基于DSP+DDS的数字调制技术研究

偏置值可实现不同的调制度。

数字FM：在DSP中将语音幅度采样数据进行运算和处理，转化成频率控制码，刷新DDS的频率控制寄存器。

FSK和PSK：DDS配备了专用的FSK/PSK调制端口，在DSP中将并行语音幅度采样数据转换成串行数据流，输入到DDS芯片的FSK/PSK数据调制端口。

MSK：MSK是调制度为0.5的FSK调制形式^[3]，在DSP中根据信号速率设置合适的载波频率和调制带宽，并作FSK调制，得到MSK调制形式。

4PSK：在DSP中将并行输入的语音幅度数据转换成2bit并行数据流，进行差分编码，再进行格雷编码，然后根据码字用相位选择法对DDS的相位偏置寄存器进行设置。

4．2 优良的调制精度

模拟语音信号经过放大器(带宽4.25MHz，噪声系数3.9nv/ )时，放大器耦合的噪声为：

放大后的信号经ADC(14位转换位数、差分输入、输入信号电平范围0～5V)采样量化时，带来的量化误差为^[4]：

采样后的14bit并行语音数据经过DSP进行运算和处理时，由于DSP具有长达16位数总线，所以不会降低数据信号的精度。当进行数字AM调制时，DDS的幅度控制字为14位，在调制中不会再降低数据信号的精度；当进行数字FM时，DDS的频率控制字为48位，在调制中也不会再降低数据信号的精度；进行PSK/FSK、MSK及QPSK调制时，由于是用串行数据直接进行调制，更不会带来信噪比的恶化。所以，这种调制电路平台具有很高的调制精度，调制输出信号的信噪比为^[4]：

图4.1是用3kHz的正弦信号作为输入，对数字AM调制作信能测试得到的调制输出信号的频谱。

图4.1 3KHz的正弦信号进行

数字AM调制时调制输出信号的频谱

4．3 宽阔的载波频段和调制带宽

DDS的时钟频率设置为300MHz时，其输出信号的最高频率可达120MHz，电路在进行调制时，载波频率的选择可从直流到120MHz。

电路很重要的一个特点是能进行高速数据调制并设置很宽的调制带宽。在调制平台上实现MSK调制来进行验证：设置载频为50MHz，数据速率3.125MHz，调制带宽6.25MHz，调制数据为DSP产生的14位M序列，其生成多项式为 。图4.2是MSK调制输出信号的频谱图。

图4.2 M序列作MSK调制的调制输出信号的频谱图

(图中频谱仪的Span设置为10.00MHz)

4．4 方便的数字信号处理功能--线性插值

外部的数字音频输入信号是采样率44.1KHz、8bit量化的话音信号，根据Nyquist采样理论可知，采样后的信号频谱将会周期延拓，频域的周期长度正好是44.1KHz。而数字化语音信号在DDS中进行调制时，从频谱角度看是进行混频，混频后的信号频谱应该还是周期的，周期长度也为44.1KHz。而调制输出后级的滤波器很难在70Mhz的高频段上做到通带带宽低至100KHz，于是，在滤波器带内有杂波存在。为了解决这个问题，采用了线性插值技术：44.1K×8bit/s的语音数据流在DSP中进行16倍线性插值，得到705.6K×8bit/s的数据率。这相当于将音频信号的采样率近似提高到705.6KHz,再在调制输出后级配置声表面波滤波器（3dB带宽220KHz，±400KHz处衰减50dB）,使调制输出信号的杂波抑制达到60dB。在调制平台上，对3KHz正弦信号、经44.1KHz采样的数字信号进行数字FM调制，同将数字信号进行16倍线性插值后得到的数字信号进行数字FM调制进行对比，其调制输出信号的频谱分别如图4.3a和图4.3b所示。

图4.3a 未进行插值的调制信号频谱 图4.3b 经过线性值后再调制的调制信号频谱

(图中，调制带宽20KHz，Span为300KHz)

5 结束语

理论和实践都表明，DSP与DDS相结合的数字信号调制技术具有极大的优越性和广泛的应用价值。