一种基于CPLD实现QPSK调制电路设计

　　QPSK是数字通信系统中一种常用的多进制调制方式。其调制的基本原理：对输入的二进制序列按每两位码元分为一组，用载波的四种相位表征它们。实际上QPSK信号是两路正交双边带信号。现在人们对通信的要求越来越高，高速率、大容量、以及多业务，这些对有限的频谱资源构成了大的挑战。因此，对相移键控的研究具有重要意义，因为信道条件的限制，大多数数字通信系统采用了对幅度波动不敏感的频移键控、相移键控和相应的派生调制方式。

　　基于以上QPSK调制，本设计基于CPLD采用相位选择法来实现调制。

　　1。 QPSK调制原理

　　QPSK信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号(00、01、10、11)，其信号表示式为图1(a)是载波初始相位为0°的QPSK信号矢量图，如上图1(b)是初始相位为45°的QPSK信号的矢量图。

　　图1

　　QPSK调制有两种产生方法：相乘电路法和相位选择法。

　　乘法电路调制：二进制码经过串并变换器分为两个半速率双极性码，两路信号经过低通滤波，分别与相互正交的两路载波信号相乘，然后两路信号相加得到QPSK信号。

　　相位选择法：输入二进制数据经过串/并变换输出双比特码元，四相载波产生器输出四种不同相位的载波，逻辑选相电路根据串/并变换输入的双比特码元，每个时间间隔选择其中一种相位的载波作为输出，然后经带通滤波器滤除带外干扰信号，就得到QPSK调制信号。

　　2. 本设计调制原理

　　在设计中采用相位选择法来实现，QPSK信号有四种状态(00、01、10、11)，将输入二进制序列每两位码元分为一组。

　　方案中，用四种波形表示四种相位(图2)

　　图2

　　3. 系统模块设计

　　电路总分为6部分：

　　第一部分：电源电路，为整个电路提供5V的电压;

　　第二部分：时钟信号电路，用来产生一个4MHz的时钟;

　　第三部分：基带信号产生电路，产生五种序列码(全0码、全1码、01码、7位M序列和15位M序列);

　　第四部分：调制电路，实现基带信号调制成抽样信号输出;

　　第五部分：D/A转换电路，将调制模块输出的信号转换成模拟信号输出;

　　第六部分：滤波电路，对D/A转换后的模拟信号经滤波完成模拟信号重建。