通信原理--第7章附录 多进制数字调相的调制器与解调器设计问题

1、第第 7 章附录章附录自动化学院自动化学院 禹思敏禹思敏2012.11多进制数字调相的调制器与多进制数字调相的调制器与解调器设计问题解调器设计问题自动化学院自动化学院School of Automation2一一. 8进制数字调相进制数字调相 1. 8 进制数字调相的调制器设计（教材上有）进制数字调相的调制器设计（教材上有） tccostcsin0)(tI)(tQ)()(22tQtIn tccostcsin005 .2205 .6721QQ05 .67sin05 .22sin05 .22sin05 .67sin05 .22cos21II05 .22cos05 .67cos05 .67cos11

2、11100100110010001001011011000111100001 图图 1 8PSK 信号星座图（矢量图）信号星座图（矢量图） 自动化学院自动化学院School of Automation3一一. 8进制数字调相进制数字调相 表表 1 8PSK 信号输入输出对应关系真值表信号输入输出对应关系真值表 321bbb 21II 21QQ )(tI )(tQ 000 00 01 05 .67cos 05 .67sin 001 01 00 05 .22cos 05 .22sin 010 00 11 05 .67cos 05 .67sin 011 01 10 05 .22cos 05 .22s

3、in 100 10 01 05 .67cos 05 .67sin 101 11 00 05 .22cos 05 .22sin 110 10 11 05 .67cos 05 .67sin 111 11 10 05 .22cos 05 .22sin 自动化学院自动化学院School of Automation4一一. 8进制数字调相进制数字调相 00001111b1b2b300 01 11 1001(a) I1的卡诺图0110011000 01 11 1001(b) I2的卡诺图b1b2b3 00110011b1b2b300 01 11 1001(c) Q1的卡诺图10011001b1b2b300

4、 01 11 1001(d) Q2的卡诺图 图图 2 I1，I2，Q1，Q2的卡诺图的卡诺图 自动化学院自动化学院School of Automation5一一. 8进制数字调相进制数字调相 b1b2b3321bbb电平产生电平产生比特分离器)(tI)(tQtccostcsin1I2Q1Q2I8PSK信号输出+ 图图 3 8PSK 信号调制器信号调制器 自动化学院自动化学院School of Automation6一一. 8进制数字调相进制数字调相 1）其中电平产生电路如下，图中）其中电平产生电路如下，图中 2/4 译码器的逻辑功能为：译码器的逻辑功能为： 1 2121 2121 2121 2

5、1200,01,10,11,I IQQI IQQI IQQI IQQ或第1路输出为高电平,其余为低电平或第2路输出为高电平,其余为低电平或第3路输出为高电平,其余为低电平或第4路输出为高电平,其余为低电平 其中其中05 .67cos、05 .22cos、05 .67cos、05 .22cos、05 .67sin、05 .22sin、05 .67sin、05 .22sin分别为输出电压值的大小。分别为输出电压值的大小。 2/4译码器123门电路1门电路2门电路31I2I门电路340cos67.50cos22.50cos67.50cos22.5( )I t2/4译码器123门电路1门电路2门电路3

6、1Q2Q门电路340sin22.50sin67.50sin22.50sin67.5( )Q t 图图 4 ( )I t电平产生电路电平产生电路 图图 5 ( )Q t电平产生电路电平产生电路 自动化学院自动化学院School of Automation7一一. 8进制数字调相进制数字调相 2. 8 进制数字调相的进制数字调相的解解调器设计（教材上调器设计（教材上没没有）有） 1）注意到解调是调制的逆运算。根据表）注意到解调是调制的逆运算。根据表 1，得电平编码情况如表，得电平编码情况如表 2 所示。所示。 表表 2 电平编码表电平编码表 ( )I t 1 2I I ( )Q t 12QQ 0c

7、os67.5 00 0sin22.5 00 0cos22.5 01 0sin67.5 01 0cos67.5 10 0sin22.5 10 0cos22.5 11 0sin67.5 11 2）由表）由表 2 设计电平编码电路，设计电平编码电路，得：得： （1）比较器）比较器 1 规则：规则：( )( )0I tQ t 或，111IQ 或；( )( )0I tQ t 或，110IQ 或。 （2）比较器）比较器 2 规则：规则：( )( )I tQ tV或，0 x ；( )( )I tQ tV或，1x 。 （3）比较器）比较器 3 规则：规则：( )( )I tQ tV 或，0y ；( )( )I

8、 tQ tV 或，1y 。 自动化学院自动化学院School of Automation8一一. 8进制数字调相进制数字调相 电平编码( )I t1I2I电平编码( )Q t1Q2Q 00cos22.50cos67.50cos22.50cos67.5VV比较器2比较器3VV2I比较器10( )I t1Ixy 自动化学院自动化学院School of Automation9一一. 8进制数字调相进制数字调相 00sin67.50sin22.50sin67.50sin22.5VV比较器2比较器3VV2Q比较器10( )Q t1Qxy 图图 6 电平编码电路电平编码电路 自动化学院自动化学院Schoo

9、l of Automation10一一. 8进制数字调相进制数字调相 3）根据表）根据表 1 得真值表如下：得真值表如下： 表表 3 真值表真值表 1 2I I12QQ 1 2 3bb b 0000 XXX 0001 000 0010 XXX 0011 010 0100 001 0101 XXX 0110 011 0111 XXX 1000 XXX 1001 100 1010 XXX 1011 110 1100 101 1101 XXX 1110 111 1111 XXX 自动化学院自动化学院School of Automation11一一. 8进制数字调相进制数字调相 4）由表）由表 3 得

10、卡诺图如下：得卡诺图如下： X00X0XX01XX1X11X00 01 11 10000111101 2I I12QQ11bI X01X0XX10XX1X01X00 01 11 10000111101 2I I12QQ21bQ X00X1XX11XX1X00X00 01 11 10000111101 2I I12QQ32bI 图图 7 由表由表 3 得到的卡诺图得到的卡诺图 自动化学院自动化学院School of Automation125）综合上述结果，最后得）综合上述结果，最后得 8PSK 的解调器电路如下：的解调器电路如下： 载波恢复2/电平编码低通低通b2 b3并/串转换)(tI)(t

11、Qtccostcsin解调输出8PSK输入22电平编码1I2I1Q2Qb1 图图 8 8PSK 信号解调器信号解调器 一一. 8进制数字调相进制数字调相 自动化学院自动化学院School of Automation13二二. 4进制数字调相进制数字调相 1. 4 进制数字调相的调制器设计（教材上进制数字调相的调制器设计（教材上没没有）有） 1）星座图：）星座图： tccostcsin004500011011045QI10100sin450sin450cos450cos45 图图 9 4PSK 信号星座图（矢量图）信号星座图（矢量图） 自动化学院自动化学院School of Automation

12、14二二. 4进制数字调相进制数字调相 2）真值表：）真值表： 表表 4 4PSK 信号输入输出对应关系真值表信号输入输出对应关系真值表 1 2bb I Q )(tI )(tQ 00 0 0 0cos45 0sin45 01 1 0 0cos45 0sin45 10 0 1 0cos45 0sin45 11 1 1 0cos45 0sin45 3）由真值表得：）由真值表得： 21IbQb 自动化学院自动化学院School of Automation15二二. 4进制数字调相进制数字调相 4）4PSK 调制器：调制器： b1b21 2 1 2bb bb电平产生电平产生I比特分离器Q( )I t(

13、 )Q ttccossinct4PSK信号输出+ 图图 10 4PSK 信号调制器信号调制器 自动化学院自动化学院School of Automation16二二. 4进制数字调相进制数字调相 5）其中电平产生电路如下，图中）其中电平产生电路如下，图中 1/2 译码器的逻辑功能为：译码器的逻辑功能为： 0,1,IQIQ或第1路输出为高电平,第2路输出为低电平或第2路输出为高电平,第1路输出为低电平 其中其中0cos45、0cos45、0sin45、0sin45分别为输出电压值的大小。分别为输出电压值的大小。 1/2译码器12门电路1门电路2I0cos450cos45( )I t1/2译码器12

14、门电路1门电路2Q0sin450sin45( )Q t 图图 11 ( )I t电平产生电路电平产生电路 图图 12 ( )Q t电平产生电路电平产生电路 自动化学院自动化学院School of Automation17二二. 4进制数字调相进制数字调相 2. 4 进制数字调相的进制数字调相的解解调器设计（教材上调器设计（教材上没没有）有） 1） 注意到解调是调制的逆运算。根据表注意到解调是调制的逆运算。根据表 4，得电平编码情况如表，得电平编码情况如表 5 所示。所示。 表表 5 电平编码表电平编码表 ( )I t I ( )Q t Q 0cos45 0 0sin45 0 0cos45 1 0sin45 1 2）由表）由表 5 设计电平编码电路，设计电平编码电路，得比较器规则为：得比较器规则为： （1）( )( )0I tQ t 或，1IQ 或； （2）( )( )0I tQ t 或，0IQ 或。 电平编码( )I tI电平编码( )Q tQ 比较器10( )I tI比较器20( )Q tQ 图图 13 电平编码电路电平编码电路 自动化学院自动化学院School of Automation18二二. 4进制数字调相进制数字调相 3）根据表）根据表 4 得真值表如下：得真值表如下： 表表 6 真值表真值表 IQ