2DPSK数字调制电路课程设计

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（ 2010/2011 学年第一学期）课程名称：电子线路题目 ：2DPSK 数字调制电路设计专业班级：通信 0802学生姓名：*学号 ：08031*指导教师：设计周数 ：1 周设计成绩：总体论述2DPSK 数字调制电路设计一、设计任务1、查阅相关资料，了解2DPSK 通信系统的基本原理和数字信号的传输过程2、进行功能分析，给出设计方案3、熟悉所用器件的功能特性4、用分立器件设计电路原理图5、进行硬件制作及EWB 仿真软件仿真6、进行调试，实现技术要求7、编写设计报告二、设计要求1、了解 2DPSK 系统包括几部分，及每部分的功能特性2、就其调制部分，利用分立元件

2、搭建电路3、结合现有实验箱进行系统调试4、掌握理论联系实践的方法三、性能指标1、能在示波器上显示清晰地正弦波2、能根据波形的初始相位变化得出正确的相对码信息3、有相对码可得出正确的绝对码信息四、 实际电路所能完成的功能在输入端接入一个时钟方波脉冲信号，在输出端显示初始相位交替变化的正弦波。五、 理论电路所能完成的功能在输入端任意接入一个包含信息的方波信号，在输出端用不同初始相位的正弦波表示出来。方案选型12DPSK 数字调制电路设计一、设计电路使其能产生两种不同相位的正弦波1、利用 74ls74（双上升沿D 触发器）对输入的时钟信号进行二分频，输出为原信号频率的一半的时钟方波信号2、利用放大器

3、和电感电容组成滤波器（带通滤波器），将方波时钟信号转换成正弦信号3、射随器的输入阻抗答输出阻抗小，在电子技术中应用非常广泛。它能使信号电压最大程度地往后传递。因此利用射随器能够保证信号在传输过程中衰减最小。4、利用三极管的发射极和集电极点位相反的特性分别输出两路相位相反的正弦波信号，作为2DPSK 信号调制实验的载波信号。其特点使频率相同初始相位相反，即可根据初始相位的不同进行二进制的数字调制。二、 AK （绝对码）编译成BK （相对码）1、 74LS74 的 1、 4 引脚解电源， 3 号引脚解BS-IN （同步信号） ， 5 号引脚（ Q）输出到 74LS86 。2 号引脚与74LS86

4、的输出相连，得到上次的输出信号后为下次信号的输出做准备。2、 74LS86 的输入端为Q 和 AK （绝对码），输出接到六反相器和双上升沿d 触发器的 2 号引脚上。3、 74HC04 利用 2 个反相器对绝对码编译的相对码的波形进行整形，使输出的波形为规范的方波。输出连接到4051 的 10、 9、11 号引脚上用于控制调制波形的输出。4、注意频率设置的方法：因为74LS74 的作用是四分频，所以BS-IN 的频率应为 AK 频率的 2 倍。此时在74LS86 的 2 个输入端上， 5 号引脚的输入脉冲为AK 脉冲周期的2 倍。两者异或的输出为相对码。但此时5 号引脚的输入会有一定的延迟，所

5、以相对码的波形会有失真，为不规范的方波。三、相对码控制初始相位相反的两种正弦波的输出。4051 将集电极输出接X7 ，发射极接X0 。当相对码BK 为 0 时， ABC 为 000，此时选中X0 引脚的信号输出；当相对码BK 为 1 时， ABC 为 111，此时选中X7 引22DPSK 数字调制电路设计脚的信号输出。在4051 输出端根据波形起始相位的不同得到相对码的数字信号，在经过码反变换得到相应的绝对码的信息。四、2DPSK 信号的输出把 4051 的输出端接射随器，将信号最大程度地输出。得到2DPSK 的以模拟信号作为载波的调制信号的波形。电路原理图一、电路原理图设计图 1 电路原理图

6、二、输入的方波32DPSK 数字调制电路设计图 2 输入的方波三、变换得到的正弦波图 3变换得到的正弦波42DPSK 数字调制电路设计四、上下波形反相图 4上下波形反相五、仿真结果波形显示图 5仿真结果波形显示52DPSK 数字调制电路设计六、实际的硬件电路图 6硬件电路七、实际的反相波形图 7反相波形62DPSK 数字调制电路设计八、两个反相波形图 8两个反相波形图 9两个反相波形72DPSK 数字调制电路设计九、主要器件与真值表1、 双上升沿D 触发器图 1074LS74 引脚封装图表 174LS74 真值表次态输入信号现态0000111001112、八选一模拟开关82DPSK 数字调制电

7、路设计图 11 4051 引脚封装图表 24051 真值表ABC输出信号ABC输出信号000X0100X4001X1101X5010X2110X6011X3111X73、四二输入异或门图 12 74LS86 引脚封装图表 3 74LS86 真值表92DPSK 数字调制电路设计输入输出0000111011104、六反相器图 13 74HC04 引脚封装图表 474HC04 真值表输入输出0110102DPSK 数字调制电路设计七、基本原理由于数字信号的传输优于模拟信号, 所以数字信号的传输越来越重要。虽然近距离时可以由数字基带信号直接传输, 但是进行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处才能在信

8、道中传送时尽量保持较高的准确率。二进制移相键控是二进制数字信号调制基本方式之一, 其包括两种方式: 绝对移相方式(2PSK) 和相对( 差分 ) 移相方式 (2DPSK)。绝对移相方式存在一个缺点, 即倒“ ”现象，且一旦发生基带信号将全部取反。而相对移相方式则是由两相邻载波波形的初始相位之差决定的，可以很好地克服倒“ ”所引起的误码。因此, 在实际中一般不采用2PSK方式，而采用2DPSK方式。移相键控是指载波的相位受数字信号的控制而改变, 通常用相位初始0 来表示“ 0” , 用 180 来表示“ 1”。二进制相对移相键控2DPSK信号的参考相位不是本地载波的相位 , 而是相邻的前一位码元

9、的载波相位。2DPSK信号的产生只需要在二相调制前加一套相对码变换电路就可以实现,2DPSK 的调制框图见图2-1 。图 14 相对 (差分 )的移相方式调制框图相对 (差分 )移相方式 (2DPSK) 对应的调制系统如图15 所示：112DPSK 数字调制电路设计图 15 相对 (差分 )移相的调制系统其中差分编码的具体实现功能就是将基带信号码（绝对码）通过模二处理转化为相对码 (2DPSK 码 )。将得到的相对码与载波相乘从而在信道中传输。运行详细描述频率为4.43MHZ的晶振时钟方波信号经过74ls74 进行二分频，得到频率为2.215MHZ 的时钟方波信号。经过滤波电路，时钟方波变成相

10、应的正弦波。阻容耦合电路使信号继续往下传递。射随器的输入阻抗很大，输出阻抗很小。利用这一特性能保证信号传输过程中衰减足够小。由三极管组成的放大电路，其发射极和集电极的点位相反，由发射极和集电极引出的信号为初始相位相反的两路正弦波信号，用于区分二进制的两位编码信息。另一个74ls74 芯片的连接方式完成的是四分频的功能。因此定位时钟的频率应为绝对码信息频率的两倍。这样在74ls86的输入端另一路信号的周期是绝对码信号的两倍。经过74ls86 异或后输出的就是相对码的信息。同时74ls86 的输出端又与 74ls74 的 2 号引脚相连，控制下一个信号脉冲的输出。用4051 控制信号调制的信号输入

11、应为方波，所以要将得到的相对码信号经过74hc04进行信号的整形，使其输出为相对规范的方波。 4051 的 X7 端口和集电极相连， X0端口和发射极相连，A 、 B、 C 均和 74hc74的输出连接。当相对码BK 为 0 时， ABC 为 000，此时选中X0 引脚的信号输出；当相对码 BK 为 1 时， ABC 为 111，此时选中X7 引脚的信号输出。 Vee 和 INT 两个引脚要接地。 最后经过一个射随器将相对码的编码波形最大程度地输出即可得到调制信号的正弦波波形。制作调制过程122DPSK 数字调制电路设计一、具体分工1、 主要由殷亚文、肖李纪仿真2、 主要由杨佳丽、索小龙硬件调

12、试3、 主要由胡倩、李顺波硬件焊接二、故障分析1、仿真过程中因为时钟方波信号的接入要经过一个74ls74 芯片的四分频， 因此会有一个延迟。 造成最终的仿真结果不是规范的方波，而是在每一个方波中间都会有一个小的方波突起。2、硬件调试过程中出现一些虚焊点。还有一些器件没有接电源和地线。3、硬件焊接要求器件的分布合理，方便后期的硬件调试。4、硬件向实验箱引导线时过短，导致导线连接点过多，波形失真严重。三、解决方法1、仿真过程中为了避免信号的延迟造成的波形失真，可以不经过分频器分频。而是直接在输入端连接相应频率的时钟信号。这样就可以有效地解决了信号延迟造成的波形不规范的问题。2、正确使用示波器。发现

13、问题时要每个器件逐个的进行测试。用示波器观察每个器件的输出是否正确，耐心的查找错误的地方。必要时也可用万能表来测试所用器件是否合适。例如可用外能表检测所用电阻的阻值是否为10k 等。3、先确定一条电源线和一条地线的分布，再将其他的器件均匀分布在板子上。这样既可以节约不必要的连线也方便后期的调试过程，可谓一举俩得。 特别要注意焊接过程中的虚焊和漏焊问题。4、直接用一根长导线代替。器件清单表 5器件清单电阻电容电感10k ：4 个0.1F： 1 个33uF:一个132DPSK 数字调制电路设计4.7k ： 4 个100pF:2 个0.1k ：4 个1k： 1 个0.3k ：1 个0.2k ：1 个

14、芯片：一个74ls74、一个 4051、一个 74ls86 、一个 74hc04导线若干、电路板一块设计总结首先要进行电路设计：先构思电路的实现过程，选择合适器件实现相应的功能。数据分析： 数据的设置要能够准确的实现电路的功能，数据设置不正确可能会造成板子烧坏等后果。仿真模拟：在硬件实现之前要先进行仿真，确定可以实现所要求的功能时才能进行实际操作。这样能保证不浪费硬件器材和节约设计时间。硬件焊接：合理布局元器件后进行焊接。硬件调试：要求能熟练地使用示波器。出现问题是要能够进行合理的分析。耐心的检察错误。整个过程中的每个环节都会出现问题，在不断的请教老师和同学的过程中不断地总结经验教训。最终收获

15、的不仅是知识还有解决问题的方法和技巧！通过这次课程设计还让我们知道了，我们平时所学的知识如果不加以实践的话等于纸上谈兵。 课程设计主要是我们理论知识的延伸，它的目的主要是要在设计中发现问题， 并且自己要能找到解决问题的方案，形成一种独立的意识。我们还能从设计中检验我们所学的理论知识到底有多少，巩固我们已经学会的，不断学习我们所遗漏的新知识，把这门课学的扎实。当然在做课程设计的过程中总会出现各种问题，在这种情况下我们都会努力寻求最佳路径解决问题， 无形间提高了我们的动手， 动脑能力， 并且同学之间还能相互探讨问题，研究解决方案，增进大家的团队意识。在这一周的课程设计中，让我们体会最深刻的就是对各种器件的了解不够深刻，使得在使用的过程中出现很多误区，无法得到理想的实验结果，所以我们应该在今后142DPSK 数字调制电路设计的学习中珍惜每一次的动手实践机会，积累经验，为以后的工作打下坚实的基础。这次实习我们受益匪浅。通过本次的课程设计，我在学习方法、逻辑思维、分析和解决问题的能力等各个方面都有了长足的进步。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我们的设计思维，增加了实际操作能力。在让我们体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我们体会到成功的喜悦和快乐。参考文献1张新喜 ,等 .Mu