訊號的 PSD 圖 形。這個工作可以當作本章的一個習題來做。
t 0 t 0
s2 ( t ) −A s (t ) − 2A 0 γ = 7π 4 2A
t 3 π4 5 π4 π4 3 π4 7π 4 π 4 5 π4 3 π 4 7π 4
【圖 3.1】QPSK 直接序列展頻系統的t − τ )c1 (t − τ )c 2 (t − τ ) sin(2πf c t + θ ' ) cos(2πf c t + θ ' ) + Ab(t − τ ) cos 2 ( 2πf c t + θ ' ) 1 = Ab(t − τ )c1 (t − τ )c2 (t − τ ) sin(4πf c t + 2θ ' ) 2 1 + Ab(t − τ ) [1 + cos(4πf c t + 2θ ' )] 2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Q P S K射频直接调制电路-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.1QPSK调制器设计调制器作为系统中的核心部分，对系统的实现起着至关重要的作用。
根据系统要求调制方式为QPSK调制，且为直接调制到射频，选取I/Q正交调制器实现本过程。
I/Q正交调制器首先将本振信号通过功分器形成两路正交信号，然后与I/Q信号进行混频，最后经过合路器合成一路信号，其理框图如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.1所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.1 I/Q正交调制器原理框图由于系统要求基带信号为差分输入，考虑到差分信号具有抗干扰新能力，所以拟采用差分输入的调制芯片。
下面将分别从调制器电路的设计和I/Q差分信号的输入电路设计两个方面详细介绍。
1.1.1调制器电路设计通过比较，拟选用ADL5375，此芯片不仅满足我们对调制信号带宽、EVM、幅度和相位不平衡度的要求，同时通过差分放大器给I/Q输入信号加合适的共模电压，可调整调制芯片IQ输入端的基准电压，达到调整载波抑制的目的。
调制芯片覆盖了400-6000MHz频率范围。
ADL5375具有内部50Ω匹配的差分本振输入，亦可单端输入。
允许本振的输入驱动功率为0dBm。
载波信号经过功分器产生正交信号，并在两个混频器中与输出的I/Q信号进行混频。
95MHz的基带输入带宽使其完全满足设计所需的一个基带直接到射频的调制器。
混频器将信号混频后送到内部50Ω匹配的单端射频输出。
调制器芯片内部原理图如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.2所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.2 ADL5375芯片功能框图ADL5375的指标都满足本文设计的调制器的要求。
其输出1dB压缩点为+9.6dBm，三阶截止点为+26.6dBm，表明其具有较高的输出能力。
另外对于射频直接调制系统，调制器输出的二次谐波分量也是重点考虑的指标，基带信号的二次谐波分量较大可能会导致频谱扩散，影响邻信道功率比，此芯片具有较好的谐波抑制。
ADL5375在300-1000MHz频率范围内OIP2、OIP3随频率和温度的变化曲线如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.3所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.3 ADL5375的OIP2、OIP3随频率和温度的变化曲线在450MHz附近，本振泄漏小于-48dBm，边带抑制优于-37.6dBc。
射频通带平坦度在70MHz带宽内优于0.1dB，非常适合宽带系统。
在设计QPSK调制电路时主要应注意以下几个方面的影响。
（1）首先射频调制电路应考虑封腔设计，为了避免干扰以及减小对其他电路的干扰，同时有利于减小空间耦合，提高载波抑制度；（2）因为调制芯片是连接数字电路和射频电路的器件，应处理好基带信号输入的方式，建议增加差分滤波器，在抑制谐波和其他杂散分量的同时提高抗干扰能力；（3）根据射频调制器的线性范围，设计调制器的基带信号功率（或幅度），得到最佳输出信噪比的调制信号。
（4）由于本文选用的为集成芯片，其功耗相对较高，在设计时应考虑到散热问题，尽量利用腔体的导热特性将热量传递到外部，保持芯片在允许的温度下工作。
本文选取的芯片为有源器件，需要设计外围供电电路。
另外芯片的I/Q信号输入、载波信号输入和调制信号的输出均为差分设计，根据系统的需要可能需要差分与单端的转换电路，所以芯片的外围电路较为复杂。
典型应用电路如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.4所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.4 ADL5375芯片典型外围电路如图所示，I/Q信号以差分形式分别从BBIP，BBIN和BBQP，BBQN输入。
I/Q信号输入之前采用的差分放大电路，之后的中频电路设计将会详细介绍。
由于射频电路对于电源的波动较为敏感，所以应在供电电路的近芯片端增加电容来减小电源的文波。
本芯片为正交调制芯片，其内部具有两个混频器，芯片需要在I/Q信号的输入端添加一定的偏压，以保证正常的载波和边带抑制。
根据前文论述，由于内部混频管会受到偏置电压的影响，产生不平衡性，导致载波抑制和边带抑制的恶化。
本文选用的ADL5375所需要的偏置电压为1.5V。
根据芯片典型外围电路可知，芯片的载波输入端口为差分形式，但是本文的本振信号走线的都是50Ω的微带线，所以使用其推荐的单端接入方式。
对于I/Q信号的输入，本文采用的方式为差分输入，符合芯片的接入方式，不用进行转换，但是需增加差分放大器，以实现幅度和偏压的控制。
调制器模块的电路原理图如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.5所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.5 ADL5375调制芯片电路原理图调制器芯片PCB电路图如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.6所示。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。
.6 ADL5375PCB 电路图1.1.2 差放电路设计根据实际经验，由于基带信号走线过长，传输过程中衰减量不同，导致输入到调制芯片的I/Q 信号幅度不相等，或者不是完全正交，这将导致输出调制信号的幅度和相位误差增大。
另外由于I/Q 传输线的阻抗不同，将会导致基带信号上所带的偏压到达调制芯片时的电压偏置不同，根据前一章节的介绍，这将导致调制信号的载波抑制度不够，边带抑制度不够。
在实际通信系统中，I/Q 信号表示为i(t)、q(t)。
11(t)a (t)b i i '=+ （3.10）22(t)a q(t)b q '=+ （3.11）[][]1122(t)(t)b cos(t )(t)b sin t L L s a i a q ωφω=++++ （3.12）式中1a 、2a 为IQ 信号的传输增益，1b 、2b 为IQ 信号所带的偏压，φ为IQ 信号的相位误差。
[](t)(t)cos (t)c s m t ωθ=+ （3.13）其中，[]{[]}1222111122(t)((t)b )cos ((t)b )sin()((t)b )m a i a i a q φφ=+++-++（3.14）1112211(a i(t)b )sin()(a q(t)b )(t)tan (a i(t)b )cos φθφ-+-++=+ （3.15）从公式可以看出I/Q 信号的传输增益不同，将会导致输出调制信号的幅度不平衡度较差，直流偏置电压不平衡将导致输出信号的载波抑制度变差。
经过分析，考虑在I/Q 信号进入调制芯片之前增加差分放大电路，此电路主要功能是对基带输出的I/Q 信号进行放大，同时为调制芯片提供合适电压偏置。
上一节讨论过，由于调制芯片为平衡式正交混频器，所以其输入端的直流偏压对于其性能有很大的影响，同时偏置电压还决定了载波泄露的大小。
由于本系统基带信号走线很长，不能保证DA 输出的偏置电压进入调制芯片时保持抑制，所以拟采用通过交流耦合的形式，仅通过差分放大器提供合适的共模电压。
另外，差分电路对外部EMI 和附近信号的串扰具有很好的抗扰性，因为在基带信号电压加倍后，噪声对紧密耦合走线的影响在理论上时相同的，因而他们彼此抵消。
差分信号产生的EMI 往往也较低，因为信号电平的变化（dV/dt 或dI/dt ）产生相反的磁场，再次相互抵消。
差分信号可以抑制偶次谐波。
例如让连续波通过一级单端放大器，如图 错误!文档中没有指定样式的文字。
.7所示。
输出信号可表示为式（3.1）和（3.2）。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。
.7 连续波通过单端放大器∑=nIN n OUT V C V （3.16） ()()....cos cos cos 332210++++=t C t C t C C V OUT ωωω （3.17） 若使用一个差分放大器，则输入输出如图 错误!文档中没有指定样式的文字。
.8所示。
Vin+=Acos ωt Vin-=-Acos ωt Vout+Vout-图 错误!文档中没有指定样式的文字。
.8 差分放大器()()∑-+-+-=-=nINn n IN n OUT OUT OUT V C V C V V V （3.18） ()()....cos cos cos 332210++++=+t C t C t C C V OUT ωωω （3.19） ()()....cos cos )cos (332210+-+-+-+=-t C t C t C C V OUT ωωω （3.20） ()....cos 2cos 2331++=t C t C V OUT ωω （3.21） 从公式可以看出，差分放大电路的输出没有偶次谐波，可以使调制器获得更好性能。
本文使用差分放大电路主要有以下几点作用：1) 对I/Q 信号进行放大，保证调制器输出功率；2) 为I/Q 输入端提供合适的偏压；3) 获得良好的载波抑制度，减小幅度不平衡度，进而改善EVM ；4) 提高抗干扰能力，同时减小基带信号对射频电路的影响。
1.1.2.1 差分放大器的选取本文选用低功耗、轨对轨输出、全差分放大器THS4521，该放大器带宽为145MHz ，Slew Rate 为490V/us ，输出共模电压可控，工作电压为3V 至5.5V 。
根据调制芯片的要求，差分放大器共模电压为1.5V。
差分放大器的电路原理图如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.9所示。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.9差分放大电路原理图从原理图可以看出，输入的差分信号分别经过两个运放进行比例放大，放大比例根据实际调制情况而定，同时差分信号具有相同的共模电压，通过调整I/Q两路差分信号的共模电压，可以调整调制器的载波泄露和幅度、相位不平衡度等指标。