毕业论文 调制解调器电路设计.docx

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1、毕业论文 调制解调器电路设计摘 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

2、恢复；QAM i ABSTRACT At 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 simul

3、ation 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 b

4、it error rate.QAM modulation demodulation technology can be achieved in improving information transmission rate and reduce the decoding error rate. Keywords: modulator/demodulator;carrier recovery;QAM ii 湖南科技大学本科生毕业设计 目 录 第一章 绪论 . - 1 - 1.1 引言 . - 1 - 1.2 论文研究的主要内容 . - 1 - 第二章 调制解调技术原理 . - 3 - 2.1 模

5、拟调制技术 . - 3 - 2.2 数字调制技术 . - 4 - 2.3 正交幅度调制(QAM) . - 7 - 2.3.1 QAM调制原理 . - 7 - 2.3.2 QAM解调原理 . - 9 - 第三章 16QAM调制器系统组成与原理 . - 11 - 3.1 调制方案设计 . - 11 - 3.1.1 基于CPLD的16QAM调制器前端实现 . - 11 - 3.1.2 16QAM调制器的后端实现 . - 14 - 3.2 本章小结 . - 16 - 第四章 16QAM解调器系统组成与原理 . - 17 - 4.1 解调方案设计 . - 17 - 4.1.1 16QAM解调器的前端实现

6、 . - 17 - 4.1.2 基于CPLD的16QAM解调器后端实现 . - 19 - 4.2 本章小结 . - 20 - 第五章 基于MATLAB的QAM系统仿真实现 . - 21 - 5.1 模型的建立 . - 21 - 5.2 仿真结果及分析 . - 22 - 第六章 结论 . - 27 - 参考文献 . - 29 - 致 谢 . 31 iii 湖南科技大学本科生毕业设计 第一章 绪论 1.1 引言 现代通信领域，随着对传输信息量的需求不断增大，频谱资源有限、频谱利用率不高的问题显得更加突出。我们想要在信息传输量上进一步改善，使其提高，同时也想要达到可靠的通信，实现可靠的信息传输。MQ

7、AM技术综合了ASK、PSK的优点，可以在提高信息传输速率的同时降低译误码率，且具有高效的频谱利用率。 1.2 论文研究的主要内容 本篇论文主要围绕16QAM调制解调技术而展开，通过对现有调制解调技术的整理与分析，展开对16QAM调制解调器的具体设计。提出了一种基于CPLD的16QAM调制解调方式，对其进行了简要分析，并系统地研究了16QAM调制解调器各个模块的组成及其原理。 文章的结构与框架如表1.1。 表1.1 论文主要内容 章 节 主要内容 第l章 论文的意义与文章的主要知识内容 第2章 调制解调技术的基础理论知识的慨括，如AM、2ASK等，以及在此基础上的16QAM调制解调技术 第3章

8、 介绍了16QAM调制器的具体设计方案，分析了该系统各个模块的组成及其原理 第4章 阐述了16QAM解调器的具体设计方案，同时对该系统的各个模块的组成和原理 第5章 进行了基于MATLAB的16QAM性能仿真 第6章 给出了本文的结论 - 1 - 湖南科技大学本科生毕业设计 - 2 - 湖南科技大学本科生毕业设计 第二章 调制解调技术原理 2.1 模拟调制技术 调制简单说来，是对频率的变换，经过调制之后低频信号的频率变为高频，使得信号可以在通信信道中顺利传输。多数的通信信道为频带信道，经过调制可以使基带信号适合于在频带信道上传输，同时它也携带有用信息，这就是已调信号的两个特点。通过利用正弦信号

9、作为调制载波信号，考虑信号的各个参数来携带原始信号的有用信息，可以将模拟调制技术划分为幅度调制与角度调制。 (l)幅度调制 幅度调制(AM)指的是利用正弦波的振幅信息，将调制信号所携有的信息蕴含在正弦波的幅度上，不同的信息会对应不同的幅值。经过AM调制之后，输出的信号使多个正弦信号的叠加，其中信号的频率全部与原始信号相同，而信号的频谱进行了搬移，所以它是线性调制技术1。幅度调制包括：常规双边带调制(AM)、抑制载波双边带调制(DSB)、单边带幅度调制(SSB)、残留边带幅度调制(VSB)。图2.1所描述的就是幅度调制的一般模型图。 m(t)coswcth(t)Sm(t)图2.1 幅度调制器的一

10、般模型图 上图中，m(t)表示的是调制信号，滤波器的冲激响应是h(t)，而Sm(t)指代的是已调信号，已调信号Sm(t)在时域的一般表达式分别为式(2.1)，在频域的表达式为(2.2) Sm(t)=m(t)coswct*h(t) (2.1) Sm(w)=1M(w+wc)+M(w-wc)H(w) (2.2) 2以上两式之中，M(w)表示为调制信号m(t)的频谱，h(t)和H(w)是一对傅里叶变换对，wc表示的是载波角频率。DSB、SSB调制信号的产生模型图分别是图2.2的左右(a)、(b)两图。 - 3 - 湖南科技大学本科生毕业设计 图2.2 DSB、SSB调制器模型图 在各种幅度调制中，AM

11、的实现比较容易，所需要的实现设备相对而言比较简单，然后，AM在抗干扰性能和频谱利用方面则是略显不足。相比AM，DSB的实现设备就比较复杂，因为DSB的解调采用相干解调法，需要与载波同频的本地载波，由于实现比较困难，所以实际运用比较少。SSB只是DSB的上边带或者下边带，它的带宽只有DSB的一半，所以其频谱利用率与功率利用率都比较高，同时它抗干扰、抗衰落能力强，但实现设备比较复杂。VSB与SSB性能很多方面相同，它具有与SSB相当的功率利用率和抗干扰性能。 幅度调制的解调一般采用包络检波法解调，AM波形与调制信号波形完全相同，容易在包络检波解调之后输出原始信号的波形。其他所有抑制载波幅度调制一般

12、是采用相干解调方式解调出原有信号，不是采用包络检波解调方式，因为信号的包络不能够完全反映调制信号的变化。在图2.3中，我们可以看到包络检波器的模型图。 SAM(t)滤波器LPFm(t)图2.3 包络检波器的一般模型 (2)角度调制 对于每一个不同的正弦载波信号，它们都具有不同的参数，如振幅不同、频率不同或者相位不同。角度调制就是使载波信号的频率或者相位来携带有调制信号的有用信息，调制信号携带的信息不同，载波的频率或相位也会不同。调频、调相的联系十分密切，它们两者通过一些电路可相互变换。角度调制它与幅度调制不一样，它属于非线性调制，因为在角度调制过程中不仅包含有频谱的移动，而且有些信号的频率会不

13、同于原有信号，产生许多新的频谱部分。同时，角度调制的抗噪声性能好。 2.2 数字调制技术 数字调制是使用数字信号来作为调制信号，对载波信号进行调制，数字信号所携带的有用信息包含在载波的某个参数之上。受数字调制后它的参数不能连续取值，是能是离散数值。数字调制具有与模拟调制几乎完全相同的原理，只是模拟信号是取连续值，而数字信号则是取离散数值。现有的数字调制方式有如下几种。 - 4 - 湖南科技大学本科生毕业设计 (l)二进制振幅键控(2ASK/OOK) ASK信号形式为:SASK=AangT(t-nTS)coswct (2.3) n=-an是第n个符号的电平取值，可以为0或者1。实现框图如图2.4

14、所示: S(t)SASK(t)cosw0t图2.4 2ASK调制 A2PS(f-fc)+PS(f+fc) (2.4) 已调信号功率谱密度为:PASK(f)=4与AM信号的解调方法相同，2ASK信号也有两种常见的解调方式，一种是包络检波法，另外一种是同步检测法。两者不同的是，解调系统中需要加入抽样判决器，这对于改善接收信号的性能是十分重要的。2ASK解调方框图如图2.5。 SASK(t)BPFLPF抽样判决器S(t)coswot解调器图2.5 2ASK解调 (2)二进制移频键控(2FSK) 2FSK信号的产生可分为两种：一种是采用模拟调频电路来进行2FSK调制，一种是采用键控法。两种方法产生的2

15、FSK信号的区别在是否具有连续变化的相位，前者产生的信号具有连续的相位，而后者产生的2FSK信号的相位不连续。 将两个频率不相同的2ASK调制信号相互叠加再混合输出，可是视为一个2FSK调制信号，因而2FSK调制信号的解调方法和2ASK信号相同，也是相干解调与包络检波。2FSK信号的解调方法还有许多种，除此之外，还具有过零检测法、鉴频法及差分检测法几种重要的解调方法。 包络检测法所使用的原理是使信号通过两个不同的窄带滤波器电路之后，电路过滤出不同的两个信号，两个信号的频率各不相同，再对两个分信号进行抽样判决，利用我们所制定的判决规则解调出原始信号2。差分检测法是对不同的频率进行鉴定，具体说 -

16、 5 - 定时脉冲湖南科技大学本科生毕业设计 来就是通过对比调制信号及其延迟信号，发现它们间不一样的频率，筛选出不同地频率信息2。而鉴频法则是把振幅信息一模一样的频率调制波变换成为振幅信息各不相同的调幅调频波，它经过低通滤波器等振幅检波器之后，提取出不同的频率变化的信息2。 (3)二进制移相键控(2PSK) 调制载波具有两种不同相位信息，2PSK将这两种不同的相位信息设定成为0、1两个不同的逻辑值，称作为绝对相移方式3。信号的表达式可以表示为： SPSK=AangT(t-nTs)coswct (2.5) -其中an表示的是第n个波形符号的电平取值，可取值为+1或者-1。2PSK的实现框图如图2

17、.6所示: 图2.6 2PSK调制 由式(2.3)和式(2.5)可以看出2PSK和2ASK表达形式一样，区别在于an的取值不同，因而可以用式(2.4)来表示2PSK信号的功率谱。2PSK调制信号与2ASK数字调制信号具有十分相似的频谱特性，已调信号的频带宽度值同样也等于原有调制信号的两倍。 2PSK调制信号一般使用相干解调法对调制信号进行解调，图2.7描述的是2PSK相干解调器的原理方框图。 SBPSK(t)BPF本地载波LPF抽样判决器S(t)定时脉冲图2.7 2PSK相干解调 当原始信号取值为逻辑1时，2PSK信号经过乘法器之后，输出信号表达式为: 1cos(wct)cos(wct)=1+

18、cos(2wct). (2.6) 2它的取值范围为0,l。当原始信号值为逻辑0时，2PSK信号经由乘法器，与本地同频同相载波进行乘法运算，输出表达式为： - 6 - 湖南科技大学本科生毕业设计 -cos(wct)cos(wct)=-11+cos(2wct) (2.7) 2它的取值范围则为-1，0。在经过低通滤波器之后，低频分量可以顺利通过，高频分量被滤去，剩下的只是基带码元信息，在抽样判决之后输出基带信号。 如图2.8是对4ASK、8PSK调制信号的空间矢量图所进行的准确描述。由图观察可知：4ASK与8PSK的信号空间都没有被合理有效利用，可知仅仅使用幅度或者相位来携带原始信号的一些有用信息，

19、都将无法使信号端点合理分配各个空间，不能够充分利用信号空间。 图2.8 4ASK和8PSK空间矢量图 上面所学习与分析的是几种和MQAM调制有关的调制方式。在这个基础上我们将重点分析16QAM调制解调原理、它的具体电路设计方案以及对系统性能所做的MATLAB仿真。 2.3 正交幅度调制(QAM) 2.3.1 QAM调制原理 受到图2.8的启发，QAM调制信号充分利用信号空间，将调制波的相位和振幅作为两个单独的参量同时受到调制，让相位、辐度都携带有有用信息4。一般而言，人们常常将正交幅度调制信号写成为： Y(t)=Amcosw0t+Bmsinw0t (2.8) 式中cosw0t是同相信号或I信号

20、；sinw0t是正交信号或Q信号；Am,Bm分别是载波cosw0t,sinw0t的离散振幅；m是Am,Bm的电平数，取值1，2，.，M。Am,Bm代表着信号的幅度取值，也携带有其位置信息，它与星座图当中的空间矢量坐标点一一对应。 产生16QAM信号有两种方法：一种比较常用的方法称为正交调幅法，而另外一种常用方式称为复合相移法。前者是将具有不同参数的独立的正交4ASK调制信号矢量混合叠加产生，获得16QAM信号，同样后者则是将具有不同参数的独立的两个QPSK信号矢量混频叠加，形成16QAM信号。分别如图2.9的(a)与(b)。 - 7 - 湖南科技大学本科生毕业设计 图2.9 16QAM信号的调

21、制方式 图2.10描述的是正交幅度调制的原理方框图。 a12-4值转换信号输入4值调幅器a3载波信号源I信号串并转换900移项a22-4值转换a44值调幅器混合电路Y(t)Q信号图2.10 正交调幅法原理图 在信号输入端，信号首先进行串并转换器，将信号分为a1,a3和a2,a4两个部分。经过4值调幅器后再分别和相位相差90o的a1,a3、a2,a4都分别进行2-4值电平转换，相干载波相乘，形成I、Q调制信号，随之将I、Q两路信号输入混合频率加法电路，经过相加运算之后，从混频电路中调制出16QAM调制信号Y(t)。正交调幅法优点明显，它结构简单，易于实现而且只是需要少量调制器。 图2.11所描述

22、的是由复合相移法产生的调制的16QAM信号的矢量图。 - 8 - 湖南科技大学本科生毕业设计 图2.11 复合相移法调制的16QAM信号的矢量图 复合相移法也称作四相叠加法，4个信号得到相位受到同一个载波信号源的驱动，其中大、小QPSK幅度为2:1。在图2.11中，(a2,a1)，(b2,b1)所携带的信息它们依次映射同相、正交两路信号的4个不同振幅逻辑电平。经过自然码-格雷码的逻辑变换电路之后，多进制正交调制信号就拥有了格雷码的电平逻辑值。图2.12所描述的是经格雷编码电路采用复合相移法产生16QAM的原理图。 图2.12 复合相移法原理方框图 2.3.2 QAM解调原理 如同其他很多调制信

23、号的解调，QAM信号也大都是使用相干解调法对信号进行相干解调从而恢复出原有信号。其原理图如图2.13所示。 - 9 - 湖南科技大学本科生毕业设计 I(t)Y(t)载波恢复900移相LPF多电平判决2-4值转换码映射并串转换Q(t)LPF多电平判决2-4值转换图2.13 QAM相干解调法 在信号的接收端，信号经过乘法器分别与正交、同相两相差90o的正交载波经行乘法运算。同相分量的表达式为： I(t)=Y(t)cosw0t=(Amcosw0t+Bmsinw0t）cosw0t=111Am+Amcos2w0t+Bmsin2w0t222 (2.9) 正交分量信号的表达式为： Q(t)=Y(t)sinw

24、0t=(Amcosw0t+Bmsinw0t）sinw0t=111Bm-Bmcos2w0t+Amsin2w0t222 (2.10) 经过相干解调之后，可以解调输出两路模拟数字信号，随后让该信号经由低通滤波器滤除高频信号滤出直流分量Am/2与Bm/2，最后在经过电平抽样判决、4-2值电平转换、模数转换器、解码映射以及并/串转换之后，可以输出解调的数字基带信号6。当L=4时，为16QAM相干解调。 10 - -湖南科技大学本科生毕业设计 第三章 16QAM调制器系统组成与原理 3.1 调制方案设计 本章的16QAM调制采用的调制方式是正交调幅法，该调制器的前端实现是基于CPLD这一核心器件的。图3.

25、1所示为其系统结构示意图。 D/ACPLDD/AI、Q正交调制图3.1 16QAM调制系统 由图3.1可知16QAM调制器主要由两部分构成，如图3.2所示,(a)为由CPLD实现调制器的前端变换和编码，它由时钟模块、m序列模块、串/并转换模块与码映射逻辑(CPLD与D/A转换器接口)模块等部分组成；(b)部分是调制器的后端实现，它由D/A转换器与I、Q正交调制器构成。 m序列a1串/并转换时钟码映射a3a2a4D/AD/AI、Q正交调制调制器前端实现调制器后端实现图3.2 16QAM调制器组成 3.1.1 基于CPLD的16QAM调制器前端实现 本部分使用Altera公司MAX7000S系列的

26、EPM7128SLC84-15来实现，其顶层设计模块如图3.2 (a)所示。各模块功能如表3.1。 11 - -湖南科技大学本科生毕业设计 表3.1 16QAM调制器前端实现部分各模块的功能 模 块 作 用 时钟模块 发挥分频作用，为其它模块分配各模块的时钟信号 m序列模块 产生任意码长m序列，作为系统的基带输入信号 串/并转换模块 完成由1路串行基带数字信号到4路并行基带数字信号的串/并转换 码映射逻辑模块 完成和数模转换器模块的接口分配与连接 (l) 时钟模块 时钟出现在电路中的各个环节各个模块，是电路中不可或缺的一部分。该部分的时钟信号是经过20MHz有源晶振获得的，经过时钟模块后对信号

27、的频率进行划分。时钟模块按照m序列模块、串/并转换模块与码映射模块各模块对于输入时钟的需要进行对其频率进行划分与分配，并为各个部分提供时钟信号。 (2) m序列模块 二元m序列属于伪随机序列，它拥有良好的自相关函数，取得或是拷贝一段二进制m序列都不是难事，因而使用m序列作为整个调制解调器的初始输入。此部分的m序列的特征多项式是： F(x)=x5+x2+1 (3.1) 时钟信号在时钟模块进行分频之后产生16分频时钟信号，这个16分频时钟信号便可作为该部分的时钟。通过产生码速率为1.25Mbps，码长为N=31的m序列，让它作为输入信号输入到系统当中。如果想要获得码长为2n-1的m序列，仅需知道n

28、阶线性反馈易存器的特征多项式再更改m序列模块即可。其生成框图如图3.3所示： 时钟源初始化寄存器寄存器模2加及移位操作M序列输出图3.3 m序列生成框图 (3) 串/并转换模块 在本部分，由m序列生成模块产生的1路数字基带信号被转换成为4路并行的数字1信号输出系统，按这样分配之后，每路信号的速率都是原有信号速率的，即320Kbps。4如图3.4所示，我们所规定的4路并行信号具有不同的空间位置，合理的分 12 - -湖南科技大学本科生毕业设计 配在整个矢量信号空间，它们分别与矩形16QAM星座图的信号点依次对应。 图3.4 16QAM星座图 (4) 码映射逻辑模块 在该模块，我们所定义的并行信号

29、被分为另外两路并行信号：与。、两路不同的数字信号再分别同I、Q两路8位D/A转换器相互配对彼此相连。通过两路信号或同两个数模转换器的输出电压E0之间的相互映射关系，完成信号同D/A转换器输入端接口间准确连接，同时可以推导出或同的联系。是D/A转换器的数字输入量。表3.2所展示我们的是码映射模块的对应关系。 表3.2 或与E0的对应关系 a3 a1 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 E0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 +0.020 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 +0.640 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 +1.270 1 1 1 0 1 1 0 1 0

30、 0 +2.050 118由表3.2的映射关系可以知道CPLD输出接口和I、Q两路D/A转换器数字输入端数字的映射关系分别为式(3.2)以及式(3.3)： d1=1,d2=0,d3=a3,d4=a1,d5=0,d6=a3+a1,d7=0,d8=0 (3.2) d1=1,d2=0,d3=a4,d4=a1,d5=0,d6=a4+a2,d7=0,d8=0 (3.3) 到这里，基于CPLD的16QAM调制器的前端实现部分就实现了将输入的调制信号输出为I、Q两路8位信号，8位信号的在输出端口的数值依次与8位D/A转换器输出端点的取值呈现映射关系。如果在实际操作之中需要与其他位数的D/A转换器接口匹 13

31、 - -湖南科技大学本科生毕业设计 配，通过改变在这个模块的VerilogHDL编程程序，修改信号与D/A转换器。 E0值的相应关系就能简单的实现。EPM7128有多个可编程的输入输出引脚，可轻易地完成对数模、模数转换电路接口匹配逻辑控制7。EPM7128引脚功能如表3.3 表3.3 EPM7128引脚功能说明 端 口 名 称 功 能 当reset为O时，CPLD内部清零初始化； INPUT/GLCRn 全局reset信号 当Reset取逻辑值1时，CPLD正常运行， 进行仿真。 INPUT/GCLKl 时钟输入引脚 它是时钟模块的输入信号的输入端口，时钟 模块根据不一样的需要将其分频。 TD

32、O、TDI 芯片与电脑通信的 将完成过电路的仿真试验的Verilog或其它硬TMS、TCK JTAG端口 件描述语言设计的程序使其在电脑下载至CPLD芯片中。 共16支端口和数模转换器匹配，设定其中一 I/O 输入/输出端口 个I/O端口与D/A的VLC进行匹配,以支配数模转换器的电压阈值。 3.1.2 16QAM调制器的后端实现 (1) D/A转换模块 该部分选择National Semiconductor公司DIP-16封装的D/A转换器DAC0800。DAC0800可与任一逻辑电平兼容。当它同不同的逻辑电平相兼容时，D/A的VLC的连接方法我们容易得之，图3.5描述的就是。 14 - -

33、湖南科技大学本科生毕业设计 图3.5 VLC管脚接法示意图 DAC0800外围电路并不难以知道，图3.6描述的就是其电路图。 图3.6 DAC0800外围电路示意图 使用单极性+5V电源电压时，两路信号经过LM741C这个放大器之后，两路电源信-2552X号转化为电压信号，电压逻辑取值为E0=VREF+，表达式当中X是转换器输256256取值。 如图3.2 图3.7 RF2713结构原理图 RF2713为单片集成正交调制/解调芯片4。当它作为调制器放入电路时，可以将0到50MHz的I、Q两基带原始信号进行加法运算进而输出；当它发挥解调器作用之时，将携有有用信息的射频载波这种频率不大也不小的信号

34、当中获得I、Q两路基带信号8。RF2713作为调制器使用时的电路图配置容易理解，如图3.8所示。 图3.8 RF2713调制器配置 BASEBAAND I与BASEBAND Q依次是I、Q两基带信号的送入端；LO是载波的输入；IF OUT输出经过正交调制的QAM调制信号。 3.2 本章小结 本章通过设计和分许，实现了16QAM调制器的逻辑功能，包括利用CPLD的前端变换与后端实现的逻辑编码，配合DAC0800，RF2713集成芯片等一些额外器件以及VerilogHDL语言编程，讨论了具体完整的设计过程。该种方案的延伸性与适用性好，同时它也为具有自适应功能的调制解调系统以及可变速率系统的具体设定

35、奠定了基础。 16 - -湖南科技大学本科生毕业设计 第四章 16QAM解调器系统组成与原理 4.1 解调方案设计 本系统为基于CPLD的16QAM解调器设计。16QAM的解调与产生一样简单，16QAM相干解调器结构图为图4.1。 解调输出调制信号I、Q正交解调A/DA/D解码映射时钟并/串转换(a) 解调器前端实现(b) 解调器后端实现图4.l 16QAM解调器组成 解调器的前端实现由I、Q正交解调器与两个模数转换器来构成，如图4.1 (a)，经过解调器的前端实现部分，频率不算太高也不算太低的16QAM信号经过解码与并/串变换之后被设定成为I、Q两路基带信号；解调器的后端信号的转换由CPLD

36、编程来完成，如图4.1 (b)。 4.1.1 16QAM解调器的前端实现 16QAM中频调制信号经由I、Q正交解调器以及载波恢复过程之后，输出两路模拟信号，经过整形变换、滤波处理与模数转换后输出数字信号，最后经过解码关系、变换等环节还原输出最初的基带信息。 (1) I、Q正交解调 RF2713作为解调器时候的配置如图4.2。中频调制信号输入至解调器后经还原恢复电路，在一系列变换域处理之后还原出载波，我们将载波恢复电路输出的载波作为本地载波LO的输入，并从I OUT与Q OUT两个引脚输出经过正交解调电路之后的两路模拟基带信号8。 17 - -湖南科技大学本科生毕业设计 图4.2 RF2713解

37、调器配置 16QAM相干解调系统中，我们可以看到载波恢复电路关系到解调信号的性能，所以说方案设计的关键是准确地载波还原。该部分使用载波还原的方法来实现正交解调以保证准确的解调过程，四次方环载波恢复的原理可以从很多书籍中得知，图4.3所示即是。 四次方窄带滤波器4f0W(t)低通滤波器X4压控振荡器f0锁相环图4.3 四次方环载波还原法 四次方环载波恢复是以平方环载波恢复为基础，创新性的提出的一个载波恢复的方法8。调制信号的表达式为： Y(t)=Rebexp(jq)exp(j2pf0t) (4.1) 式(4.1)中b=a(t)+jb(t)，a(t)与b(t)为彼此独立的两路信号。 式(4.2)为16QAM调制信号Y(t)经载波信号还原电路之后的输出表达式。当信号经过一个窄带滤波器时，且滤波器的中心频率为4f0，式(4.2)中第一项高频信号可以完全通过窄带滤波器，第二项低频信号和第三项直流信号被滤除，无法通过滤波器。其输出的信号均值如式(4.3)。 11324Y4(t)=Reb4(t)exp(j8pf0t+j4q)+Reb(t)b(t)exp(j4pf0t+j2q)+b(t) (4.2) 8881Ew(t)=Rea4-3(a2)2exp(j8pf0t+j4q) (4.3) 4式(4.3)中，a2=kaa(0)+k