PSK数字调制器电路设计

PSK 硬件系统课程设计一、实验目的1、加深理解二相相频键控（2PSK）系统的基本工作原理与电路组成,学会2PSK2、调制与解调系统的基本设计方法。

二、设计要求1、设计—PSK 调制器，调制载波为32KHz 正波弦；2、输入调制器的数字信息用周期为7 的m 序列代替，其速率为2Kb/s，要求调制器输出的载波失真度＜3%。

在无干扰时，解调器能正确还原输入调制器的m 序列。

3、数据信号的周期P 有两种方式选取：(1)P=7 的m 序列代替，码型为1110010，学生自己搭试电路产生；(2)P=15 的m 序列代替，码型为111100010011010，学生可借住TLS-T302通信原理实验平台上产生的信号；4、在TLS-T302 通信原理实验平台上的开发区内进行搭试电路和调试电路，实验形式有多种选取：(1)搭调制电路，解调电路用TLS-T302 通信原理实验平台上的；(2)搭解调电路，调制电路用TLS-T302 通信原理实验平台上的；搭调制电路和解调电路，用TLS-T302 通信原理实验平台上的电路只作参考。

三、设计思想数字基带信号是利用移位器和3-8译码器合成的。

32KHz的正反相的方波信号经过波形变换电路（相应中心频率的滤波器）变换成正弦波载波信号，分别作为4066 两个开关的的输入信号，基带信号以及它的取反值作为两开关的控制信号，则两个开关的输出信号的合成即为FSK 调制信号。

已调信号和一个与一路载波信号同频同相的方波信号通过4066 相干相乘再通。

经过一个包络检波器，再通过比较器可完成解调过程。

PSK调制原理PSK信号用载波相位的变化来表征被传输信息的状态，通常规定0相位载波和π相位载波分别表示传“1”和传“0”。

设二进制单极性码为an,其对应的双极性二进制码为bn,则2PSK信号的一般时域信号可以表示为：S2psk（t）= [ bn g(t-nTs)]cosωct 式中bn=-1（当an=0时，概率为P）bn=1（当an=1时，概率为1-P）’则时域信号可以变为: S2psk（t）= [ g(t-nTs)]cos（ωct+π），当an=0时 S2psk（t）= [ g(t-nTs)]cos（ωct+0）当an=1时由此可知2PSK信号是一种双边带信号，功率谱为：P2PSK（ƒ）= ƒs=P（1-P）[|G（ƒ+ ƒs）|2+|G（ƒ- ƒs）|2] + ƒs2（1-P）2|G（0）|2[δ(ƒ+ ƒs)+ δ(ƒ- ƒs)]2PSK信号的带宽为B2PSK=（ƒc+Rs）-（ƒc-Rs）= 2Rs式中Rs为码元速率。

PSK调制的DSP实现课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握PSK调制的基本原理，理解其信号的产生与解调过程；2. 学会使用DSP技术实现PSK调制，掌握相关算法及编程方法；3. 了解PSK调制在通信系统中的应用及其优缺点。

技能目标：1. 能够运用所学知识，使用DSP开发环境进行PSK调制程序的编写与调试；2. 培养学生动手实践能力，通过课程设计，掌握通信系统中的关键技能；3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，提高创新意识和团队合作精神。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程领域的兴趣，激发学生学习积极性；2. 增强学生自主学习、探究学习的意识，形成良好的学习习惯；3. 使学生认识到科技发展对社会进步的重要性，培养责任感和使命感。

课程性质：本课程设计属于实践性较强的课程，侧重于培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的数字信号处理和通信原理基础知识，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生在课程设计过程中的主体地位，充分调动学生的积极性和创造性。

通过课程设计，使学生在实践中掌握PSK调制的DSP实现方法，提高解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识回顾：- 数字信号处理基础：复习Z变换、傅里叶变换等基础理论；- 通信原理：回顾PSK调制原理、信号解调方法及其在通信系统中的应用。

2. DSP技术简介：- 介绍DSP芯片的原理与结构，以及其在通信领域的作用；- 指导学生掌握DSP开发环境的使用方法。

3. PSK调制原理与实现：- 详细讲解PSK调制原理，分析其信号特点；- 引导学生学会使用DSP技术实现PSK调制，包括算法设计、编程及调试。

4. 教学大纲：- 第一周：理论知识回顾，PSK调制原理学习；- 第二周：DSP技术简介，学习DSP开发环境使用；- 第三周：PSK调制算法设计，编写程序代码；- 第四周：程序调试与优化，课程总结。

摘要在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号，由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字频带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。

数字调制地实现，促进了通信的飞速发展。

研究数字通信调制理论，提供有效调制方法有着重要意义。

实现调试解调的方法有很多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。

数字相位调制又称相移键控记作PSK(Phase Shift Keying>,二进制相移键控记作2PSK，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信号的，在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控2PSK信号。

重点介绍了2PSK的调制与解调的工作原理，以及Simulink进行设计和仿真。

关键词：数字调制、2PSK、调制与解调、Matlab仿真。

目录第1章绪论21.1设计背景21.2设计要求31.3设计思路简介3第2章 2PSK工作原理32.1 2PSK数字调制32.2调制原理42.3 解调原理5第3章方案选择73.1 信号调制结构图73.2 信号解调结构图7第4章实验仿真104.1 调制仿真图104.2 解调仿真图11第5章实验总结12第6章课设设计体会12参考文献14致谢15附录1：程序设计源代码16第1章绪论1.1设计背景数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须使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的过程称为数字调制。

数字调制技术的两种方法：①用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。

2PSK信号的解调电路设计2PSK（二进制相移键控）信号是一种基本的数字调制方式，它将数字信息转化为两个不同相位的正弦波信号。

解调电路是将接收到的2PSK信号转换回数字信息的关键部件。

设计一个2PSK信号的解调电路可以分为以下几个步骤：1.基带滤波器设计：接收到的2PSK信号可能经过了传输过程中的失真和噪声干扰，因此首先需要对信号进行滤波以去除高频噪声和失真。

基带滤波器通常使用低通滤波器来实现。

滤波器的设计需考虑到信号的带宽、失真和抗干扰能力等因素。

2.时钟恢复电路设计：2PSK信号中存在着相位差，因此需要在解调电路中设置时钟恢复电路，以便正确恢复接收到的信号的时钟信息。

时钟恢复电路通常采用锁相环（PLL）或相关器等技术实现。

时钟恢复电路对于解调过程中相位解调的准确性至关重要。

3.相位解调电路设计：相位解调是解调电路中最关键的部分。

相位解调的目标是从接收到的信号中恢复出数字信息。

二进制相移键控调制中使用了两个不同相位的载波信号来表示不同的数字，因此相位解调需要能够区分这两个相位并恢复出原始的数字信息。

相位解调电路通常采用鉴别器或位相锁定环等技术实现。

4.采样电路设计：在解调过程中，需要对解调后的信号进行采样，以恢复出原始的数字信息。

采样电路通常使用模拟-数字转换器（ADC）实现，将模拟信号转换为数字信号。

总结起来，设计2PSK信号的解调电路需要考虑基带滤波器、时钟恢复电路、相位解调电路和采样电路等几个关键部件。

每个部件的设计需要根据具体需求和技术限制进行综合考虑，以实现准确、稳定地将接收到的2PSK信号转换为数字信息的功能。

实验4 PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验配置一：PSK(DPSK)模块一、实验目的1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法；2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试；3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。

二、实验仪器1．时钟与基带数据发生模块，位号：G2．PSK 调制模块，位号A3．PSK 解调模块，位号C4．噪声模块，位号B5．复接/解复接、同步技术模块，位号I6．20M 双踪示波器1 台7．小平口螺丝刀1 只8．频率计1 台（选用）9．信号连接线4 根三、实验原理相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。

在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。

本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。

相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。

（一） PSK 调制电路工作原理二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。

相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。

1．载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放来实现。

来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。

为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。

2．模拟开关相乘器对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。

0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。

psk调制解调实验报告PSK调制解调实验报告引言：在现代通信系统中，调制解调是一项重要的技术，它能够将数字信号转化为模拟信号以便在信道中传输，并在接收端将模拟信号恢复为数字信号。

相位移键控（Phase Shift Keying，PSK）调制解调技术是一种常用的数字调制技术，本实验旨在通过实际操作，加深对PSK调制解调原理的理解。

实验目的：1. 了解PSK调制解调原理；2. 掌握PSK调制解调的实验操作；3. 分析调制解调过程中的误码率。

实验装置：1. 信号发生器；2. 调制解调器；3. 示波器；4. 计算机。

实验步骤：1. 搭建实验装置，将信号发生器与调制解调器相连，调制解调器再与示波器相连；2. 设置信号发生器的频率和幅度，选择合适的PSK调制方式；3. 通过调制解调器将数字信号转化为模拟信号，并通过示波器观察调制后的波形；4. 将调制后的信号输入到解调器中，通过示波器观察解调后的波形；5. 通过计算机对解调后的信号进行误码率分析。

实验结果：在实验中，我们选择了二进制相位键控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）调制方式进行实验。

通过调制解调器将数字信号转化为模拟信号后，我们观察到示波器上出现了两种不同相位的波形，即0°和180°相位差。

这符合BPSK调制的特点，即将二进制数字0和1分别映射为不同的相位。

在解调过程中，我们将调制后的信号输入到解调器中，通过示波器观察到解调后的波形与原始数字信号一致。

这表明解调器能够正确恢复出原始的数字信号。

通过计算机对解调后的信号进行误码率分析，我们发现在理想情况下，误码率为0。

然而，在实际通信系统中，由于信道噪声等因素的影响，误码率往往不为0。

因此，我们需要采取一定的纠错编码技术来提高系统的可靠性。

实验结论：本实验通过实际操作，加深了对PSK调制解调原理的理解。

通过观察调制解调过程中的波形变化和分析误码率，我们了解到PSK调制解调技术在数字通信系统中的重要性。

psk调制实验报告PSK调制实验报告引言：在现代通信领域中，调制技术是一项至关重要的技术。

调制技术可以将数字信号转换为模拟信号，使其能够在传输过程中更好地适应信道环境。

而PSK调制技术是一种常用的数字调制技术之一。

本篇实验报告将详细介绍PSK调制的原理、实验过程以及实验结果。

一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作，深入理解PSK调制的原理和实现过程，并通过实验结果验证理论分析的正确性。

二、实验原理PSK（Phase Shift Keying）调制是一种基于相位的数字调制技术。

其基本原理是通过改变载波信号的相位来传输数字信息。

在PSK调制中，常见的有二进制相移键控调制（BPSK）和四进制相移键控调制（QPSK）。

BPSK调制的原理是将二进制数字流转换为相位差为180度的两种相位，分别代表数字0和数字1。

而QPSK调制则将二进制数字流分为两组，每组两个比特，每组代表一个相位，共有四种相位差选择。

三、实验设备和材料1. 信号发生器2. 示波器3. 电缆4. BPSK/QPSK调制解调器5. 电脑四、实验过程1. 连接信号发生器和示波器，设置信号发生器的输出频率和幅度。

2. 连接信号发生器和BPSK/QPSK调制解调器，设置调制器的参数。

3. 将调制器的输出信号连接到示波器上，观察调制信号的波形。

4. 将示波器的输出信号连接到解调器上，通过电脑软件进行解调。

5. 对比解调后的数字信号与发送的原始信号，验证解调的准确性。

五、实验结果与分析通过实验，我们成功地实现了BPSK和QPSK调制。

观察示波器上的波形，可以明显看出不同相位的变化。

在解调过程中，我们发现解调后的数字信号与发送的原始信号高度一致，证明了调制和解调的正确性。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了PSK调制的原理和实现过程。

实验结果验证了理论分析的正确性，加深了我们对调制技术的理解。

此外，通过实际操作，我们还加深了对信号发生器、示波器等设备的使用和操作技巧。

摘要数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

然而，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系带信号，这是因为数字基带信号往往含有丰富的低频分量。

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的过程称为数字调制。

在接收端通过解调器把贷通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。

通常把调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。

一般来说，数字调制与模拟调制的原理基本相同，但是数字信号有离散取值的特点。

因此数字调制技术有两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。

这种方法通常称为键控法，对载波的振幅、频率和相位进行键控，即可获得ASK、FSK、PSk三种基本数字调制方式。

本次课程设计主要是运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计一个2PSK数字信号调制解调系统。

设计采用的是键控法进行调制。

关键字：Matlab Simulink 2P目录一、课程设计目的 (3)二、课程设计时间安排 (3)三、课程设计及要求 (3)1.基本工作原理 (3)1）数字通信系统 (3)2）调制方法：键控法 (4)3）解调方法：相干解调法 (4)2、设计系统 (4)1）Simulink仿真框图 (4)2）工作原理 (5)3）设定参数 (6)3 .MATLAB仿真 (11)1）波形仿真图 (11)4）分析基带信号和已调信号的功率谱密度 (14)5）误码率分析 (15)四、课程设计心得体会 (18)五、参考文献 (19)一、课程设计目的通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。

psk调制与解调实验报告PSK调制与解调实验报告引言：调制与解调是通信领域中非常重要的技术，它们被广泛应用于无线通信、卫星通信、光纤通信等领域。

相位移键控调制（Phase Shift Keying, PSK）是一种常见的数字调制技术，本实验旨在通过实践，深入了解PSK调制与解调的原理和实际应用。

一、实验目的本实验的主要目的是掌握PSK调制与解调的基本原理，熟悉其实际应用，并通过实验验证理论知识的正确性。

二、实验器材1. 信号发生器2. 频谱分析仪3. 示波器4. 电脑及相关软件三、实验原理1. PSK调制PSK调制是利用不同相位表示数字信号的一种调制技术。

常见的PSK调制方式有二进制相移键控调制（Binary Phase Shift Keying, BPSK）和四进制相移键控调制（Quadrature Phase Shift Keying, QPSK）等。

BPSK调制将0和1分别映射为相位为0和π的两种状态，而QPSK调制则将00、01、10和11分别映射为相位为0、π/2、π和3π/2的四种状态。

2. PSK解调PSK解调是将接收到的PSK信号转化为数字信号的过程。

解调的关键是从接收到的信号中提取出相位信息。

常用的解调方法有相干解调和非相干解调。

相干解调需要与发送信号保持相位同步，而非相干解调则不需要。

四、实验步骤1. 设置信号发生器的频率和幅度，选择合适的PSK调制方式。

2. 连接信号发生器和频谱分析仪，观察并记录调制后的信号频谱。

3. 将调制后的信号输入到示波器中，观察并记录波形。

4. 通过解调器将接收到的信号转化为数字信号。

5. 使用电脑及相关软件进行信号解调的仿真实验，比较实验结果与理论分析的差异。

五、实验结果与分析1. 调制实验结果根据实验步骤中的设置，我们可以通过频谱分析仪观察到调制后的信号频谱。

根据不同的PSK调制方式，频谱图上会出现不同的频率成分。

通过观察波形，我们可以看到相位的变化对应着信号的变化。

psk调制及解调实验报告PSK调制及解调实验报告引言调制和解调是无线通信中的重要环节，它们能够将信息信号转化为适合传输的信号，并在接收端恢复出原始信息。

本实验旨在通过实际操作，探究PSK调制和解调的原理和实现方法。

一、实验目的本实验的主要目的是掌握PSK调制和解调的原理，实践PSK调制解调的基本方法，并通过实验结果验证理论分析。

二、实验原理1. PSK调制PSK（Phase Shift Keying）调制是一种基于相位变化的数字调制技术。

在PSK调制中，将不同的离散信息码映射到不同的相位，从而实现信息的传输。

常见的PSK调制方式有BPSK（二进制相移键控）、QPSK（四进制相移键控）等。

2. PSK解调PSK解调是将接收到的PSK信号恢复为原始信息信号的过程。

解调器通过检测相位的变化，将相位差映射回相应的信息码。

三、实验器材1. 信号发生器2. 功率放大器3. 混频器4. 示波器5. 电脑四、实验步骤1. 准备工作连接信号发生器、功率放大器和混频器，设置合适的频率和功率。

将混频器的输出连接至示波器，用于观察调制后的信号。

2. BPSK调制实验设置信号发生器输出为二进制序列，将序列与载波进行相位调制。

观察调制后的信号波形并记录。

3. BPSK解调实验将调制后的信号输入到解调器中，通过相位差检测将信号恢复为二进制序列。

观察解调后的信号波形并记录。

4. QPSK调制实验设置信号发生器输出为四进制序列，将序列与载波进行相位调制。

观察调制后的信号波形并记录。

5. QPSK解调实验将调制后的信号输入到解调器中，通过相位差检测将信号恢复为四进制序列。

观察解调后的信号波形并记录。

六、实验结果与分析通过实验观察和记录，可以得到调制和解调后的信号波形。

根据波形的相位变化，可以判断调制和解调是否成功。

在BPSK调制实验中，观察到信号波形只有两个相位，对应二进制序列的两个状态。

解调实验中，通过相位差检测可以准确地恢复出原始的二进制序列。