李勝澤，周星宇，胡靖巖

(遼寧工程技術大學電子與信息工程學院，遼寧 興城 125100)

數(shù)字調制是通信調制技術中最為常見的方法，很多通信傳輸系統(tǒng)需要用數(shù)字調制來完善傳輸部分。常見的一些數(shù)字信息傳輸調制和解調方法有2PSK、2ASK、2DPSK等，其中2DPSK方法在抗噪音方面能力最強，在高速和遠區(qū)間信號傳導的方面應用較多[1]。

本文數(shù)據(jù)通信傳輸系統(tǒng)設計的研究目標主要是建立2DPSK傳輸系統(tǒng)，應用2DPSK信息傳輸?shù)囊恍┬再|原理，結合Multisim平臺進行2DPSK傳輸系統(tǒng)的仿真和電路模型構建。通過仿真的結果，對比分析原數(shù)字信號和2DPSK信號顯示的波形，來驗證2DPSK傳輸?shù)母咝院蜏蚀_性。通過設計進一步掌握2DPSK調制方法的工作原理，同時檢驗系統(tǒng)中各設備的作用，為以后傳輸系統(tǒng)設計改進和應用研究打好基礎。

1 2DPSK通信調制與解調原理

2PSK通信調制方法傳達信號是根據(jù)數(shù)字波形的相位差進行，2DPSK調制方法傳送信號也是根據(jù)前后碼元的波形相位差進行。碼元an與前碼an-1元波形相位差假設是Δφ，an與Δφ的運算式：

(1)

相鄰碼元的電平變化量產生數(shù)字信號的波形相位差[2]，所以碼元行列{an}的碼元所對應的2PSK和2DPSK數(shù)字信號相同，可以求出2DPSK通信調制解調方式的原理圖，圖1所示。

圖1 2DPSK通信調制解調原理圖

因為數(shù)字信息的第n個碼元an的差分碼bn，關系公式是bn=an+bn-1，所以在差分編碼器中有延時器安裝。延時器可以對比分析兩個相鄰的碼元，求出延時碼元的an。

2 2DPSK傳輸系統(tǒng)仿真電路搭建與分析

從Multisim14軟件[3]的庫中選擇合適的運算單元設備來搭建2DPSK傳輸系統(tǒng)仿真電路[4]，將模擬調制的結果接入示波器中，根據(jù)展示的波形情況分析。圖2是2DPSK通信傳輸系統(tǒng)的鍵控調制設備原理圖。

圖2 2DPSK通信調制設備原理圖

四蹤示波器將仿真結果波形展示出來，如圖3、圖4、圖5所示，調制后的信號與原數(shù)字信號也就是不規(guī)律的方波信號。對比波形可以看出，當方波信號向上或向下變化時，相位會直接翻轉π。

圖3 數(shù)字信號的仿真波形

圖4 2DPSK通信調制波形

圖5 2DPSK信號與數(shù)字信號波形對比圖

仿真的過程很完整，但是仍出現(xiàn)一些問題，當按下運行開關時整個仿真系統(tǒng)開始運作，一開始得到的m序列信號不穩(wěn)定，振幅比原來信號發(fā)生器設置的要高，大概是12 V～13 V之間，過了不到5秒之后趨于穩(wěn)定，振幅變?yōu)? V～7 V之間的一個固定值，2DPSK信號從始至終都很穩(wěn)定，振幅保持在7.8 V左右。

為了方便觀察，將時間軸的比例由2 ms/Div改為5 ms/Div。這是仿真剛開始的幾秒鐘，可以看出一開始方波信號的振幅不穩(wěn)定，但之后振幅不變了，恢復了穩(wěn)定性，如圖6所示。

圖6 2DPSK通信傳輸問題仿真波形

通過多次改變發(fā)送端的發(fā)送頻率發(fā)現(xiàn)，當發(fā)送頻率較小時容易出現(xiàn)這種情況，在現(xiàn)實生活中發(fā)送數(shù)字信號不可能頻率會低，所以把發(fā)送頻率增大就解決了這種問題。仿真相對來說比較成功[5]。

3 結論

本文詳細敘述2DPSK通信傳輸系統(tǒng)的調制解調工作原理，結合Multisim仿真軟件設計出2DPSK通信傳輸系統(tǒng)。通過增加頻率解決方波信號開始階段振幅不穩(wěn)定的問題，對比分析仿真模型的波形結果，驗證2DPSK通信傳輸調制解調設計原理。