MODULAZIONE QPSK


Simulazione

Una simulazione, fatta con il simulatore SPICE, verifica quanto detto prima. In figura 1 e' riportato lo schema a blocchi di un semplice circuito demodulatore. La tensione di ingresso QPSK IN e' una sinusoide a 1MHz con una fase che varia di 45°, 135°, 225°, e poi di 315° ogni  5µs.

schema a blocchi di un demodulatore QPSK

Fig.1 - schema a blocchi di un demodulatore QPSK

Le figura 2  sono riportate le forme  d'onda Vi detta "in-fase" , e la forma d'onda Vq detta "in-quadratura". Entrambe hanno una frequenza di 2MHz con un offset DC proporzionale allo sfasamento della tensione in ingresso QPSK IN.

Fig. 2 : forme  d'onda   "in-fase" Vi, e "in-quadratura"V

La figura 3 e' il diagramma dei fasori che mostra lo sfasamento del segnale di ingresso QPSK IN e il valore del dato demodulato.

La precedente teoria e' perfettamente accettabile e potrebbe sembrare che la demodulazione e' soltanto un processo di filtraggio ( passo basso) della uscita del mixer e di ricostruzione di 4 livelli di tensioni in livelli logici. Nella pratica e' difficile trovare un un ricevitore con un oscillatore locate perfettamente sincronizzato con il segnale che sta ricevendo. Se l'oscillatore locale varia in fase rispetto al segnale in ingresso, il segnale sul diagramma dei fasori subirà una rotazione, la sua ampiezza uguale alla differenza di fase. Comunque, se la fase e la frequenza dell'oscillatore locale non sono fissati rispetto al segnale di ingresso , ci sarà una continua rotazione del diagramma dei fasori.
Quindi, l'uscita del demodulatore e' collegata normalmente ad un ADC e una qualunque rotazione dovuta ad errori di fase e/o di frequenza dell'oscillatore locale sono rimossi dal DSP.
Con l'avvento della tecnologia SiGe, tutti i circuiti di front end possono essere integrati riducendo eventuali problemi. Un buon esempio di come i vari circuiti di front-end possono essere integrati e' illustrato nel dispositivo siglato  MAX2450 che e' un modulatore/demodulatore in quadratura a bassissimo consumo. Questo uno dei molti dispositivi della Maxim Integrated Products che incorpora lo sfasatore in quadratura, l'oscillatore,e il circuito di mixer. Quando il dato e' stato demodulato l'uscita può essere applicato ad un sistema a ADC a due canali come il dispositivo MAX1002 o il  MAX1003 prima del processamento del segnale con il DSP.Poiché il MAX2450 e' progettato per essere usato con una IF di  35MHz - 80MHz, i segnali RF fino a 2.5GHz possono essere abbassati in frequenza ( down conversion) usando il MAX2411A che e' un down-converter con un amplificatore a basso rumore (LNA) e con un oscillatore locale e permette di accedere all'uscita dell'LNA per il filtraggio di delle frequenze immagine. In alternativa , un modo efficiente e la  conversione diretta che si può realizzare con il dispositivi  MAX2102 progettato per prendere in ingresso segnali  fino a 2150MHz e convertirli direttamente ai segnali in banda base I e Q.I