摘要：載波的兩種相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化稱為二進制移相鍵控(2PSK)。對BPSK和DPSK調制原理研究基礎上，討論了數(shù)字化處理2PSK調制系統(tǒng)的模塊建立，在Max+PlusⅡ開發(fā)環(huán)境中，用VHDL語言設計BPSK和DPSK調制，利用MUX模塊完成了PSK調制系統(tǒng)，仿真和驗證了其設計功能。
關鍵詞：BPSK；DPSK；Max+PlusⅡ；VHDL

    在通信系統(tǒng)中，因基帶信號中含有豐富的低頻分量而不能在信道中直接傳輸，必須用基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化，形成頻帶信號，這一過程稱為數(shù)字調制。由于PSK系統(tǒng)抗噪聲性能優(yōu)于ASK和FSK，而且頻帶利用率較高，所以，在中、高速數(shù)字通信中被廣泛采用。

1 2PSK的調制
    在二進制數(shù)字調制中，當正弦載波的兩種相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。數(shù)字調相(相移鍵控)常分為：絕對調相，記為BPSK；相對調相，記為DPSK。
    BPSK是用載波的不同相位去直接傳送數(shù)字信息的一種方式，通常這兩個相位相差π弧度，例如用相位0和π分別表示1和0。
    2PSK信號中，信號相位的變化是以未調正弦載波的相位作為參考，用載波相位的相對數(shù)值表示數(shù)字信息的。即用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息，所以稱為差分移相鍵控(2DPSK)。則一組二進制數(shù)字信息與其對應的2PSK信號的載波相位關系如下所示：
    二進制數(shù)字信息：0 1 0 1 O 0 1 1 1 0
    BPSK信號相位：
    0 π 0 π 0 0 π π π 0或π 0 π 0 π π 0 0 0 π
    DPSK信號相位：
    0 0 π π 0 0 0 π 0 π π或π π 0 0 π π π 0 π 0 0

2 調制實現(xiàn)
    基于以上對PSK調制原理的分析，BPSK信號的產生有模擬調相法和鍵控實現(xiàn)法。由此建立的VHDL模型如圖1所示，主要是由計數(shù)器和二選一開關等組成。計數(shù)器對外部時鐘信號進行分頻與計數(shù)，并輸出兩路相位相反的數(shù)字載波信號；二選一開關的功能是：在基帶碼的控制下，對兩路載波信號進行選通完成BPSK調制。圖中沒有包含模擬電路部分，輸出信號為數(shù)字信號。
    DPSK信號的實現(xiàn)方法：首先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，將絕對碼表示二進制信息變換為用相對碼表示二進制信息，然后再進行絕對調相，從而產生二進制差分相位鍵控信號。建立的VHDL模型如圖2所示。

    根據(jù)調制方框圖的設計思想，采用VHDL語言完成的調制建模符號如圖3所示。

    根據(jù)對BPSK和DPSK兩種調制方式的建模實現(xiàn)，2PSK調制系統(tǒng)采用層次化設計的思想，利用二選一數(shù)據(jù)選擇器完成調制方式的選擇。2PSK調制系統(tǒng)原理圖設計方式如圖4所示。

3 仿真及分析
    通過仿真軟件Max+PlusⅡ對PSK進行編譯后的功能仿真如圖5所示。

    圖5為2PSK調制仿真圖，載波f1和f2是通過時鐘信號2分頻得到的，相位相差為π，start高電平有效。當控制信號s為0時，進行BPSK調制；s為1時，進行DPSK調制。

4 結語
    本文對2PSK調制系統(tǒng)的設計是基于VHDL，在設計中不考慮電平轉換等模擬部分，只考慮數(shù)字化處理部分。只需要掌握調制原理進行VHDL建模，可移植性強，不設計具體電路的實現(xiàn)，因此大大減少了設計人員的工作量，提高了設計的準確性和效率。利用二選一數(shù)據(jù)選擇器完成BPSK和DPSK兩種調制方式的選擇，程序已在Max+PlusⅡ工具軟件上進行了編譯、仿真和調試，經過實驗結果的分析，說明本設計是正確可行的。