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1、通信原理课程设计论文20002210 2DPSK调制器文章作者:汪兴华 日期:2004-01-081.1中文摘要和关键字本次课程设计实现载波的2DPSK调制输出。晶振电路产生10MHz正弦波，经过74LS190的10分频，一路通过74LS74D1触发器产生触发器输出Q端产生正相的载波,另外一端产生反相载波,实现载波的两路输出。经过74LS153数据选择器，m序列对载波进行相位选择，形成BPSK的调制。要实现2DPSK调制需要在74LS164的输出端再加74LS74的D2触发器，使绝对码输入成为相对码输出，成DPSK调制输出。其间电路用到74LS04反相器,74LS86进行m序列产生的模2的反馈
2、。 关键字：m序列，BPSK，2DPSK1.2 英文摘要和关键字 Abstract: Research on 2DPSK modulate is an important aspect of research,the 2DPSK have more superiority,compared with other Signal modulate . The paper shows how the 2DPSK signal produce. In this classdesign we will use CMOS chip 74LS153, 74LS04 and so on. Keywords:
3、m sequence,BPSK,2DPSK第二章 前言2.1 m序列m序列:m序列是最长线性反馈移存器序列的简称，是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。具有较强的抗干扰能力和较低的截获概率，而且长的序列更容易在一定的强噪声中被提取，这样就能够充分保证数据的正常通信。 通常产生伪随机序列的电路为反馈移存器.一般说来,一个n级反馈移位寄存器可能产生的最大周期等于（2n-1）.现在我们引入M序列的本原多项式的概念。若一个n次多项式f(x)满足以下条件（1）f(x)为既约的（2）f(x)可整除（xm+1）,m=2n-1（3）f(x)除不尽（xq+1）,qm,则f(x)为本原多项式 m序列通过
4、线形反馈移位寄存器产生如图: （图1-2）设n级移位寄存器的初始状态:a-1 ,a-2,a-3,a-4,a-n经过一次移位后，状态变为a0，a1，a-n+1，经过n次移位以后状态变为a-n-1，a-n-2，a1，a0。本次课程设计产生周期为31的M序列根据周期P=2n-1可以得之n=5,取x5+x2+1为本源多项式。2.2 BPSKBPSK二进制移相键控，BPSK的信号形式一般表示为：即发送0时取0相位，发送1时取相位。 （图1-2）2.3 DPSK DPSK二进制差分移位键控是利用前后码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元
5、相对相位的差才唯一决定信息符号。 （图1-3）假设相位偏移用来表示并设=数字信息“1” =0表示数字信息“0”则数字序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 12DPSK信号相位： 0 0 0 0 0 0 或者表示为 0 0 0 0 02DPSK二进制差分移位键控首先一定要规定参考相位或基准相位.DPSK二进制差分移位键控调制以及差分码的产生如下: （图1-4）第三章 原理3.1M序列的产生通过上述知识的回顾与研究我们根据本次课程设计的要求进行电路设计,经过分析本次课程设计,我们可以将本次调制器分为三个功能部分进行功能的实现。依次分为（1
6、）M序列发生器（2）BPSK的实现（3）DPSK的实现。下面将结合本次课程设计分三步进行原理分析，并附上电路图（1）M序列发生器:这是本次课程设计的重点也是难点。主要利用的集成芯片为74LS164移位寄存器，74LS04反相器，74LS86异或，74LS30与非门。利用晶振产生10MHz的载波，接移位寄存器74LS164的CP端使74LS164在时钟脉冲的作用下正常的工作依次实现2脚-3脚-4脚-5脚-6脚-10脚的移位，为实现M序列的产生。应该避免全0状态的产生所以数据输入的1脚和2脚应该能自动状态的跳转，避开全0状态。 本次设计产生周期31的M序列根据周期P=2n-1可以得之n=5,取x5
7、+x2+1始状态: 10 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0
8、 0 0 1 0 0 0 0 0 1 M序列的产生由上可见经过循环以后码序列的状态返回1 0 0 0 03.2M序列电路载波电路和M序列产生电路 (图1-5)3.3BPSK和DPSK的实现BPSK的实现：载波通过触发器1，实现正相端和反相端的2路输出，由m序列进行载波的随机选择.从而实现BPSK.DPSK的实现：我们在BPSK实现的基础上加入上图（图1-4）的触发器实现差分码的输出。实现（2）和（3）我们主要用到的芯片为74LS74集成D触发器,74LS190分频器和74LS153.数据选择器.由以上原理分析最后我们可以得到整个系统的原理图和电路图:(见下页)3.4系统电路图(下页)第四章 调
9、试4.1设计步骤根据电路图进行实际电路板的设计：首先根据电路图在电路板上进行总体排版,将芯片一次插上电路板。可以先焊住一个脚这样防止松动，又可以防止全部焊接以后不能将芯片随意改变位置，有利于布局。然后进行导线和芯片引脚的连接，这时需要的是仔细，全部电路线连接完毕以后，经过检验确实没有导线的连接错误，以后我们开始正式的焊接。焊接主要要注意导线是否焊住，应该全力防止出现焊接点上出现虚焊的现象。这样可以减少电路复查过程中的工作量。第三部检查电路特别是不要有导线和芯片脚之间的漏焊。第四经过检查电路没有问题可以进行调试。原理部分已经说明本系统电路是分为3个部分，所以具体实现的过程中我们先进行M序列产生电
10、路的调试，通过示波器观察调试，一直到M序列产生没有错误以后，我们进行2，3步骤电路的设计。第二和第三步骤电路的调试主要看载波经过74LS190分频后的载波输出,和最后的DPSK的输出.因为实验仪器的精度问题我们在做这些工作的时候一定要注意细心。通过以上理论上的设计，进行下一步实际的调试，在调试过程中我主要出现了一下几个典型的问题。4.2调试过程中出现的问题：1.载波线路输出端正弦波形时有时无。解决的方法：这个问题是我出现的第一个问题，按照道理来说这个电路的实现是非常简单的一个电路。首先因此从理论上我排除了我电路的问题，经过检查电路图确实是没有问题，通过示波器检查发现74LS04连接晶振的引脚，
11、表笔按住的时候有载波，不按住又没有。初步判断是接触不良。经过仔细查看确实发现芯片的底座有问题，这个问题出现在芯片上芯片和底座接触不良。解决方法：更换底座，问题随之解决。2.在74LS164的输出端没有M序列的产生：解决方法：在载波完全正常的情况下，发现74LS164的输出端没有m序列的输出，示波器得表笔接输出端是呈现直接重复的波形。不是要求的m序列。这个部分线路相对于载波产生电路是比较复杂，首先我还是先检查纸上的电路图，经检查发现导线连接线路是正确的。然后我集中的重点就是74LS164，做为一个芯片应该从原理上进行掌握。经过分析确定问题确实出现在74LS164得输出高位上。由于本次课程设计的要
12、求m序列的n=5，而74LS164是一个8位的移位寄存器。一开始我将芯片输出的高3位连接在一起，认为这样才能产生5位的移位寄存。后来经过分析可以得知这个是错误的，高3位连接在一起移位后会出现逻辑电路上的混乱。将11，12，13脚和10脚不连接以后，经示波器分析屏幕上出现清晰的m序列输出，问题得以解决。3.DPSK最后信号输出不明显：首先我觉得出现这个问题的原因是多方面的第一个你本身系统电路的问题,由于用到的芯片的数量增多,线路出现不稳定的几率也是提高的.第二个10Mhz的载波经过10分频以后示波器上载波波形和M序列波形已经没有第一步单M序列产生电路时候出现的波形那么清晰了,也就是说示波器本身我
13、觉得精度问题.第二示波器的调节,2DPSK的输出波形应该是出现相位的翻转的因此我们在调节的时候要小心仔细,这样才能调出,2DPSK的输出波形。4.出现线路的错误连接和漏接：解决的方法只有仔细对线路兔进行复查，主要原因是电路的连接是一个精细的工作不容出现一点错误，漏接主要是在芯片的电源线和地线的部分出现漏接。由此通过理论上问题的分析和实际的调试电路功能，排除上述问题后电路要求的功能得以实现。第五章 小结 通信原理课程设计小结：通过这次课程设计我学到了很多，首先对通信中的BPSK.DPSK通信方式有了更加深入的理解，对M序列的应用也有了自己的认识。感觉实践和理论的学习是相互互补的，通信原理的课程学习让我懂得了理论知识，课程设计使我感性上认识了这些知识。通过这次课程设计，我意识到了我对这门课掌握还有不定的不足，还有许多的知识我不了解；有的是一知半解；有的即使原理懂了，但在应用方面却是丝毫不知。所以在今后的学习中，我会更加努力，不仅要学好理论知识，还要把它联系到实践中去，使两者很好的结合起来，互补互助。在这次课设中，还加强了我们的团队合作精神与动手能力。这在课本知识中是很难学到的，所以这种机会对我们来说是难得的，应当好好珍惜。 总之通过这次课程设计我觉得做任何事情都要努力，只有努力才能将事情很好的完成。第六章 参考书目6.1参考书目电子技术基础(数字部
