论文基于multisim的2PSK载波同步设计方案与仿真是关于对写作multisim论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文multisim论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要：载波同步是PSK信号相干解调中的关键技术,它直接关系到解调的指标.目前工程上最常用的有平方环、同相正交环和判决反馈环等几种载波同步方法.其中平方环因其结构简单,应用比较广泛.文章基于平方环载波同步理论设计了一种用于实现2PSK载波同步的方案,并用multisim软件仿真,得到了预期的效果.
关键词：2PSK；平方环载波同步；multisim
中图分类号：TN913.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）19-0100-02
Abstract： Carrier synchronization is a key technology in coherent demodulation of PSK signal. It is directly related to the demodulation index. At present, the most commonly used carrier synchronization methods are square loop, in-phase orthogonal loop and decision feedback loop. The square ring is widely used because of its simple structure. Based on the square loop carrier synchronization theory, this paper designs a scheme to realize 2PSK carrier synchronization, simulates it with multisim software, and gets the expected results.
Keyword： 2PSK； squared ring carrier synchronization； multisim
引言
PSK信號实质上就是恒包络的抑载双边带信号.基于这一特点,一般采用相干检测的方法解调.实现相干解调的关键[1]是接收端要恢复出一个与调制载波严格同频同相的相干载波,恢复载波性能的好坏,直接关系到接收机解调性能的优劣.通常工程上为了有效利用频率资源,不会在信号中插入导频信息,所以直接法提取载波技术应用更加广泛.目前工程上最常用的有[2]平方环、同相正交环和判决反馈环等几种载波同步方法.其中平方环因其结构简单,应用比较广泛.
1 平方环工作原理
在直接调制的2PSK载波信号中,虽然已调信号本身并不含有载波分量,但是经过非线性变换后却能产生载波的倍频分量.利用窄带带通滤波器将其提取出来,再经过2分频即可获得相干载波.平方环正是基于这一思想提出的,其原理框图如图1所示.
从（3）式可以看出,经过平方变换后的接收信号中,包含了2倍频的载波频率分量.我们可以用窄带带通滤波器将其提取出来,在经过2分频就能得到所需的相干载波.
2 平方环载波提取方案设计
从图1可以看出,平方环载波提取需要3部分电路,即平方变换电路、带通滤波电路和2分频电路.下面分别给出3个电路的设计方案.
2.1 平方变换电路
目前通常的平方处理方法是用乘法器,将输入信号相乘得到2倍频信号.如果是模拟电路,可以用一个模拟乘法器来实现,例如MC1496等.如果是用FPGA等处理芯片来实现,就需要大量的逻辑单元或者乘法器IP核,这样比较浪费资源.本文采用异或处理的方式实现2倍频,将输入信号经过积分电路处理后再和输入信号做异或,得到含有2倍频分量的信号.这样只需一个异或门和一个简单的积分电路就能实现,对于采用FPGA芯片处理的方式,就可以用一个延迟电路和异或操作来实现,从而节省了硬件资源.
2.2 带通滤波电路
对于平方变换后得到的含有2倍频分量的信号,需要用窄带的带通滤波器实现,目前通常的做法是用锁相环来完成.本文采用晶体滤波器来实现带通滤波器功能,这种方式比较简单,而且能达到很好的效果.
2.3 2分频电路
本文的2分频电路采用74HC74 D触发器实现.
3 平方环载波提取multisim仿真实现
根据第二节的设计方案,采用multisim画出电路图.输入的2PSK信号为频率1.664MHz,电压幅度5mv的正弦波,调制信号为400KHz的方波信号,采用cd4066四双向模拟开关进行调制,调制电路如图2所示.
输入信号经过放大和整形之后得到近似方波的2PSK信号,用于后续载波提取,仿真波形如图3所示.B为调制的正弦波,A为整形后的方波.
载波提取的平方部分采用74HC86异或门和积分电路实现,带通滤波器采用LC滤波电路代替晶体滤波器,2分频电路用74HC74 D触发器,具体电路连接如图4所示.
倍频后的仿真波形如图5所示.A为输入的2PSK信号,B为2PSK经过积分电路的信号,C为异或后的含有2倍频分量的信号,D为经过滤波和整形后的2倍频信号.可以看出2倍频信号已经很好的提取出来了.
将2倍频信号经74HC74 D触发器后就得到了载波频率的信号,仿真波形如图6所示.A为2倍载波频率信号,B为载波频率信号.
4 结束语
本文针对平方环载波提取方法,提出了一种简单的电路实现方式,用异或门和积分电路实现倍频,用晶体滤波器实现2倍频提取,并通过仿真得到了预期的效果.如果用FPGA实现2PSK解调,本文的方法可以节省FPGA的硬件资源.
参考文献：
[1]王钢,刘毅鹏.BPSK载波同步技术的研究[J].通信技术,2003,1：21-22,33.
[2]Douglas A.Carrier detection of PSK signals. IEEE Transactions on Communication, March 2001,49（3）：487-496
[3]杜勇.数字通信同步技术的MATLAB与FPGA实现（2013年版）[M].北京：电子工业出版社,2013（4）.
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参考文献：
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