调制解调器电路设计
毕业论文-调制解调器电路设计【范本模板】
摘要文章开篇对现有的一些调制、解调技术原理进行了系统地概括与归纳，例如说AM、FM、2ASK、2PSK等一些模拟或数字信号的产生与解调。
在此基础上创造性的提出了基于CPLD的16QAM调制解调器的方案，同时简要阐述了各个模块的组成及其原理。
至此，利用MATLAB对16QAM的性能进行了仿真,绘制了星座图、信号轨迹图、眼图以及误码率曲线，并对它们进行了简要的分析,16QAM可以合理的安排各个矢量端点，使它们间的最小距离最大，从而使系统达到最佳的误码率。
所以说，QAM调制解调技术能够实现在提高信息传输速率的同时降低误译码率，从而改善通信质量。
关键词：调制解调；载波恢复；QAMABSTRACTAt first，article introduces the existing modulation demodulation principle, such as AM、FM、2ASK、2PSK signal generation and demodulation principle。
we proposed the 16 qam modem based on CPLD, and expounds the composition and principle of each module. At this basis，Using MATLAB simulation to the performance of 16 QAM map of the constellation diagram, signal path, eye diagram and bit error rate curve, and carried on the brief analysis.16 qam can reasonable arrangement each endpoint vector, the minimum distance between them is the largest，which make the system achieve the best bit error rate.QAM modulation demodulation technology can be achieved in improving information transmission rate and reduce the decoding error rate。
UQPSK调制解调器的设计
本科专业方向设计报告课程名称: 通信工程专业方向设计设计题目: UQPSK调制解调器的设计专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:教师职称:起止日期:学生邮箱:2018年03月《通信工程专业方向设计》任务书《通信工程专业方向设计》学生日志与师生见面情况西南科技大学信息工程学院《通信工程专业方向设计》评分表（2）优秀率：控制在总人数的15-20%之内，并且宁缺毋滥。
（3）课程教学目标根据大纲需求进行调整。
UQPSK调制解调器的设计摘要：随着卫星通信及无线通信技术的发展，调制信号类型不仅仅局限于相移键控( Phase Shift Keying，PSK) 调制中的BPSK、QPSK和OQPSK 等常用信号衍生出的非平衡四相键控( Unbalanced Quaternary Shift Key UQPSK) 调制信号近些年也得到广泛应用。
其特点在于信号的正交同相( I路)与反相( Q路) 二路发送不同功率或码速率的独立二进制数据流。
本文介绍了UQPSK调制解调的基本原理，同时设计了一种特殊的用于宽带数传和跟踪系统的UQPSK调制与解调器。
本设计的UQPSK 调制系统中，I路用于调制数据信息，而Q 路用于调制一个时钟信号；在接收端，就可以通过追踪系统对时钟信号的捕捉追踪到UQPSK 信号，然后解调出I路的数据信息。
这样就在传输信号的同时达到了追踪信号的目的。
并利用Matlab中单Simulink模块对UQPSK的调制解调系统进行了仿真，对UQPSK 在高斯白噪声信道中的性能进行分析，进而验证了UQPSK调制技术的优越性。
关键词：UQPSK；Simulink；仿真；调制解调第1章设计任务分析与设计方案选择1.1 设计任务分析1.1.1 设计任务与要求1. 了解且掌握UQPSK调制和解调的基本原理；2. 在通信原理的基础上设计与分析通信系统；3. 学习MATLAB知识，熟悉Simulink在MATLAB集成环境下的仿真平台；4. 利用通信原理相关知识在仿真平台中设计UQPSK调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形。
基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现
基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现FSK调制解调器是一种常用的数字通信技术，可用于数据传输、无线通信等领域。
本文将介绍基于FPGA的FSK调制解调器的设计和实现，包括原理介绍、系统设计、硬件实现和性能分析等方面。
一、引言FSK调制解调器是一种数字通信系统，它通过改变载波频率的方式来传输数字信号。
本文基于FPGA实现FSK调制解调器，利用FPGA 的灵活性和可重构性，提供了一种高效、可靠的数字通信解决方案。
二、FSK调制解调原理介绍FSK调制解调器是通过将数字信号映射到两个不同频率的载波上，实现信息传输的。
调制过程中，二进制数据0和1分别对应两个特定频率的载波，解调过程中通过判断输入信号的频率来还原原始数据。
三、系统设计1. FSK调制器在FPGA中设计FSK调制器，需要使用相应的调制算法将数字信号转换为两个不同频率的载波。
可以采用数字频率合成技术合成两个不同频率的信号，并通过逻辑电路实现相应的调制功能。
2. FSK解调器FSK解调器的设计目标是通过输入信号的频率变化来判定数字信号的0和1。
可以采用数字滤波器和频率判决电路实现解调功能，将输入的频率信号转换为相应的数字信号。
四、硬件实现1. FPGA配置基于FPGA的FSK调制解调器的硬件实现，首先需要将相应的调制解调算法和电路设计编写为硬件描述语言如VHDL，并经过综合、布局布线等步骤生成比特流。
2. ADC和DAC为了接收和发送模拟信号，需要使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，并使用DAC（数模转换器）将数字信号转换为模拟信号。
3. 时钟模块与控制模块为了保持系统的同步和稳定性，需要设计时钟模块和控制模块。
时钟模块用于在固定的时间间隔内，对输入信号进行采样和调制；控制模块用于控制时钟、数据流等系统参数，保证系统的正常运行。
五、性能分析1. 调制误差分析通过对比输入信号与调制后的信号的频谱图，可以评估FSK调制器的性能，主要包括频率偏移、频谱扩展等指标。
测控电路信号调制解调电路
PART 03
解调基本原理
解调定义及类型
解调定义
解调是从已调信号中恢复出调制 信号的过程。
解调类型
模拟解调和数字解调，根据调制 方式可分为调频解调、调相解调 和调幅解调。
解调过程
频率解调
01
通过改变电路参数，使回授信号的频率与调制信号一致，从而
恢复出调制信号。
相位解调
02
通过比较输入信号与回授信号的相位差，恢复出调制信号的相
多模式多频段支持
随着通信标准和频段的不同，调制解调电路需要支持多种标准和频 段，需要采用更灵活的软件可配置技术。
低功耗设计
在便携式和嵌入式应用中，低功耗设计是调制解调技术的关键挑战之 一，需要采用更有效的电源管理技术和低功耗设计方法。
技术前景展望
01
5G通信技术
随着5G通信技术的推广和应用，调制解调技术将发挥更加重要的作用，
PART 02
调制基本原理
调制定义
调制定义：调制是一种将低频信号（如声音、图像等）加载 到高频载波信号（如无线电波、光波等）上的过程，以便于 传输和接收。
调制定义调制是将低频信号转换为高频载波信号的过程，通 过改变载波信号的某些参数（如振幅、频率或相位），将低 频信号的信息加载到载波信号上，实现信息的传输和接收。
调制类型（如：
通过改变载波信号的振幅来加载 低频信号，接收端通过检测载波 信号的振幅变化来还原低频信号。
FM（调频）
通过改变载波信号的频率来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的频率变化来还原低频信号。
PM（调相）
通过改变载波信号的相位来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的相位变化来还原低频信号。
测控电路中的调制技术
AM振幅调制解调器的设计
AM振幅调制解调器的设计AM（Amplitude Modulation）振幅调制是一种常用的调制方法，用于在无线通信和广播领域传输音频信号。
AM振幅调制解调器的设计可以分为信号调制和解调两个主要部分。
信号调制部分的设计需要将音频信号与射频载波信号进行叠加，生成调制信号。
首先，需要将音频信号进行放大和滤波，以确保信号的幅度范围适合于调制过程。
放大可以使用放大电路或运放电路来实现，滤波可以使用滤波器电路来实现。
接下来，需要将调制信号和射频载波信号进行叠加，这可以使用一个调制电路来实现。
调制电路可以采用集成电路或者传统的离散元件电路，如二极管、晶体管等。
解调部分的设计需要将调制信号还原成原始的音频信号。
解调器的设计可以采用一些常用的解调方法，如幅度检波、包络检波等。
在幅度检波中，常用的解调器是使用整流电路。
整流电路可以将调制信号的负半周置零，只保留正半周的信号，然后使用低通滤波器去除高频噪声。
在整流电路中，可以使用二极管或者晶体管来实现整流功能，然后使用电容和电阻来构成低通滤波器。
在包络检波中，常用的解调器是使用包络检波电路。
包络检波电路可以提取调制信号的包络曲线，以还原原始的音频信号。
在包络检波电路中，可以使用二极管和电容来实现包络检波功能。
除了以上两种常用的解调方法，还有其他一些更复杂的解调方法，如同步检波、相干解调等。
这些方法可以提供更高的解调性能和抗干扰能力。
此外，在AM振幅调制解调器的设计中，还需要考虑一些其他的因素。
例如，需要对射频载波进行稳定的频率控制，可以使用锁相环电路来实现频率稳定。
还需要考虑功率放大器的设计，以保证调制信号的功率满足传输要求。
总之，AM振幅调制解调器的设计涉及到信号调制和解调两个主要部分。
在信号调制中，需要将音频信号和射频载波信号进行叠加；在解调中，需要将调制信号还原成原始的音频信号。
除了这些主要部分，还需要考虑其他因素，如射频频率控制和功率放大等。
设计一个高性能的AM振幅调制解调器需要根据具体的应用需求进行综合考虑和优化。
基于stm32的FSK调制解调器的设计(原理及程序)
基于stm32的FSK调制解调器的设计（原理及程序）
大致要求：设计一个FSK调制解调器，基带信号码速率为2000B/s，载波速率为4khz和8khz，解调信号要能完整还原基带信号。
实现方法多种多样，通信领域内调制解调器的设计大多数用的都是硬件电路，鉴于笔者对编程情有独钟（其实笔者还是懂一点电路设计知识的~），所以最终决定用stm32来设计，纯编程实现。
看起来高大上，但实际做起来不难，不过有挺多东西要考虑的。
总的设计思路如下：
首先是基带信号的产生，它也是我们要调制和解调的目标。
基带信号由一连串随机的码元序列构成，为了模拟随机的码元序列，笔者用定时器设计8
位的PN码序列，码元速率为2000B/s。
定时器3定时0.5ms，每进入一次中断，变量num加一，设置一次IO引脚电平，8位PN码只需设置8次，然后num清零。
TIM3_Init(499,71); //基带信号。
基于FPGA的ASK调制解调器设计与实现
基于FPGA的ASK调制解调器设计与实现近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，ASK调制解调器作为无线通信系统的重要组成部分，得到了广泛应用。
本文将介绍一种基于FPGA的ASK调制解调器的设计与实现，旨在为读者提供一种可行的设计思路和实际操作方法。
一、引言在无线通信系统中，ASK调制解调器的作用是将数字信号转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换为数字信号进行处理。
FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）作为一种灵活可重构的集成电路，具有高度集成度、高性能和可编程性的特点，因此被广泛应用于无线通信系统中各种调制解调器的设计与实现。
二、设计思路基于FPGA的ASK调制解调器主要包括两个功能模块，分别为ASK调制模块和ASK解调模块。
其中，ASK调制模块负责将数字信号转换为ASK调制信号进行传输，而ASK解调模块则负责将接收到的ASK调制信号进行解调，还原为数字信号进一步处理。
三、ASK调制模块设计ASK调制模块的设计主要包括数字信号生成、载波信号生成和ASK调制信号合成三个子模块。
1. 数字信号生成在数字信号生成模块中，我们可以根据实际需求，采用VerilogHDL等硬件描述语言来描述数字信号的生成过程，通过逻辑运算和状态切换等方式生成需要传输的数字信号。
2. 载波信号生成载波信号生成模块是ASK调制的关键环节，可以采用时钟信号和正弦函数生成器相结合的方式实现。
通过控制正弦函数的频率和振幅，可以生成符合ASK调制要求的载波信号。
3. ASK调制信号合成将数字信号和载波信号进行合成，生成ASK调制信号。
可以通过乘法运算实现，即将数字信号与载波信号相乘，得到ASK调制信号。
四、ASK解调模块设计ASK解调模块的设计主要包括ASK解调信号提取和数字信号还原两个子模块。
1. ASK解调信号提取在ASK解调信号提取模块中，首先需要对接收到的调制信号进行滤波，以去除噪声和其他干扰。
中波通信调制解调器的设计与实现
中波通信调制解调器的设计与实现首先，中波通信调制解调器的设计需要考虑到以下几个方面：1.调制方案：调制方案是中波通信调制解调器的核心。
常见的调制方案有幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等。
根据具体的需求和应用场景选择合适的调制方案。
2.调制器设计：调制器是将数字信号转换为模拟信号的关键组件。
一种常见的实现方式是使用数字信号处理器（DSP）或者嵌入式系统对数字信号进行处理，生成对应的模拟信号。
3.解调器设计：解调器是将接收到的模拟信号转换为数字信号的关键组件。
解调器的设计需要考虑到信道噪声、多径效应等因素。
一种常见的解调器实现方式是使用滤波器和采样器对接收到的模拟信号进行处理，恢复出原始的数字信号。
4.射频设计：射频设计是中波通信调制解调器中不可忽视的一部分。
射频电路涉及到频率合成器、射频放大器、低噪声放大器等组件的选择与设计。
射频电路设计的好坏直接决定了调制解调器的性能。
在中波通信调制解调器的实现过程中，需要进行系统级的设计和各个组件的具体设计与实现。
下面以一个常见的调制解调器为例，具体描述中波通信调制解调器的实现。
1.调制器实现：考虑到中波通信中信道噪声较大，可以选择幅移键控（ASK）作为调制方案。
调制器的实现可以使用一块DSP开发板，通过DSP对数字信号进行处理，然后通过DAC将数字信号转换为模拟信号。
2.解调器实现：解调器的实现可以使用一块模拟信号处理器（ADC）开发板。
首先，通过射频电路将接收到的模拟信号进行放大和滤波，然后经过ADC转换为数字信号。
最后，通过软件对数字信号进行处理，恢复出原始的数字信号。
3.射频设计实现：射频电路设计涉及到频率合成器、射频放大器、低噪声放大器等组件的选择与设计。
可以采用定制射频模块的方式，通过射频设计工具对射频电路进行设计，然后进行样板制作和测试。
4.系统级设计实现：在实现中波通信调制解调器时，还需要进行系统级的设计。
包括定义通信协议、设计数据传输格式、选择适合的调制方案等。
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1.35V(峰峰值）。调制器接收振幅达到1.35V(峰峰值)的差分I和Q基带信
号，带宽为15MHz。调制器同时产生一个频率范围为35～80MHz的差分 IF信号。当ENABLE（使能）引脚端为低电平时，芯片电流消耗小于
1μA
为了尽量减少寄生反馈，MAX2450的内部振荡器的频率通过外接 调谐元件被设置为中频频率的两倍。振荡器和相位移相器产生差分的信 号具有较低的振幅和相位不平衡。
第4章 调制解调器电路设计
2．MAX2450的引脚功能与内部结构
MAX2450采用QSOP－20的封装形式。其引脚封装形式 和内部结构框图分别如图4.2.1和图4.2.2所示，引脚功能如表 4.2.1所示。
第4章 调制解调器电路设计
图4.2.1 MAX2450的引脚封装形式
第4章 调制解调器电路设计
第4章 调制解调器电路设计
2
本地振荡器是由一个发射极耦合的差分对组成的。一个 外接LC谐振回路决定其振荡频率。谐振回路的Q值影响振荡 器的相位噪声。为了便于产生正交信号，振荡频率应该是中 频频率的两倍。振荡器可以被一个外接的信号源驱动。这个 信号源需要交流耦合到TANK/TANK，并且必须提供 200mV(峰峰值)的电平。TANK和TANK之间需要一个2.2μH 的扼流圈电感。TANK/TANK的差分输入电阻为10kΩ。对 于单端驱动，从TANK到GND连接一个交流旁路电容 （1000pF），并且交流耦合TANK到信号源上。
图4.2.2 MAX2450的内部结构框图
第4章 调制解调器电路设计 表4.2.1
引脚 1 2 3,19 4 5 6 7 8 9 10 符号 IF_OUT IF _ OUT 功能 调制器中频信号输出 调制器中频信号反向输出 接地端 I基带信号输入 反相I 基带信号输入 Q基带信号输入 反相Q 基带信号输入 使能控制端，高电平有效 本地振荡器 8分频输出 本地振荡器电源电压
第4章 调制解调器电路设计
引脚端5（BGOUT）：能隙基准电压输出端。当电源电
压和工作温度变化时，这个电压输出能够保持恒定，也可以 作为基准电压用于其他外部电路。该引脚端的输出电流不能 够超过1mA。该引脚端应采用一个0.1μF 引脚端6（IIFOUT）：该引脚端在解调器里不使用，但 是为了恰当地偏置I混频器，必须被连接到VCC 引脚端7（QIFOUT）：该引脚端在解调器里不使用， 但是为了恰当地偏置Q混频器，必须被连接到VCC。
第4章 调制解调器电路设计
4.1 AD630调制解调器电路
1．AD630的主要技术特性
AD630 （1）AD630的结构使它能够理想地对信号进行处理，
如平衡调制器和解调器、锁定放大、相位检测和正交相乘。
（2）在需要确定固定增益、转换增益、多路技术、集 成转换功能和高速精确放大的应用时,AD630所具有的特性 使它成为最好的选择之一。
第4章 调制解调器电路设计
3
正交相位发生器使用两个锁存的2分频器对本地振荡频 率进行分频，同时产生两个精确的正交信号，内部的限幅放 大器形成近似于方波的信号去驱动吉尔伯特混频器。同相信 号（本地振荡频率的一半）被前置分频器4 4 PRE_OUT是前置分频器的输出端，可驱动一个10kΩ和 6pF的负载，输出信号的幅度为0.35V（峰峰值）。它能够
第4章 调制解调器电路设计
2．AD630的引脚功能与内部结构
AD630采用的封装形式有SOIC－20、PDIP－20、CLCC －20和CERDIP－20，其引脚封装形式和内部结构框图分别 如图4.1.1和图4.1.2所示，引脚功能如表4.1.1所示。
第4章 调制解调器电路设计
图4.1.1 AD630 （a）SOIC－20、PDIP－20、CERDIP－20封装;（b）CLCC－20封装
第4章 调制解调器电路设计
图4.1.3 AD630构成的增益为1的平衡型调制器电路
第4章 调制解调器电路设计
3．AD630的应用电路设计
AD630常用来组成双平衡调制器电路，如图4.1.3和图 4.1.4所示，引脚14内部的电阻10kΩ为反馈电阻，引脚12的 内部电容为补偿电容，引脚3、4和引脚5、6外接的电位器用 于调节零点漂移。AD630构成的增益为2的平衡型调制器电 路的采样波形如图4.1.5所示。
第4章 调制解调器电路设计
5
调制器可接收幅度为1.35V(峰峰值)、频率为15MHz的差分I和 Q基带信号，并且转换它们为更高频率的IF信号。这些输入端被
内部偏置在1.5V附近，采用外部电容耦合信号进入高阻抗端（差
动输入阻抗接近44kΩ），以改善载波抑制。对于单端驱动，从 I_IN和Q_IN到GND连接一个交流旁路电容（0.1μF
第4章 调制解调器电路设计
图4.1.4 AD630构成的增益为2的平衡型调制器电路
第4章 调制解调器电路设计
图4.1.5 AD630构成的增益为2的平衡型调制器电路的采样波形
第4章 调制解调器电路设计
4.2
MAX2450正交调制解调器电路
1．MAX2450的主要技术特性 MAX2450的工作电压为+3V，电流消耗为5.9mA。解调器能够接收 35～80MHz频率范围内的中频信号，具有51dB电压转换增益，并且能够 将IF信号解调为I/Q基带信号。中频输入端输入电阻为400Ω，能够与外 接的中频滤波器相匹配。基带输出信号采用完全差分形式，信号幅度为
第4章 调制解调器电路设计
每一个引脚的这个输入阻抗都是通过由1260Ω的电阻器 连接到VCC与晶体管基极并联所决定的。引脚端1和3以及引 脚端2和4，4个输入引脚端都有一个内置的直流偏置。因此， 这些输入端（引脚端1到引脚端4）都应该被隔直流。隔直电 容器的电容值由IF频率所决定。当采用单端驱动时，两组输 入端（引脚端1和3以及引脚端2和4）串联的隔直电容器相对 一个630Ω 引脚端2（IINPUTB）：引脚端1互补输入端。功能与引 脚端1相同。 引脚端3（QINPUTA）：Q缓冲放大器输入端。功能与 引脚端1相同。 引脚端4（QINPUTB）：引脚端3互补输入端。功能与 引脚端3相同。
第4章 调制解调器电路设计
图4.1.2 AD630的内部结构框图
第4章 调制解调器电路设计
表4.1.1 AD630的引脚功能
引脚 1 2， 20 3, 4 5, 6 7 8 9， 10 11 12 13 14 15 16 17 18，19 符号 RINA CH A+ ，CH ADIFF OFF ADJ,DIFF OFF ADJ CM OFF ADJ,CM OFF ADJ B/ A -Vs SEL B ，SEL A +Vs COMP VOUT RB RF RA RINB CH B+ ，CH B功能 放大器 A 的同相反馈端，与 RA 一起控制信道 A 的增益。 信道 A 的差分输入端 DIFF OFF 调节端 CM OFF 调节端 信道状态选择输出端。输出高电平表示选中信道 B；输出低 电平表示选中信道 A 电源电压负端 信道 A，B 选择控制端。SEL B 为高电平选中信道 B ；SEL A 为高电平选中信道 A 电源电压正端 比较器输出端 输出端。 OP 放大器的输出 信道 B 的增益控制端。与 RINB 一起控制信道 B 的增益 输出增益控制端。通过一个 10KΩ 的电阻与输出端相连 信道 A 的增益控制端。与 RINA 一起控制信道 A 的增益 放大器 B 的同相反馈端，与 RB 一起控制信道 B 的增益 信道 B 的差分输入端
6
在正常工作中，使能控制端电压必须高于VCC-0.4V，使能控 制端的输入信号为低电平状态，可以关闭主偏置电路，并且减少
电路的电流消耗到2μA。主偏置部分包含了一个能隙基准电压发
生器和一个PTAT（与绝对温度成比例）电流发生器。
第4章 调制解调器电路设计
3．MAX2450的应用电路设计
MAX2450的基本应用电路形式如图4.2.3所示。振荡器 的谐振电路如图4.2.4所示，其中包含一个电感、两个电容和 一个双变容二极管。振荡器的频率范围是130～160MHz。 电感直接连接在振荡器的TANK端，在启动期间确保振荡器 不被锁住，可进入稳定状态。两个33pF的电容增加谐振回 路的Q值，减少VCO的增益。
由于RF2713可作为解调器，也可作为调制器，因此其
第4章 调制解调器电路设计
图4.3.1
RF2713的引脚封装形式和内部结构框图
第4章 调制解调器电路设计
（1
引脚端1（IINPUTA）：当RF2713被配置作为一个正交 解调器时，两个混频器被IF驱动。无论是单端还是差分驱动， A输入(引脚端1和3)应该被互相连接。同样，两个B输入(引 脚端2和4)也应该被互相连接。这样就保证了IF将以同样的 高度和相位到达每一个混频器，产生最佳的I／Q输出高度 和正交平衡。注意，并联输入的连接改变了输入阻抗（参见 Gilbertcell混频器等效电路）。输入阻抗变为630Ω，但在平 衡的结构中，输入阻抗会依然保持为1260Ω单端。对于稳定 的输入，混频器采用Gilbert蜂窝设计。
第4章 调制解调器电路设计
AD630的开环增益为110dB，闭环增益匹配为0.1%；信
道输入电压范围为（-VS+4V）～（+VS-1V），输入偏置电 压为100～500μV，信道失真为100dB(在10kHz时)；比较器 输入电压范围为（-VS+3V）～（+VS-1.5V），响应时间（5～+5mV）为200ns；增益带宽为2MHz，上升速度为45V/μs； 电源电压范围为5～16.5V，电源电流为5mA；输出电压 （RL=2kΩ）为10V，输出电流为25mA。
第4章 调制解调器电路设计
图4.2.3 MAX2450的基本应用电路图
第4章 调制解调器电路设计
图4.2.4 振荡器的谐振电路图
第4章 调制解调器电路设计