SIMULARI PSpice
Tehnicile digitale de modulatie ASK (sinus), ASK (cosinus), BPSK, FSK si QAM au fost simulate cu ajutorul programului PSpice, in fisierul MOD_DIG1.CIR.
Tot cu ajutorul programului PSpice a fost simulat modemul V.22 bis in standardul CCITT, in varianta semiduplex si in varianta duplex in fisierul modem V.22.CIR, respectiv duplex 22.CIR.
V.1. Simularea principalelor tehnici de modulatie
Prin simularile realizate in fisierul Mod_dig1.CIR s-a dorit prezentarea principalelor tehnici de modulatie digitala si urmarirea caracteristicilor esentiale specifice fiecarei tehnici in parte, dupa cum urmeaza:
a) Simulare modulatie ASK (cosinus)
In figura V.1.1. sunt vizualiz 929h79j ate formele de unda ale semnalului de date de la intrare in modulator V(1) si de la iesirea din modulator V(3).
V(1) - este semnal de date in banda de baza;
V(3) - semnal modulat ASK.
Din analiza FOURIER (fig. V.1.2.) se observa prezenta purtatoarei in spectru, la valoarea de 20 MHz.
b) Simularea modulatiei BPSK
In figura V.1.3. sunt vizualizate tensiunile V(1) si V(4).
V(1) - semnale de date
V(4) - semnal modulat BPSK
Observatii referitoare la semnalul din modul 4:
prezinta anvelopa constanta ± 5V, ceea ce inseamna ca nu admite detectie de anvelopa si ca necesita demodulare sincrona;
apar salturi de faza de 180° la schimbarea bitului (0→1) (1→0) din semnalul de date;
din analiza FOURIER, figura V.1.4., se observa ca purtatoarea este suprimata, deci la receptie este necesara refacerea purtatoarei ce se poate face prin metode neliniare.
c) Simularea modulatiei BFS
In figura V.1.5. sunt reprezentate tensiunile V(1) si V(5).
V(1) - semnal de date;
V(5) - semnal modulat BFSK.
Observatii:
- semnalul modulat V(5) are anvelopa constanta ceea ce il face util pentru sistemele cu putere de transmisie limitata (cum ar fi terminalele mobile) ce necesita eficienta mare de utilizare a puterii;
semnalul modulat BFSK prezinta variatii de frecventa la schimbarea bitului.
In urma analizei FOURIER se constata existenta a doua spectre cu frecvente purtatoare proprii pe 10 MHz si respectiv 20 MHz corespunzatoare bitului 1 si respectiv bitului 0.
Pe domeniul de frecventa cuprins intre cele doua spectre apare o suprapunere spectrala, insa nivelul mic al semnalelor din aceste domenii face ca suprapunerea sa nu fie deranjanta.
d) Simularea modulatiei QAM
Se vizualizeaza in figura V.1.7. tensiunile V(1), V(2), V(6).
V(1) si V(2) - semnale de date;
V(6) - semnal modulat QAM.
Aceasta din urma prezinta anvelopa constanta si salturi de faza la schimbarea bitului unuia din cele doua semnale de date V(1) si V(2).
Salturile de faza vor fi explicitate cu ajutorul figurilor V.1.7.1. (a si b).
In urma analizei FOURIER se observa ca exista un spectru unic centrat pe frecventa de 20 MHz, purtatoarea fiind suprimata.
Semnalul modulat 4QAM nu necesita banda suplimentara pentru transmisie desi viteza este dubla fata de BPSK. Aceasta modulatie prezinta o eficienta ridicata (se transmit doi biti in aceeasi banda).
V.2. Simularea modem-ului V.22.bis din standard CCITT
Simularea modem-ului V.22.bis in varianta duplex se realizeaza cu ajutorul fisierul Duplex22.CIR.
Modem-ul V.22.bis lucreaza cu viteza de 2400 bps; foloseste linia telefonica cu banda canalului vocal 300 - 3400 si modulatia digitala 4-QAM.
Sunt vizualizate in figura V.2.1. tensiunile V(1), V(6), V(8) ce reprezinta:
V(1) - semnal de date la intrarea modem-ului;
V(6) - semnal demodulat doar in doua celule ce va fi prelucrat in continuare si adus la forma V(8).
In figura V.2.2. este vizualizat al doilea semnal de date de la intrare (V(2)); V(7) ce reprezinta semnalul de iesire din modem, demodulat doar in doua celule, prelucrat in continuare si adus in continuare si adus la forma V(9).
Varianta semiduplex a modem-ului V.22.bis este simulata de fisierul Modem22.CIR.
Au fost vizualizate semnalele V(1), V(4) in figura V.2.3. in V(2), V(5) in figura V.2.4. ce reprezinta:
V(1) - primul semnal de date;
V(2) - al doilea semnal de date;
V(4) - semnalul de iesire demodulat "pe jumatate
V(5) - semnalul de iesire din modem.
S-a realizat si o analiza Fourier, in urma careia se observa benzile laterale ale spectrului semnalului de iesire din modulator. spectrul este centrat pe frecventa de 3400 Hz, purtatoarea fiind suprimata.
La simularea modem-ului V.22.bis s-a dorit prezentarea in principal a partii de demodulare in fazele realizarii ei, tehnicile de modulatie fiind prezentate anterior.
Fisierele mod_dig.cir, modemV22.cir, duplex22.cir si formele de unda aferente simularilor PSpice sunt prezentate in Anexa 1, Anexa 2 si respectiv Anexa 3.
MOD_DIG1.cir
* PROGRAM MODULATII DIGITALE
*SURSA DE DATE
U1 STIM(2,11) 100 0 1 2 IO_STM TIMESTEP=1us
+0C 00
+1.ABEL=LA
+1C 10
+2C 10
+3C 01
+4C 11
+5C 00
+6C 11
+7C 11
+8C 10
+9C 00
+10C 11
+11C 10
+12C 00
+13C 01
+14C 11
+15C 00
+16C GOTO LA -1 TIMES
.SUBCKT MODASKS 1 2 PARAMS:A=1 F=20MEG PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKC 1 2 PARAMS:A=1 F=20MEG PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODBPSK 1 2 PARAMS:A=1 F=20MEG PI=3.14
E2 2 0 VALUE=
R2 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODFSK 1 2 PARAMS:A=1 F=15MEG PI=3.14 DF=-1MEG
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODQAM 1 2 3 PARAMS:A=1 F=20MEG PI=3.14
E4 3 0 VALUE=
R4 3 0 10MEG
.ENDS
* Program principal
V1 100 0 5V
X1 1 3 MODASKC
X2 2 7 MODASKS
X3 1 4 MODBPSK
X4 1 5 MODFSK
X5 1 2 6 MODQAM
.LIB C:msim52libDIG_IO.LIB
.LIB C:msim52lib7400.LIB
.TRAN 0.01U 16U 0 2N
.PROBE
.END
modemv22.cir
*modem v.22bis semiduplex
*2400bps;[300-3400]hz
*4-qam:1800hz
*SURSA DE DATE
U1 STIM(2,11) 100 0 1 2 IO_STM TIMESTEP=833us
+0C 00
+LABEL=LA
+1C 10
+2C 10
+3C 01
+4C 11
+5C 00
+6C 11
+7C 11
+8C 10
+9C 00
+10C 11
+11C 10
+12C 00
+13C 01
+14C 11
+15C 00
+16C GOTO LA -1 TIMES
.SUBCKT MODQAM 1 2 3 PARAMS:A=1 F=1800 PI=3.14
E4 3 0 VALUE=
R4 3 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKS 1 2 PARAMS:A=1 F=1800 PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKS 1 2 PARAMS:A=1 F=1800 PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT FTJ 1 2
R 1 2 1K
C 2 0 130N
.ENDS
*Program principal
*Modulator QAM
V1 100 0 5V
X1 1 2 3 MODQAM
*Demodulator QAM
X2 3 34 MODASKC
X3 34 41 FTJ
X31 41 4 FTJ
X4 3 35 MODASKS
X5 35 51 FTJ
X51 51 5 FTJ
.LIB C:msim52libDIG_IO.LIB
.TRAN 0.1M 10M 0 20U
.PROBE
.END
DUPLEX22.CIR
*SURSA DE DATE
U1 STIM(2,11) 100 0 1 2 IO_STM TIMESTEP=1.7MS
+0C 00
+LABEL=LA
+1C 10
+2C 10
+3C 01
+4C 11
+5C 00
+6C 11
+7C 11
+8C 10
+9C 00
+1OC 11
+11C 10
+12C 00
+13C 01
+14C 11
+15C 00
+16C GOTO LA -1 TIMES
.SUBCKT MODASKS1 1 2 PARAMS:A=1 F=1K PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKC1 1 2 PARAMS:A=1 F=1K PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKS2 1 2 PARAMS:A=1 F=2.7K PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODASKC2 1 2 PARAMS:A=1 F=2.7K PI=3.14
E1 2 0 VALUE=
R1 2 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODQAM1 1 2 3 PARAMS:A=1 F=1K PI=3.14
E4 3 0 VALUE=
R4 3 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT MODQAM2 1 2 3 PARAMS:A=1 F=2.7K PI=3.14
E4 3 0 VALUE=
R4 3 0 10MEG
.ENDS
.SUBCKT FTJ 1 2
R 1 2 1K
C 2 0 0.83uF
.ENDS
*Program principal
V1 100 0 5V
X1 1 2 3 MODQAM1
X6 1 2 4 MODQAM2
X2 3 36 MODASKC1
X4 3 37 MODASKS1
X7 4 48 MODASKC2
X9 4 49 MODASKS2
X3 36 61 FTJ
X31 61 6 FTJ
X5 37 71 FTJ
X51 71 7 FTJ
X8 48 8 FTJ
X10 49 9 FTJ
.LIB C:msim52libDIG_IO.LIB
.TRAN 0.1M 16M 0 50U
.PROBE
.END
Fig. V.1.1
V(1) ◦ V(3) Frequency
Fig. V.1.2.
Time
Fig. V.1.4.
Time
Fig.V.1.6.
▫ V(1) ◦ V(5)
Frequency
Fig. V.1.7.
Fig. V.2.2.
Fig. V.3.1.
Time
Fig. V.3.2.
Frequency
Fig. V.3.3.
|
