CN111884966A - 一种基于gmsk技术的调制解调电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于GMSK技术的调制解调电路，包括调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路、电源电路、时钟电路、接口电路，电源电路与调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路分别连接，调理电路与A/D转换电路、D/A转换电路分别连接，A/D转换电路、D/A转换电路分别与时钟电路连接，A/D转换电路、D/A转换电路、时钟电路分别与FPGA电路连接，FPGA电路与接口电路连接，可以快速实现无线通信系统信号的调制与解调处理，并能实现外围电磁环境的侦测，相关器组成电路技术成熟度高，GMSK调制方式性能优良，具有很好应用前景。

Description

一种基于GMSK技术的调制解调电路
技术领域
本发明涉及一种基于GMSK技术的调制解调电路。
背景技术
GMSK调制解调技术：GMSK调制时在MSK(最小频移键控)调制器前插入高斯低通预调制滤波器这样一种调制方式。GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率与通信质量。其特点是在数据流送交频率调制器前线通过一个Gauss滤波器(预置滤波器)进行预调制滤波，以减少两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变的更紧密。由于数字信号在调制前进行了Gauss预置滤波处理，调制信号在交越零点的信号频谱紧凑、误码特性好。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GMSK技术的调制解调电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种基于GMSK技术的调制解调电路，包括调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路、电源电路、时钟电路、接口电路，电源电路与调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路分别连接，调理电路与A/D转换电路、D/A转换电路分别连接，A/D转换电路、D/A转换电路分别与时钟电路连接，A/D转换电路、D/A转换电路、时钟电路分别与FPGA电路连接，FPGA电路与接口电路连接。
所述调理电路包括数字控制可变增益放大器D6、数字控制可变增益放大器D7、电容若干、电阻若干、时间继电器JSZ32、时间继电器JSZ33、传输变压器T2、传输变压器T4，时间继电器JSZ32与传输变压器T2的输入端连接，传输变压器T2的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D6的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D6的8脚、9脚分别与电容C281一端、电容C280一端连接，电容C281另一端与电阻R72一端、电阻R76一端分别连接，电容C280另一端与电阻R71一端、电阻R75一端分别连接，电阻R71另一端与电阻R72另一端短接，电阻R75另一端、电阻R76另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R75另一端电阻R76另一端之间串联电容C282，电阻R71与电阻R72之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地；
时间继电器JSZ33与传输变压器T4的输入端连接，传输变压器T4的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D7的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D7的8脚、9脚分别与电容C284一端、电容C283一端连接，电容C284另一端与电阻R74一端、电阻R78一端分别连接，电容C283另一端与电阻R73一端、电阻R77一端分别连接，电阻R74另一端与电阻R73另一端短接，电阻R77另一端、电阻R78另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R77另一端电阻R78另一端之间串联电容C285，电阻R73与电阻R74之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地。
所述A/D转换电路包括A/D转换芯片D2、电阻若干、电容若干，A/D转换芯片D2的37脚、38脚分别与电阻R75另一端、电阻R76另一端连接，A/D转换芯片D2的44脚、43脚分别与电阻R77另一端、电阻R78另一端分别连接，电阻R71与电阻R72之间的节点、电阻R73与电阻R74之间的节点分别与A/D转换芯片D2的41脚连接，A/D转换芯片D2的49脚、50脚分别与时钟电路连接，且A/D转换芯片D2的49脚与50脚之间串联电阻R1。
所述D/A转换电路包括A/D转换芯片D3、时间继电器JSZ31、传输变压器T1、电容若干、电阻若干，时间继电器JSZ31与传输变压器T1初级侧连接，传输变压器T1的次级侧与A/D转换芯片D3连接，A/D转换芯片D3的90脚、91脚分别与时钟电路连接，A/D转换芯片D3的90脚与91脚之间串联电阻R4。
所述FPGA电路包括FPGA芯片D4，FPGA芯片D4的输入端引脚分别与A/D转换电路的输出端引脚、时钟电路的输出端引脚分别连接，FPGA芯片D4的输出端与D/A转换电路的输入端引脚连接，FPGA芯片D4的接口引脚与接口电路连接。
所述电源电路包括三端稳压器N3、稳压器N5～N8、电容若干、电阻若干、所述三端稳压器N3输入端与市用电源连接，三端稳压器N3输出端分别输出+5V、+3.3V电压，稳压器N5、N7输入端分别与+3.3V电压连接，稳压器N5、N7输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、FPGA芯片D4电源接口连接，稳压器N6、N8输入端分别与+5V电压连接，稳压器N6、N8输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、时钟电路的电源接口连接。
所述时钟电路包括时钟驱动器D13、电阻若干、电容若干、放大器D9、变压器D11、时钟振荡器Z1，放大器D9输入端与电容、电阻组成的桥式电路连接，放大器D9的输出端与变压器D11的初级侧连接，变压器D11的次级侧1脚、3脚分别与时钟驱动器D13的4脚、3脚分别连接，时钟振荡器Z1的5脚、4脚分别与时钟驱动器D13的6脚、7脚连接，时钟驱动器D13的1脚、9脚、16脚、25脚、32脚短接后与电源电路连接，时钟驱动器D13的26脚、27脚与A/D转换电路连接，时钟驱动器D13的30脚、31脚分别与D/A转换电路连接，时钟驱动器D13的28脚、29脚分别与FPGA芯片连接。
所述接口电路包括电平转换芯片D15、电平转换芯片D16、电容若干、电阻若干，调制解调器经电平转换芯片D15、电平转换芯片D16分别与跳控单元和通讯单元的电平转换芯片连接，有利于单元间信号的安全稳定传输。
本发明的有益效果在于：可以快速实现无线通信系统信号的调制与解调处理，并能实现外围电磁环境的侦测，相关器组成电路技术成熟度高，GMSK调制方式性能优良，具有很好应用前景。
附图说明
图1是本发明的模块连接示意图；
图2是本发明的调理电路；
图3是本发明的A/D转换电路；
图4是本发明的D/A转换电路；
图5是本发明的FPGA电路；
图6是本发明的电源电路；
图7是本发明的时钟电路；
图8是本发明的接口电路；
图9是本发明的工作原理图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
一种基于GMSK技术的调制解调电路，包括调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路、电源电路、时钟电路、接口电路，电源电路与调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路分别连接，调理电路与A/D转换电路、D/A转换电路分别连接，A/D转换电路、D/A转换电路分别与时钟电路连接，A/D转换电路、D/A转换电路、时钟电路分别与FPGA电路连接，FPGA电路与接口电路连接。
优选地，调理电路包括数字控制可变增益放大器D6、数字控制可变增益放大器D7、电容若干、电阻若干、时间继电器JSZ32、时间继电器JSZ33、传输变压器T2、传输变压器T4，时间继电器JSZ32与传输变压器T2的输入端连接，传输变压器T2的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D6的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D6的8脚、9脚分别与电容C281一端、电容C280一端连接，电容C281另一端与电阻R72一端、电阻R76一端分别连接，电容C280另一端与电阻R71一端、电阻R75一端分别连接，电阻R71另一端与电阻R72另一端短接，电阻R75另一端、电阻R76另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R75另一端电阻R76另一端之间串联电容C282，电阻R71与电阻R72之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地；
时间继电器JSZ33与传输变压器T4的输入端连接，传输变压器T4的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D7的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D7的8脚、9脚分别与电容C284一端、电容C283一端连接，电容C284另一端与电阻R74一端、电阻R78一端分别连接，电容C283另一端与电阻R73一端、电阻R77一端分别连接，电阻R74另一端与电阻R73另一端短接，电阻R77另一端、电阻R78另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R77另一端电阻R78另一端之间串联电容C285，电阻R73与电阻R74之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地。
优选地，A/D转换电路包括A/D转换芯片D2、电阻若干、电容若干，A/D转换芯片D2的37脚、38脚分别与电阻R75另一端、电阻R76另一端连接，A/D转换芯片D2的44脚、43脚分别与电阻R77另一端、电阻R78另一端分别连接，电阻R71与电阻R72之间的节点、电阻R73与电阻R74之间的节点分别与A/D转换芯片D2的41脚连接，A/D转换芯片D2的49脚、50脚分别与时钟电路连接，且A/D转换芯片D2的49脚与50脚之间串联电阻R1。
优选地，D/A转换电路包括A/D转换芯片D3、时间继电器JSZ31、传输变压器T1、电容若干、电阻若干，时间继电器JSZ31与传输变压器T1初级侧连接，传输变压器T1的次级侧与A/D转换芯片D3连接，A/D转换芯片D3的90脚、91脚分别与时钟电路连接，A/D转换芯片D3的90脚与91脚之间串联电阻R4。
优选地，FPGA电路包括FPGA芯片D4，FPGA芯片D4的输入端引脚分别与A/D转换电路的输出端引脚、时钟电路的输出端引脚分别连接，FPGA芯片D4的输出端与D/A转换电路的输入端引脚连接，FPGA芯片D4的接口引脚与接口电路连接。
优选地，电源电路包括三端稳压器N3、稳压器N5～N8、电容若干、电阻若干、所述三端稳压器N3输入端与市用电源连接，三端稳压器N3输出端分别输出+5V、+3.3V电压，稳压器N5、N7输入端分别与+3.3V电压连接，稳压器N5、N7输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、FPGA芯片D4电源接口连接，稳压器N6、N8输入端分别与+5V电压连接，稳压器N6、N8输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、时钟电路的电源接口连接。
优选地，时钟电路包括时钟驱动器D13、电阻若干、电容若干、放大器D9、变压器D11、时钟振荡器Z1，放大器D9输入端与电容、电阻组成的桥式电路连接，放大器D9的输出端与变压器D11的初级侧连接，变压器D11的次级侧1脚、3脚分别与时钟驱动器D13的4脚、3脚分别连接，时钟振荡器Z1的5脚、4脚分别与时钟驱动器D13的6脚、7脚连接，时钟驱动器D13的1脚、9脚、16脚、25脚、32脚短接后与电源电路连接，时钟驱动器D13的26脚、27脚与A/D转换电路连接，时钟驱动器D13的30脚、31脚分别与D/A转换电路连接，时钟驱动器D13的28脚、29脚分别与FPGA芯片连接。
优选地，接口电路包括电平转换芯片D15、电平转换芯片D16、电容若干、电阻若干，调制解调器经电平转换芯片D15、电平转换芯片D16分别与跳控单元和通讯单元的电平转换芯片连接。
本电路由调制部分、解调部分、信道均衡、干扰检测、接口通信等五个部分组成。其中调制部分由调理DA电路与FPGA信号处理电路完成，解调部分由AD电路与FPGA信号处理电路完成,信道均衡FPGA信号处理电路完成,干扰检测由AD电路与FPGA信号处理电路完成，接口通信由接口电路与FPGA信号处理电路完成。
所述调制解调电路组成的调制解调单元工作原理如图9所示，调制部分负责接收通讯单元和跳控单元发送来的待传输信息，进行分组、编码、交织、组帧、基带信号产生等操作，变换为GMSK方式调制的基带信号，然后通过数字上变频，产生载频为70MHz的中频调制信号，送往信道单元，完成射频发射。
解调部分负责将信道单元接收下来的70MHz中频调制信号，进行去除载波，提取出基带信号，然后完成译码、解交织、数据分组等操作，将解调出的信息发送给通讯单元和跳控单元。
信道均衡负责消除多径对通信的影响，利用每帧数据的同步头估计出无线信道的多径参数，包括多径的数量、幅度及时延，然后去除多径对接收到的无线通信信号的影响。
干扰检测负责对无线通信频段链路情况进行监测，对跳频信道进行逐一扫描，采用能量检测的方法对是否存在干扰进行判决，并综合多次监测结果，给出干扰的类型及参数。

Claims (8)

1.一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：包括调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路、电源电路、时钟电路、接口电路，电源电路与调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、FPGA电路分别连接，调理电路与A/D转换电路、D/A转换电路分别连接，A/D转换电路、D/A转换电路分别与时钟电路连接，A/D转换电路、D/A转换电路、时钟电路分别与FPGA电路连接，FPGA电路与接口电路连接。
2.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述调理电路包括数字控制可变增益放大器D6、数字控制可变增益放大器D7、电容若干、电阻若干、时间继电器JSZ32、时间继电器JSZ33、传输变压器T2、传输变压器T4，时间继电器JSZ32与传输变压器T2的输入端连接，传输变压器T2的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D6的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D6的8脚、9脚分别与电容C281一端、电容C280一端连接，电容C281另一端与电阻R72一端、电阻R76一端分别连接，电容C280另一端与电阻R71一端、电阻R75一端分别连接，电阻R71另一端与电阻R72另一端短接，电阻R75另一端、电阻R76另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R75另一端电阻R76另一端之间串联电容C282，电阻R71与电阻R72之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地；
时间继电器JSZ33与传输变压器T4的输入端连接，传输变压器T4的输出端与芯片数字控制可变增益放大器D7的输入引脚连接，芯片数字控制可变增益放大器D7的8脚、9脚分别与电容C284一端、电容C283一端连接，电容C284另一端与电阻R74一端、电阻R78一端分别连接，电容C283另一端与电阻R73一端、电阻R77一端分别连接，电阻R74另一端与电阻R73另一端短接，电阻R77另一端、电阻R78另一端分别与A/D转换电路连接，电阻R77另一端电阻R78另一端之间串联电容C285，电阻R73与电阻R74之间的节点与A/D转换电路连接，且此节点与电容CH一端连接，电容CH另一端接地。
3.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述A/D转换电路包括A/D转换芯片D2、电阻若干、电容若干，A/D转换芯片D2的37脚、38脚分别与电阻R75另一端、电阻R76另一端连接，A/D转换芯片D2的44脚、43脚分别与电阻R77另一端、电阻R78另一端分别连接，电阻R71与电阻R72之间的节点、电阻R73与电阻R74之间的节点分别与A/D转换芯片D2的41脚连接，A/D转换芯片D2的49脚、50脚分别与时钟电路连接，且A/D转换芯片D2的49脚与50脚之间串联电阻R1。
4.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述D/A转换电路包括A/D转换芯片D3、时间继电器JSZ31、传输变压器T1、电容若干、电阻若干，时间继电器JSZ31与传输变压器T1初级侧连接，传输变压器T1的次级侧与A/D转换芯片D3连接，A/D转换芯片D3的90脚、91脚分别与时钟电路连接，A/D转换芯片D3的90脚与91脚之间串联电阻R4。
5.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述FPGA电路包括FPGA芯片D4，FPGA芯片D4的输入端引脚分别与A/D转换电路的输出端引脚、时钟电路的输出端引脚分别连接，FPGA芯片D4的输出端与D/A转换电路的输入端引脚连接，FPGA芯片D4的接口引脚与接口电路连接。
6.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述电源电路包括三端稳压器N3、稳压器N5～N8、电容若干、电阻若干、所述三端稳压器N3输入端与市用电源连接，三端稳压器N3输出端分别输出+5V、+3.3V电压，稳压器N5、N7输入端分别与+3.3V电压连接，稳压器N5、N7输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、FPGA芯片D4电源接口连接，稳压器N6、N8输入端分别与+5V电压连接，稳压器N6、N8输出端分别与A/D转换芯片D2电源接口、时钟电路的电源接口连接。
7.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述时钟电路包括时钟驱动器D13、电阻若干、电容若干、放大器D9、变压器D11、时钟振荡器Z1，放大器D9输入端与电容、电阻组成的桥式电路连接，放大器D9的输出端与变压器D11的初级侧连接，变压器D11的次级侧1脚、3脚分别与时钟驱动器D13的4脚、3脚分别连接，时钟振荡器Z1的5脚、4脚分别与时钟驱动器D13的6脚、7脚连接，时钟驱动器D13的1脚、9脚、16脚、25脚、32脚短接后与电源电路连接，时钟驱动器D13的26脚、27脚与A/D转换电路连接，时钟驱动器D13的30脚、31脚分别与D/A转换电路连接，时钟驱动器D13的28脚、29脚分别与FPGA芯片连接。
8.如权利要求1所述的一种基于GMSK技术的调制解调电路，其特征在于：所述接口电路包括电平转换芯片D15、电平转换芯片D16、电容若干、电阻若干，调制解调器经电平转换芯片D15、电平转换芯片D16分别与跳控单元和通讯单元的电平转换芯片连接。
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