一種基于CPLD實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制電路設(shè)計(jì)

　　QPSK是數(shù)字通信系統(tǒng)中一種常用的多進(jìn)制調(diào)制方式。其調(diào)制的基本原理：對輸入的二進(jìn)制序列按每兩位碼元分為一組，用載波的四種相位表征它們。實(shí)際上QPSK信號是兩路正交雙邊帶信號。現(xiàn)在人們對通信的要求越來越高，高速率、大容量、以及多業(yè)務(wù)，這些對有限的頻譜資源構(gòu)成了大的挑戰(zhàn)。因此，對相移鍵控的研究具有重要意義，因?yàn)樾诺罈l件的限制，大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)采用了對幅度波動不敏感的頻移鍵控、相移鍵控和相應(yīng)的派生調(diào)制方式。

　　基于以上QPSK調(diào)制，本設(shè)計(jì)基于CPLD采用相位選擇法來實(shí)現(xiàn)調(diào)制。

　　1。 QPSK調(diào)制原理

　　QPSK信號的正弦載波有4個可能的離散相位狀態(tài)，每個載波相位攜帶2個二進(jìn)制符號(00、01、10、11)，其信號表示式為圖1(a)是載波初始相位為0°的QPSK信號矢量圖，如上圖1(b)是初始相位為45°的QPSK信號的矢量圖。

　　圖1

　　QPSK調(diào)制有兩種產(chǎn)生方法：相乘電路法和相位選擇法。

　　乘法電路調(diào)制：二進(jìn)制碼經(jīng)過串并變換器分為兩個半速率雙極性碼，兩路信號經(jīng)過低通濾波，分別與相互正交的兩路載波信號相乘，然后兩路信號相加得到QPSK信號。

　　相位選擇法：輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)經(jīng)過串/并變換輸出雙比特碼元，四相載波產(chǎn)生器輸出四種不同相位的載波，邏輯選相電路根據(jù)串/并變換輸入的雙比特碼元，每個時間間隔選擇其中一種相位的載波作為輸出，然后經(jīng)帶通濾波器濾除帶外干擾信號，就得到QPSK調(diào)制信號。

　　2. 本設(shè)計(jì)調(diào)制原理

　　在設(shè)計(jì)中采用相位選擇法來實(shí)現(xiàn)，QPSK信號有四種狀態(tài)(00、01、10、11)，將輸入二進(jìn)制序列每兩位碼元分為一組。

　　方案中，用四種波形表示四種相位(圖2)

　　圖2

　　3. 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

　　電路總分為6部分：

　　第一部分：電源電路，為整個電路提供5V的電壓;

　　第二部分：時鐘信號電路，用來產(chǎn)生一個4MHz的時鐘;

　　第三部分：基帶信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生五種序列碼(全0碼、全1碼、01碼、7位M序列和15位M序列);

　　第四部分：調(diào)制電路，實(shí)現(xiàn)基帶信號調(diào)制成抽樣信號輸出;

　　第五部分：D/A轉(zhuǎn)換電路，將調(diào)制模塊輸出的信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出;

　　第六部分：濾波電路，對D/A轉(zhuǎn)換后的模擬信號經(jīng)濾波完成模擬信號重建。