作 者:21IC中国电子网 孙旭
f=Kδ/2∏Ts=Kfs/N (5)
根据采样定理,K应该满足K≤N/2。可以通过增加一个周期的采样点N,也就是增加采样频率得到更高的输出频率。这是计算中频调制参数的依据。
DDS与传统的频率合成技术相比,具有频率稳定度高,频率转换速度快,输出相对带宽宽,频率分辨率高等特点,将DDS的这些功能应用于软件无线电中,可以部分降低CPU的处理负担,使整个系统的性能达到较好的程度[6]。
3.FSK、PSK、ASK调制原理
在数字通信系统中,数字基带信号通常要经过数字调制后再传输。常见的调制方式有频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、幅移键控(ASK)等。
以基带数字波形序列来表示{ak},通常二进制数字基带信号表示为:
m(t)=∑akg(t-kTb)
其中,ak为二元码符号,1或0;g()为单极性不归0波形,归一化幅度;Tb为二元序列码元间隔。
则频移键控(FSK)信号为:
sFSK(t)=A0∑[akg1(t-kTb)cos(w1t+θ1)+(1-ak)g2(t-kTb)cos(w2t+θ2)]
其中w1为传号载频;w2为空号载频;θ1和θ2分别为传号与空号载波的初相,在[-∏,∏]均匀分布;w0=(w1+w2)/2为载波频率;kTb≤t≤(k+1)Tb。
相移键控(PSK)信号为:
sPSK(t)=A0∑[akg1(t-kTb)cos(w1t+θ1)+(1-ak)g2(t-kTb)cos(w1t+θ2+∏)]
幅移键控(ASK)信号为:
sASK(t)=m(t)c(t)=m(t)A0cos(w0t+θ0)= A0∑akg(t-kTb)cos(w0t+θ0)
实现上述调制的方式有多种,采用DDS技术做正交调制,能够克服解调输出的严重失真,提高抗噪声性能。对此正交调制表现在已调信号(传号与空号)各自的相关系数——正交关系。FSK和ASK相关系数均为ρ12=0,PSK的相关系数为ρ12=-1。一般的,要满足此条件,应考虑到载波频率f0是码元频率Rb=1/Tb整数倍,即f0=mRb,或1bit间隔包括整数个载波周期,即Tb=mT0,这将作为在DSPBuilder中优化系统时的依据。
4.基于DSPBuilder的可调中频调制模块设计
DSPBuilder是Altera公司推出的一个面向DSP开发的系统级工具,它提供了QuartusII软件和Matlab/Simulink工具之间的接口。DSP Builder允许系统、算法和硬件设计去共享一个通用的开发平台,DSP Builder设计流程如图2[7]。
根据DDS基本原理,基于Matlab/Simulink/AlteraDSPBuilder建立适合软件无线电应用的中频调制器模型如图3。电路全部采用有符号数,其中频率字为32位,幅度字为18位,分别控制载波的频率值及载波幅度值。系统由两个控制按键(key1和key2),一个信号输入端,三个初值输入端(key3、key4和key5)组成。其中key1和key2控制调制方式,key3和key4是载波的频率控制字输入口,key5是载波幅度控制字的输入端。