dsPIC实现4.3.3解调器

解调器的相关参数如下：

●采样速率：8000样点/s。

●符号速率：31.25符号/s。

●载波频率：1500Hz。

●信号带宽：31Hz左右。

解调器的框图如图4-15所示，其采样率在不同位置是不一致的。A/D转换的速率是8000采样/s，载波恢复单路的输出也是8000采样/s，这样输出的I₁、Q₁信号送到抽取滤波器。整个解调器有两个抽取滤波器，每个抽取滤波器的作用是低通滤波并把抽样速率降低到输入速率的1/4。这样在抽取滤波器2后面的I₂、Q₂处的数据采样速率就成了500采样/s。这里的数据被同时送到低通滤波器A和低通滤波器B，前者的输出用来进行AGC计算、载波恢复，后者用来符号同步和取样。符号同步电路从16个连续的采样数据找到一个最佳采样点，相位解码就在这个最佳采样点上进行。因此，最终的数据输出的符号速率是31.25符号/s。如果是BPSK，数据速率将是31.25bit/s，如果是QPSK，数据速率将是62.5bit/s。

图4-15 解调器的框图

A/D转换是在定时器的控制下完成的，定时间隔是1/8000s，与调制器是一样的。

载波恢复单路的输出与调制器的原理是一样的。唯一不同的是，每个定时间隔内载波的相位增量不一定都是

其中，m_RxFreq是接收信号的载波频率。

因为本地载波的频率、相位与接收信号的载波频率、相位必须严格一致，才能正确地解调。为了跟踪接收信号载波、频率的变化，在必要的时候会适当地对式4-17的数值进行修正，以实时地跟踪载波频率、相位的变化。这部分内容会在第5章详细讲解。

AGC部分的功能是对信号的幅度进行控制，它的作用就是使信号在经过AGC处理后，幅度基本达到1左右。其中，AGCave是对信号平均幅度的估计，让当前的I、Q信号乘以，就可以实现幅度在1左右的目的。当然，如果信号本身的平均幅度已经小于1了，就不再处理了。

AGC中比较复杂的是对平均幅度的估计。从图4-12可以知道，信号的幅度是有起伏的，而我们希望得到的平均幅度AGCave最好是图4-12中的最大值，为此设计的幅度估计电路如图4-16所示

图4-16 AGC的幅度估计电路

通过可以计算出当前信号的幅度。当前信号的幅度比平均幅度高时，说明幅度在增加，此时选用上面的滤波器IIR1，反之则采用下面的滤波器IIR2。这两个IIR滤波器的z变换函数、幅度响应函数如下：

其中，f_s=500Hz。这两个滤波器的阶跃响应和幅频函数如图4-17所示。

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图4-17 AGC的IIR滤波器的特性

相位解码的输入信号的采样率是31.25采样/s，每个采样点的I、Q两路信号值就直接代表了当前符号的绝对相位。因为采用的是QPSK调制技术，因此，相位解码的关键是计算前后两个符号的相位差。

第k个符号的信号可以用下式表示：

其中，

相应的前一个符号，即第k-1个符号的信号可以用下式表示：

为了计算当前符号与前一符号的相位差，可以使用一个中间变量

相应地就可以得到我们所需要的相位差了，即

相位差∆ϕ与I、Q的关系还可以用图4-16a表示出来。

显然，∆ϕ的取值范围应该是0～2π，但是dsPIC的C软件提供的函数是atan（Q，I），这个函数返回值的取值范围是-π～π，如图4-16b所示。结合表4-2，可以进行解码了。

对于DQPSK，解码的判断原则如表4-6所示。

图4-18 相位的映射关系

表4-6 QDPSK相位解码逻辑

对于DBPSK，解码的判断原则要简单一些。因为DBPSK的∆ϕ只有两种情况，0°和180°，因此只要判断I的正负就可以了。如果I＞0，就输出1，否则就输出0。