1.5~2.4ghz調(diào)制直接正交器電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目 1.5~2.4GHz調(diào)制直接正交器電路設(shè)計(jì)</p><p>　　————資料的收集及原理部分的分析 </p><p>　　物理與信息工程 學(xué) 院 通信工程 專 業(yè) 11 級(jí) 1 班</p><p>　　學(xué)生姓名

2、 學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職 稱 高級(jí)工程師 </p><p>　　完成日期 2015.5.2 </p><p>　　1.5~2.4GHz直接正交調(diào)制器電路設(shè)計(jì)</p>

3、;<p>　　【摘要】 在過(guò)去的幾十年間無(wú)線通信系統(tǒng)飛速，與此同時(shí)，人們對(duì)能傳輸大容量的無(wú)線通信系統(tǒng)的需求量也越來(lái)越多，因此有一個(gè)高效率的發(fā)射和接收端口相當(dāng)重要。我們本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是1.5~2.4GHz直接正交調(diào)制器電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。以LT5518芯片為核心設(shè)計(jì)可以完成任意幅度的直接正交調(diào)制，它可以適用于數(shù)字通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)，中頻調(diào)制器移相器，直接上變頻器等應(yīng)用。可廣泛應(yīng)用于3G和4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的中繼設(shè)備（基站、直

4、放站）和收發(fā)信機(jī)中。介紹所研究課題的背景和研究意義、然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需的芯片LT5518、正交調(diào)制OQPSK的理論基礎(chǔ)、硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)（ Altium Designer應(yīng)用軟件)、高頻（3GHz）信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀的使用進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述，然后對(duì)調(diào)制電路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討和修改。本文主要著重介紹正交調(diào)制的理論。</p><p>　　【關(guān)鍵字】LT5518；OQPSK；正交調(diào)制；Altium Designer；<

5、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課題背景與研究意義2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p>　　1.3 本論文的工作2</p><p

6、>　　第二章 LT5518的功能簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1 LT5518的概述3</p><p>　　2.2 LT5518的主要技術(shù)特性3</p><p>　　2.3 LT5518的芯片封裝和引腳功能3</p><p>　　第三章 基于LT5518的1.5~2.4GHz直接正交調(diào)制器電路5</p>

7、<p>　　3.1 正交調(diào)制器理論基礎(chǔ)5</p><p>　　3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)-- Altium Designer5</p><p>　　3.3 系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)6</p><p>　　3.4 電路的測(cè)試及性能改善7</p><p><b>　　第四章 總結(jié)13</b></p&

8、gt;<p>　　4.1 實(shí)踐過(guò)程總結(jié)5</p><p>　　4.2 遇到的問(wèn)題以及解決辦法5</p><p>　　4.3 項(xiàng)目制作心得與體會(huì)5</p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p>&l

9、t;p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景與研究意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，正交調(diào)制器在微波和射頻通信設(shè)備中的重要性越來(lái)越突出，隨之而來(lái)的視頻和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)對(duì)信道帶寬的要求在提高，下行數(shù)據(jù)率正在以30%~40%的速率逐年提高。消費(fèi)者也希望使用相同的數(shù)據(jù)速率來(lái)增強(qiáng)家中的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也因此射頻的調(diào)制的運(yùn)

10、用也越來(lái)越廣。但從宏觀來(lái)看，當(dāng)前采用的模擬下行調(diào)制解調(diào)器很難滿足要求，特別是成本費(fèi)用這塊。我們此次設(shè)計(jì)的目的也是為了設(shè)計(jì)出一個(gè)成本低又使用的調(diào)制器?？赡苁沁\(yùn)營(yíng)商還沒意識(shí)到，通過(guò)升級(jí)改造現(xiàn)有接入平臺(tái)來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的帶寬需求的方法，但是這樣有成本費(fèi)用極高的缺點(diǎn)。</p><p>　　因此，消費(fèi)者和運(yùn)營(yíng)商面臨著相同的問(wèn)題：模擬收發(fā)器已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)迅速的帶寬需求。而是需要新時(shí)代的數(shù)字射頻調(diào)制器，它的優(yōu)點(diǎn)有別于傳統(tǒng)的

11、調(diào)制器，能提供高密度、低成本的解決方案。</p><p>　　移動(dòng)通信的射頻調(diào)制器在傳輸信息上的用途相當(dāng)廣泛，我們應(yīng)該更加著力研究，使得實(shí)用化，這是非常具有意義。也是我們接下來(lái)要努力的方向。</p><p>　　1.2 正交調(diào)制器的應(yīng)用場(chǎng)合</p><p>　　直接正交調(diào)制器電路可用于數(shù)字通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)，中頻調(diào)制器移相器，直接上變頻器等應(yīng)用?？蓮V泛應(yīng)用于3G和4

12、G移動(dòng)通信系統(tǒng)的中繼設(shè)備（基站、直放站）和收發(fā)信機(jī)中。</p><p>　　1.3 正交調(diào)制器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　許多國(guó)家都在研究高傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以滿足衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信的高流量。目前，在美國(guó)衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)以1Gbps傳輸速率發(fā)展。日本也在研究1.2Gbps傳輸速率的衛(wèi)星高速傳輸系統(tǒng)。中國(guó)目前的實(shí)際高速衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的規(guī)模大多為100Mbps數(shù)量級(jí)。OQPSK通過(guò)模塊化的

13、硬件平臺(tái)和軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能，其主要問(wèn)題集中在數(shù)字解調(diào)同步算法的研究上。</p><p>　　1.4 本論文的工作</p><p>　　設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目主要是在我、康煒和李子雄三個(gè)人共同完成的。其中，我側(cè)重負(fù)責(zé)資料的收集以及原理部分的分析，當(dāng)然整個(gè)過(guò)程我們都參與其中，是我們分工協(xié)作所完成。本次項(xiàng)目在研習(xí)大量相關(guān)學(xué)科知識(shí)和參閱大量文獻(xiàn)資料的前提下，首先，結(jié)合工程實(shí)際，提出研究對(duì)象，然

14、后通過(guò)工程實(shí)例來(lái)驗(yàn)證該設(shè)計(jì)的正確性并以此來(lái)指導(dǎo)該項(xiàng)目在實(shí)際中的應(yīng)用。 </p><p>　　以直接正交調(diào)制器技術(shù)為核心內(nèi)容，廣泛獲取并消化吸收調(diào)制技術(shù)及應(yīng)用的知識(shí)和技術(shù)，在四年的知識(shí)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，從學(xué)校圖書館和市區(qū)書店查閱相關(guān)文獻(xiàn)及書籍，對(duì)收集到的資料進(jìn)行分析、探討并總結(jié)，為本次設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論。</p><p>　　在完成本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷嘗試并熟練掌握

15、射頻電路設(shè)計(jì)軟件，熟練掌握高頻（3GHz）信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀的使用，為本次設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持。以LT5518芯片為核心設(shè)計(jì)直接正交調(diào)制器電路。用Altium designer軟件設(shè)計(jì)電路板，分工合作，三個(gè)成員不斷探討，實(shí)踐，共同完成項(xiàng)目。</p><p>　　第二章 調(diào)制解調(diào)理論與技術(shù)基礎(chǔ)</p><p>　　2.1 OQPSK正交調(diào)制</p><p>

16、;　　“OQPSK也稱為偏移四相相移鍵控，把輸入碼流分成兩路，I表示了同相的分量，而Q則表示了正交分量，然后進(jìn)行正交調(diào)制【1】”。它將同相分量和正交分量?jī)芍返拇a流在時(shí)間上錯(cuò)開了半個(gè)碼元周期。由于兩支路碼元半周期的偏移，導(dǎo)致“同相分量跟正交分量不能同時(shí)發(fā)生改變，每次都只可能有一路會(huì)發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生兩支路碼元極性同時(shí)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象[2]”。所以，OQPSK信號(hào)相位只能跳變0°、±90°，不會(huì)出現(xiàn)180

17、76;的相位跳變，相位路徑如圖2-1所示，所以，星座圖中的信號(hào)點(diǎn)也只能沿著正方形的四個(gè)邊移動(dòng)，無(wú)法沿著對(duì)角線移動(dòng)。</p><p>　　圖2-1 QPSK和OQPSK的相位關(guān)系</p><p>　?。╝）QPSK信號(hào)的相位關(guān)系（b）OQPSK信號(hào)的相位關(guān)系</p><p>　　“OQPSK克服了QPSK的l80°的相位跳變，信號(hào)通過(guò)帶通濾波器后包絡(luò)起伏小

18、，性能得到了加強(qiáng)，所以受到了社會(huì)的廣泛重視[3]”。但是，當(dāng)碼元轉(zhuǎn)換時(shí)，相位變化不連續(xù)，存在90°的相位跳變，所以頻帶仍然較寬。</p><p>　　“OQPSK正交調(diào)制由I信號(hào)與載波相乘所得的信號(hào)和Q信號(hào)與移相90°之后的載波相乘所得的信號(hào)相加得到調(diào)制后的信號(hào)[4]”。</p><p>　　2.2 調(diào)制與調(diào)制理論與技術(shù)</p><p>　　正

19、交調(diào)制（OQPSK）的是一種在兩個(gè)正交載波上進(jìn)行幅度調(diào)制的調(diào)制方式。這兩個(gè)載波通常是相位差為90度（π/2）的正弦波，實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-2.</p><p><b>　　I信號(hào)</b></p><p>　　射頻載波輸入 射頻輸出</p>

20、<p>　　Q信號(hào) </p><p>　　圖2-2 正交調(diào)制實(shí)現(xiàn)框圖</p><p>　　OQPSK也稱為偏置正交相移鍵控，是在QPSK的基礎(chǔ)上。OQPSK與QPSK有同樣的相位關(guān)系，也是由兩個(gè)相同I/Q基帶信號(hào)輸入，然后進(jìn)行正交調(diào)制

21、。而OQPSK中只是將QPSK的調(diào)制時(shí)的Q路基帶信號(hào)比I路基帶信號(hào)延遲二分之一個(gè)周期。由于兩基帶信號(hào)支路的碼元有半周期的偏移，因此每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)的情況，不會(huì)發(fā)生兩基帶信號(hào)支路的碼元極性同時(shí)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。也就使得OQPSK信號(hào)的相位只能跳變0°、±90°，不會(huì)出現(xiàn)180°的相位跳變，所以O(shè)QPSK的波形更接近恒包絡(luò)。</p><p>　　OQPSK的解調(diào)與QPSK

22、的解調(diào)原理相同，其差別僅在于對(duì)Q之路信號(hào)抽樣判決時(shí)間比I支路延遲了二分之一個(gè)周期，這是因?yàn)樵谡{(diào)制時(shí)Q支路信號(hào)在時(shí)間上比I支路信號(hào)延遲二分之一個(gè)周期的緣故，所以在抽樣判決時(shí)刻也應(yīng)該比I支路延遲二分之一周期，來(lái)保障兩個(gè)支路交錯(cuò)抽樣。實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-3所示</p><p>　　LPF 比較判決延遲T/2</p><p><b>　　載波二元信息</b></

23、p><p>　　OQPSK信號(hào)90° 位定時(shí) 并/串變換</p><p>　　LPF 比較判決</p><p>　　圖2-3 OQPSK解調(diào)實(shí)現(xiàn)框圖</p><p>　　第三章 LT5518功能簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1 LT5518的概述</p>

24、<p>　　LT5518是一個(gè)直接I/Q調(diào)制器，可將差分基帶I、Q信號(hào)直接調(diào)制成RF信號(hào)。它支持PHS、GSM、EDGE、TD-SCDMA、CDMA、CDMA2000、W-CDMA和其他系統(tǒng)，適合于DCS、PCS和UMTS頻帶的發(fā)射機(jī)；DCS、PCS和UMTS頻帶的上變頻器，以及1.5~2.4GHz本機(jī)振蕩信號(hào)低噪聲可變移相器等應(yīng)用。</p><p>　　3.2 LT5518的主要技術(shù)特性</p

25、><p>　　LT5518具有50Ω交流耦合單端LO和RF端口，工作頻率范圍1.5~2.4GHz。在2GHz時(shí)，輸出IP3為22.8dBm，輸出噪聲基底為158.2dBm/Hz，四通道W-CDMAACPR在2.14GHz時(shí)為-64dBc，載波泄露為-49dBm，鏡像抑制為40dB。</p><p>　　LT5518通過(guò)I和Q輸入端提供一個(gè)90°移相信號(hào)，可構(gòu)成一個(gè)鏡像抑制上變頻混頻器

26、，高阻抗I/Q基帶輸入由電壓到電流轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部雙平衡混頻器，混頻器的輸出相加后加到芯片內(nèi)的射頻變壓器，這個(gè)射頻變壓器把差分混頻器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)50Ω的單端輸出形式。共模偏置電壓約為2.1V，I、Q基帶輸入端口用直流耦合。本機(jī)振蕩的通道包括一個(gè)單端輸入的本機(jī)振蕩緩沖器和一個(gè)正交相位發(fā)生器，正交相位發(fā)生器給混頻器提供本機(jī)振蕩的驅(qū)動(dòng)，電源電壓范圍4.5~5.25V。</p><p>　　3.3 LT5518

27、的芯片封裝與引腳功能</p><p>　　LT5518采用QFR-16（4mm X 4mm）的瘋轉(zhuǎn)形式。其引腳封裝形式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖分別如圖3-1和圖3-2所示。</p><p>　　圖3-1 LT5518的引腳封裝形式</p><p>　　圖3-2 LT5518內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　表3-1 LT5518的引腳功能<

28、/p><p>　　T5518芯片內(nèi)部包括一個(gè)I和Q的差分輸入電壓到電流轉(zhuǎn)換電路、I和Q上變頻混頻器、射頻輸出平衡一不平衡變換器、LO正交相位發(fā)生器和LO緩沖器。</p><p>　　外部I和Q基帶信號(hào)輸入到BBPI、BBMI和BBPQ、BBMQ基帶輸入引腳端。這些差分電壓信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電流形式，通過(guò)雙平衡上變頻混頻器轉(zhuǎn)換成射頻頻率，混頻器輸出端利用平衡一不平衡變換器進(jìn)行組合，同時(shí)把輸出阻抗轉(zhuǎn)化為

29、50 Ω，產(chǎn)生的RF信號(hào)的中心頻率等于LO信號(hào)頻率，移相器分割LO端的信號(hào)為同相和正交LO信號(hào)，由LO輸入驅(qū)動(dòng)移相器，這些LO信號(hào)通過(guò)芯片內(nèi)部的緩沖器驅(qū)動(dòng)上變頻混頻器，LO輸入端和RF輸出端都是單端50 Ω交流耦合形式。</p><p><b>　　3.3.1基帶接口</b></p><p>　　基帶輸入(BBPI、BBMI和BBPQ、BBMQ)的差分輸入阻抗大約為2

30、．9 kΩ，這四個(gè)基帶輸入端內(nèi)部通過(guò)200 Ω的電阻和1．8 pF的電容組成低通濾波器連接到地(如圖<3>所示)，它允許的基帶帶寬約為250 MHz(一1 dB)，共模電壓約為2．06 V。溫度影響共模電壓，在溫度為-40°C時(shí)，共模電壓約為2．19 V；在溫度為85°C時(shí)，共模電壓約為1．92 V。</p><p>　　如果LT5518的I／Q信號(hào)是直流耦合形式，則要使LT551

31、8有適當(dāng)?shù)钠?，必須保證I／Q輸入端的共模電壓為2．06 V。有一些I／Q測(cè)試發(fā)生器允許單獨(dú)設(shè)置共模電壓，在這種情況下，為了匹配LT5518內(nèi)部偏置，這些發(fā)生器的共模電壓必須設(shè)置為1．03 V，如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3 I/Q可編程發(fā)生器與負(fù)載電路</p><p>　　LT5518應(yīng)該采用差分驅(qū)動(dòng)，否則，偶次失真分量會(huì)降低總的線性度。通常采用一個(gè)數(shù)／模轉(zhuǎn)換器(DAC)

32、作為L(zhǎng)T5518的信號(hào)源。在DAC輸出和LT5518基帶輸入端之間要放置一個(gè)濾波器，推薦在數(shù)／模轉(zhuǎn)換器輸出端和LT5518基帶輸入端之間采用直流耦合。從數(shù)／模轉(zhuǎn)換輸出端到LT5518輸入端的共模電壓需要一個(gè)有效的電平移位器來(lái)適應(yīng)，使用一個(gè)無(wú)源組件時(shí)可以獲得一個(gè)直流電平的移位。數(shù)／模轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)0～20 mA的數(shù)／模轉(zhuǎn)換輸出，后面連接一個(gè)無(wú)源的五階低通濾波器，直流耦合接口允許調(diào)節(jié)數(shù)／模轉(zhuǎn)換差分輸出，用來(lái)縮小LO到RF的饋通。數(shù)／模轉(zhuǎn)換器

33、的輸出端共模電平約為0．5 V(DC)，通過(guò)電阻R3A、R3B、R4A和R4B轉(zhuǎn)化到LT5518的輸入端，其共模電平約為2．06 V(DC)。推薦采用精確度為1％的電阻。LT5518輸入共模電平的溫度系數(shù)是一2．7 mV／℃，在不同的環(huán)境溫度中，輸入共模電平會(huì)產(chǎn)生變化，內(nèi)部反饋電路可以校正這些電平的變化，使LT5518的偏置在正確的工作點(diǎn)上。R3和R4電阻值必須要足夠高，這樣不管溫度怎樣變化，LT5518共模當(dāng)前值就不會(huì)超過(guò)LT5518

34、輸入端的允許值。電路</p><p>　　3.3.2 LO部分</p><p>　　內(nèi)部LO輸入放大器完成單端LO輸入信號(hào)到差動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，LO輸入的等效電路如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 LO輸入的等效電路</p><p>　　在芯片內(nèi)部，差分LO信號(hào)分成同相和正交(90°相移)兩個(gè)信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)LO緩沖器。LO

35、緩沖器分別驅(qū)動(dòng)雙平衡型I和Q混頻器。LO輸入信號(hào)和內(nèi)部同相LO以及正交LO信號(hào)的相位關(guān)系是固定的，不依賴于啟動(dòng)條件。對(duì)于頻率接近2 GHz的本地振蕩器信號(hào)，移相器的目的是為了產(chǎn)生精確的正交信號(hào)。當(dāng)頻率明顯低于1．8 GHz或是高于2．4 GHz時(shí)，正交精確度就會(huì)降低，導(dǎo)致鏡像抑制降低。LO引腳端的輸入阻抗大約為50 Ω，建議LO輸入功率為0 dBm，因?yàn)榻档蚅O輸入功率，它的增益、OIP2、OIP3和動(dòng)態(tài)范圍等性能也會(huì)降低，特別是在低于

36、-5 dBm和溫度TA=85℃時(shí)，它的增益、OIP2、OIP3和動(dòng)態(tài)范圍等性能會(huì)降低很多。高的LO輸人功率(例如5 dBm)對(duì)線性或增益沒有改善，LO饋通會(huì)增加。呈現(xiàn)在LO信號(hào)中的諧波信號(hào)可以降低鏡像抑制，因?yàn)樗鼈冊(cè)趦?nèi)部移相器中引入了一小的過(guò)量相移。對(duì)于在-20 dBc級(jí)的二次(在4 GHz)和三次諧波(在6 GHz)，引入的鏡像頻率信號(hào)大約為-55 dBc或者更低，相當(dāng)于小于1度的過(guò)量相移。在第二和第三次諧波為-10 dBc時(shí)，引入的

37、鏡像頻率信號(hào)大約為-46 dBc。</p><p>　　3.3.3 RF部分</p><p>　　在上變頻器之后，I和Q混頻器的射頻輸出是被組合的，利用一個(gè)芯片內(nèi)部的平衡一不平衡變換器把內(nèi)部差分輸出形式轉(zhuǎn)化為單端輸出形式，轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)阻抗為50 Ω。對(duì)于較低的頻率，可以在RF輸出端并聯(lián)一個(gè)電容改善S22。對(duì)于較高的頻率，也可以在RF輸出端并聯(lián)一個(gè)電感線圈來(lái)改善S22。

38、 </p><p>　　圖3-5 RF輸出端的等效電路原理圖</p><p>　　注意：射頻輸出端芯片內(nèi)部的ESD二極管在內(nèi)部連接到地，在較高的輸出射頻信號(hào)電平(高于3 dBm時(shí))，如果將一個(gè)50 Ω的終端電阻直接連接到地，那么ESD二極管可以降低線性性能。為了防止這個(gè)情況發(fā)生，建議在RF輸出端增加一個(gè)耦合電容器。在測(cè)量1 dB的壓縮分量時(shí)，強(qiáng)烈推薦使用這個(gè)形式。&

39、lt;/p><p>　　3. .3.4使能控制接口</p><p>　　使能控制接口EN引腳端的等效電路如圖3-6所示，在LT5518使能狀態(tài)，開啟電壓為1.0 V；在不使能狀態(tài)(關(guān)機(jī))，使能控制電壓必須小于0．5 V。如果EN引腳端沒有連接，則芯片不使能。EN為低電平是由芯片內(nèi)的75 kΩ的下拉電阻來(lái)保證的。EN引腳端的電壓不能高于Vcc的電壓0．5 V，如果超過(guò)了0．5 V，那么整個(gè)芯片電

40、源電流就會(huì)擊穿EN引腳端的ESD保護(hù)二極管，損壞芯片。</p><p>　　圖3-6 EN引腳端的等效電路</p><p>　　第四章 基于LT5518的1.5~2.4GHz直接正交調(diào)制器電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)-- Altium Designer</p><p>　　運(yùn)用Altium Designer設(shè)計(jì)

41、電路圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 正交調(diào)制器電路原理圖</p><p>　　高頻傳輸線和低頻傳輸線的布線不同，高頻傳輸線里的傳輸線的長(zhǎng)度越短越有利于信號(hào)的傳輸和減少噪聲的干擾，高頻電路的集成度一般是比較高的，布線密度也非常大，采用雙層板增加雙面的接地面積，也可以有效的屏蔽其他信號(hào)的干擾。接地端要就近接地，這樣可以減小信號(hào)的交叉干擾，也可以降低寄生電感和縮短信號(hào)的傳輸距離，焊

42、接的元器件連接的引線要盡量的短，這樣的話有利于信號(hào)的傳輸，也就比較不會(huì)受到其他信號(hào)的影響，而且引線的彎折也會(huì)對(duì)傳輸產(chǎn)生一定的影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)彎曲的線用弧線和全直線，而這些在低頻電路中是不用考慮的，而在高頻傳輸線的布線規(guī)則中需要注意一些問(wèn)題來(lái)減少高頻信號(hào)的串?dāng)_：</p><p>　　(1)在電路板空間夠大的情況下，在兩條干擾嚴(yán)重或者直引線之間增加一條地線，這樣的話可以減小或屏蔽一些信號(hào)的干擾?！　?lt;/p&g

43、t;<p>　　(2）如果周圍空間存才無(wú)法避免的電磁場(chǎng)干擾，就在雙面板的另一面設(shè)計(jì)大面積的地，這樣可以減少對(duì)電路對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。　　(3)在電路板空間允許的情況下，盡量加大兩條引線的距離，平行信號(hào)線的長(zhǎng)度要越短越好，這樣也可以有利于信號(hào)的傳輸。</p><p>　　(4)如果電路板的空間有限，平行的引線又不能避免，那就要使兩條引線垂直走向，可以減少兩引線之間的相互干擾?！　?lt;/p>

44、<p>　　(5)對(duì)于測(cè)試時(shí)沒有用到的輸入端，它就相當(dāng)于發(fā)射天線，讓其接地就可以抑制它的發(fā)射，從而減少它對(duì)電路中信號(hào)的干擾。</p><p>　　經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，這些方法都可以有效的保護(hù)電路，減少電路中信號(hào)不被干擾。</p><p>　　最終的轉(zhuǎn)印PCB電路板如圖4-2、4-3所示</p><p>　　圖4-2 正交調(diào)制器電路PCB板</p>

45、<p>　　圖4-3 正交調(diào)制器電路PCB板反面</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)</p><p>　　首先用畫好的PCB圖用打印機(jī)打印在復(fù)印紙上，切割雙面板和PCB圖大小相同，再用砂紙磨砂干凈，用打印好的PCB圖覆蓋在雙面板上用電熨斗燙2分鐘，待冷卻以后打開用另一張覆蓋反面，重覆操作，轉(zhuǎn)印完整的電路以后放入有腐蝕粉的熱水當(dāng)中，搖晃至只剩完整的電路圖后用砂紙將墨跡

46、除去，最后打孔焊接芯片和元器件，焊出的電路板如圖4-4所示</p><p>　　圖4-4 正交調(diào)制器電路實(shí)物圖</p><p>　　4.3 電路的測(cè)試及分析</p><p>　　硬件電路調(diào)試就是按照給定的指標(biāo)，測(cè)試必要的數(shù)據(jù)和觀察信號(hào)波形，對(duì)電路進(jìn)行實(shí)際分析，排除產(chǎn)生的故障。</p><p>　　首先檢查元器件是否有缺失、斷線、漏焊、短路

47、等問(wèn)題，實(shí)際測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試工具（移動(dòng)終端實(shí)驗(yàn)箱RZ6001、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、通信矢量信號(hào)發(fā)生器AV1445、通信矢量信號(hào)分析儀AV5264、直流電源），準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)和波形的記錄載體，設(shè)計(jì)調(diào)試中的具體測(cè)試步驟，</p><p>　　移動(dòng)終端實(shí)驗(yàn)箱可以產(chǎn)生偽隨機(jī)的擴(kuò)頻基帶信號(hào)，通信矢量信號(hào)發(fā)生器AV1445可產(chǎn)生0到3GH的載波信號(hào)，通信矢量信號(hào)分析儀AV5264可觀察調(diào)制后的信號(hào)的頻譜，并分析出I/Q眼圖、矢量圖和星座

48、圖等，數(shù)字信號(hào)示波器DS1068B用于觀察基帶信號(hào)的波形。</p><p>　　將示波器的通道一的探測(cè)筆接在試驗(yàn)箱的203接口，地與地相連，用實(shí)驗(yàn)箱選擇發(fā)出偽隨機(jī)擴(kuò)頻基帶信號(hào)，觀察示波器，得到I信號(hào)如圖4-5，用另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱重復(fù)以上步驟得到Q信號(hào)如圖4-6。將步驟1中所用的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱分別作為I信號(hào)和Q信號(hào)接在電路板的I信號(hào)輸入端和Q信號(hào)輸入端。用通信矢量信號(hào)發(fā)生器AV1445輸出端接到電路板的LO口，并調(diào)出頻率為

49、1.5GHZ、功率為0db的余弦波。把通信矢量信號(hào)分析儀AV5264的輸入端接在電路板的射頻輸出端。將直流電源的正負(fù)極分別接到電路板的Vcc端跟GND端，并調(diào)整直流電源輸出的電壓為5V。觀察通信矢量信號(hào)分析儀AV264所分析出的頻譜圖、I/Q眼圖、矢量圖和星座圖。分別如圖4-7、圖4-8、圖4-9、圖4-10、圖4-11。</p><p><b>　　圖4-5 I輸入</b></p&

50、gt;<p><b>　　圖4-6 Q輸入</b></p><p>　　輸入I信號(hào)010101010101010如上圖4-5，Q信號(hào)為11010010101101001如上圖4-6，Q信號(hào)延遲半個(gè)周期輸入，經(jīng)過(guò)調(diào)制器RF輸出如圖4-7。</p><p><b>　　圖4-7 頻譜圖</b></p><p>

51、;<b>　　圖4-8 I眼圖</b></p><p><b>　　圖4-9 Q眼圖</b></p><p><b>　　圖4-10 矢量圖</b></p><p><b>　　圖4-11 星座圖</b></p><p><b>　　第五章

52、總結(jié)</b></p><p>　　5.1 實(shí)踐過(guò)程總結(jié)</p><p>　　在實(shí)踐過(guò)程中，要有明確的計(jì)劃和合理的人員分工，注重細(xì)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。</p><p>　　5.2 遇到的問(wèn)題以及解決辦法</p><p>　?。?）在收集資料的時(shí)候針對(duì)性的資料比較少，我校圖書館和網(wǎng)上有關(guān)的資料比較有限，所以我們加大了搜索的范圍，

53、前往其他高校圖書館和市區(qū)的大型書店找尋所需要的資料。</p><p>　?。?）剛開始不清楚所用的調(diào)制技術(shù)，查找了相關(guān)資料并請(qǐng)教了指導(dǎo)老師。</p><p>　?。?）畫電路圖過(guò)程中元件庫(kù)里沒有所需的芯片，查閱資料在畫圖軟件中制作芯片，封裝并畫出完整電路圖。</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)印過(guò)程中，由于是雙面板，在轉(zhuǎn)印時(shí)兩個(gè)面上的電路因?qū)Σ积R進(jìn)而造成打孔時(shí)過(guò)孔錯(cuò)位的現(xiàn)

54、象，后來(lái)，先轉(zhuǎn)印一面，在板上打出三個(gè)孔再開始轉(zhuǎn)印另一面，找出圖上與板上孔相對(duì)的點(diǎn)，完成轉(zhuǎn)印。</p><p>　　5.3 項(xiàng)目制作心得與體會(huì)</p><p><b>　　致 謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張學(xué)平,王應(yīng)生，鄒傳云.基于FPGA的

55、OQPSK解調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息.2006,2（3）：33.</p><p>　　[2] 饒俊文.數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)及無(wú)線電管理相關(guān)技術(shù)[J].中國(guó)無(wú)線電.2005.1(2):24.</p><p>　　[3] 李冰清，馮小平，王俊剛，趙聯(lián)濤.基于FPGA的QPSK及OQPSK信號(hào)調(diào)制和解調(diào)電路設(shè)計(jì)[J] ．電子元器件應(yīng)用.2008.,2(5):67.</p>&l

56、t;p>　　[4] 李錦文.歐洲D(zhuǎn)AB正交調(diào)制器[J].廣播與電視技術(shù).1998,2（3）:42</p><p>　　[5] 趙清華.OQPSK調(diào)制解調(diào)的性能研究[D].重慶：重慶大學(xué).2010,8.</p><p>　　[6] 南利平，李學(xué)華，張晨燕，王亞飛.通信原理簡(jiǎn)明教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.2007，280-281.</p><p>

57、　　[7] 黃智偉.調(diào)制解調(diào)器電路設(shè)計(jì)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2009,139-140.</p><p>　　[8] 黃智偉.無(wú)線電發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版.2007,184-185.</p><p>　　[9] 韓慶文，陳世勇，陳建軍.微博電路設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012，23-24.</p><p>　　[

58、10] (日）鈴木雅臣著；鄧學(xué)譯.高低頻電路設(shè)計(jì)與制作[M].北京：科學(xué)出版社，2006,233-234.</p><p>　　Direct quadrature modulator circuit design</p><p>　　【Abstract】 The past one hundred and twenty years, paging, cellular phone, cordl

59、ess phone and other technical system.The development of wireless communication technology is a leap.At the same time.The rapid development of information and network technology.Make people demand for high performance lar

60、ge capacity of wireless communication system is more and more big.The wireless local area network (WLAN) with its flexibility, convenience and efficiency.Is widely applied in various industries gradual</p><p&g