载波同步系统设计_通原课设.doc

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1、课程设计任务书学生：德松专业班级：电信0901指导教师：苏扬工作单位：信息工程学院题目：载波同步系统设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、从输入载波128KHz2PSK信号中提取载波信号；2、对系统各个组成部分与模块进行设计，包括乘法器电路，选频放大器，带通滤波器等；3、安装和调试整个电路，并测试出结果；4、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。时间安排：二十二周

2、一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日...目录1.二进制移相键控(2PSK)原理32．载波同步原理42.1直接法（自同步法）42.2插入导频法63.各模块及总体电路设计83.1M序列电路83.22PSK信号调制电路93.3载波提取电路93.4总电路图104.仿真结果115.硬件焊接与调试137.参考文献15...1.二进制移相键控(2PSK)原理在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和°分别表示二进制数字基带信号的1和0。二进制移相键控信号的

3、时域表达式为=1,发送概率为P-1,发送概率为1-P在一个码元期间，则有e2PSK(t)=cosωct,发送概率为P-cosωct,发送概率为1-P若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有φn=0°,发送1符号°,发送0符号2PSK信号的解调采用相干解调，解调器原理图如图1.1所示图1.12PSK信号的调制原理图当恢复的相干载波产生180°倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象通常称为“倒π”现象。由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，所以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒π”现象

4、。...2．载波同步原理提取载波的方法一般分为两类：一类是不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法，也称为自同步法；另一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称作导频的正弦波，接收端就利用导频提取出载波，这类方法称为插入导频法，也称为外同步法。2.1直接法（自同步法）有些信号（如抑制载波的双边带信号等）虽然本身不包含载波分量，但对该信号进行某些非线性变换以后，就可以直接从中提取出载波分量来，这就是直接法提取同步载波的基本原理。下面介绍几种直接提取载波的方法。设调制信号为，中无直流分量，则抑制载波的双边带信号为接收端将该信号进行平

5、方变换，即经过一个平方律部件后就得到由上式可以看出，虽然前面假设中无直流分量，但却一定有直流分量，这是因为必为大于等于0的数，因此，的均值必大于0，而这个均值就是的直流分量，这样e(t)的第二项中就包含2频率的分量。例如，对于2PSK信号，为双极性矩形脉冲序列，设为±1，那么=1，这样经过平方率部件后可以得到由上式可知，通过2窄带滤波器从中很容易取出2频率分量。经过一个二分频器就可以得到的频率成分，这就是所需要的同步载波。因而，利用图1.2所示的方框图就可以提取出载波。图1.2平方变换法提取载波...为了改善平方变换的性能，可以在平方变换法的基础上，把窄带滤波器用锁相环替代，构成如图

6、1-3所示框图，这样就实现了平方环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆性能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因而得到广泛的应用。图1.3平方环法提取载波在上面两个提取载波的方框图中都用了一个二分频电路，因此，提取出的载波存在π相位模糊问题。对移相信号而言，解决这个问题的常用方法就是采用前面已介绍过的相对移相。利用锁相环提取载波的另一种常用方法如图1-4所示。加于两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的正交信号，因此，通常称这种环路为同相正交环，有时也被称为科斯塔斯（Costas）环。图1.4Costas环法提取载波设输入的抑制载波双边带信号为

7、，则经低通后的输出分别为...乘法器的输出为式中是压控振荡器输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差。当较小时，上式可以近似地表示为上式中的大小与相位误差成正比，因此，它就相当于一个鉴相器的输出。用去调整压控振荡器输出信号的相位，最后就可以使稳态相位误差减小到很小的数值。这样压控振荡器的输出就是所需要提取的载波。不仅如此，当减小到很小的时候，就接近于调制信号m(t)。2.2插入导频法 在模拟通信系统中，抑制载波的双边带信号本身不含有载波；残留边带信号虽然一