发布时间 : 星期二 文章FPGA课程设计 二进制相位键控(PSK)调制器与解调器设计(DOC)更新完毕开始阅读
武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告
u0(t)?11cos(?1??2)?cos??22
式中 ????1??2，是前后码元对应的载波相位差。 由调相关系知
???0????则取样判决器的判决规则为
发送“0”发送“1” 判为“0”判为“1”
u0(t)?0u0(t)?0可直接解调出原绝对码基带信号。
这里应强调的是，相位比较法电路是将本码元信号与前一码元信号相位比较，它适合于按相位差定义的DPSK信号的解调，对码元宽度为非整数倍载频周期的按向量差定义的DPSK信号，该电路不适用。
对 CPSK信号解调，该电路输出端应增加相对码变为绝对码的变换电路。
FPGA 计数器 异或 寄存器 clk start 绝对码 相对码 图2.10 相对码－绝对码转换方框图
DPSK解调器关键则是实现相对码到绝对码的转换，其结构图如图2.10所示，DPSK解调采用CPSK解调器与相对码到绝对码转换电路即可实现。其中，相对码到绝对码的转换是以在以计数器输出信号为时钟控制下完成的。
2.4 2CPSK和2DPSK的比较
由以上分析可以看出，绝对移相波形规律比较简单，而相对调相波形规律较复杂。绝对调相是用已调载波的不同相位来代表基带信号的，在解调时，必须要先恢复载波，
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然后把载波与CPSK信号进行比较，才能恢复基带信号。由于接收端恢复载波常常要采用二分频电路，它存在相位模糊，即用二分频电路恢复的载波有时与发送载波同相，有时反相，而且还会出现随机跳变，这样就给绝对调相信号的解调带来困难。
而相对调相，基带信号是由相邻两码元相位的变化来表示，它与载波相位无直接关系，即使采用同步解调，也不存在相位模糊问题，因此在实际设备中，相对移相得到了广泛运用。
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3. 仿真结果记录与分析
3.1 仿真环境介绍
1. 简介
图3.1 QuartusII图标
Quartus II 是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。
Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。
Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。
此外，Quartus II 通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。
Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
2. 功能
Quartus II提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数字逻辑设计的全部特性，包括：
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（1）可利用原理图、结构框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成电路描述，并将其保 存为设计实体文件；
（2）芯片（电路）平面布局连线编辑； （3）功能强大的逻辑综合工具；
（4）完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具； （5）定时/时序分析与关键路径延时分析； ......
3.2 仿真波形结果分析
3.2.1 2CPSK的调制与解调
（1）2CPSK调制器的仿真波形如下图所示
图3.2 2CPSK调制器的仿真波形图
当start信号为高电平时，进行2CPSK调制；载波信号f1、f2是通过输入时钟脉冲clk分频得到的，且滞后输入时钟一个时钟周期；调制输出信号y滞后载波一个时钟周期，滞后输入时钟两个时钟周期。计数器q对外部时钟信号clk进行分频与计数，并输出两路相位相反的数字载波信号f1、f2；2选1开关在基带信号x的控制下，对两路载波信号进行选择，当基带信号x=1时，输出信号y=f1，当基带信号x=1时，输出信号y=f2，输出信号y即为CPSK信号。
（2）2CPSK解调器的仿真波形如下图所示
图3.3 2CPSK解调器的仿真波形图
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