在实际应用时，常常是根据需要确定所要求的码长，有p=2-1确定移位寄存器的级数r，查本原多项式表，确定F（x），由F（x）就可以决定线性移位寄存器的反应连线。
本设计产生m序列的方法是采用7级移位寄存器网络实现，m序列发生器电路如图5所示。
图5.m序列发生器电路图
4.扩频信号产生模块
设信息码发生器产生的信息码为d（t），扩频码发生器产生的m序列为m（t）,两信号都是TTL信号，把两信号异或就可得到扩展频谱的信号码，设为c（t）,为了便于表达用下式表示：
c（t）=d（t）*m（t）
为了将待传送的信息同扩频码序列进行准确的模2加，必须对信息序列用时钟进行定时，定时用D触发器来实现。
电路图如图6所示。
图6.扩频信号产生电路图
如上所示，定时用256K的时钟信号，信息码速率2kb/s，m序列速率64kb/s，在两个D触发器的作用下，信息码和m序列可以准确的模2加，此运算用异或门74LS86来实现。
扩频后信号输出速率为64kb/s。
5.平衡调制器模块
为了节省发射功率和提高发射机工作效率，通常使用抑制载波的双相平衡调制。
BPSK信号可用双极性的二进制信号和载波相乘而获得，所以BPSK调制可用平衡调制器来实现。
（1）TTL信号变双极性电路
因为扩频信号产生电路输出的是TTL信号，故在进行平衡调制之前，要先把此TTL信号变成双极性信号，即当二进制信号是1的时候，信号电平是-V，当二进制信号是0的时候，信号电平是+V。
根据TTL信号的特点，变换电路可用反相器74LS04或CD4069和运算放大器LF353组合电路实现。
电路图如图7所示。
图7.单极性变成双极性电路
（2）载波发生电路
本设计载波选用1MHz的正弦波,因所需的正弦波精度要求不高,可用简单的文氏桥振荡器来实现。
电路如图8所示。
图8.正弦波发生器电路
如图8所示,电路的振荡频率由R和C的值决定,公式如下:
f=1/2πRC
若电容C取值200pF,则电阻R应取值750Ω。
为了能使电路正常起振,电阻R1和R2应满足关系R2/R1>2,故取R1为500Ω,R2为1.5K。
（3）信息调制
用极性变换电路输出的双极性信号以DSB方式去调制载波就可得到BPSK信号,可用集成模拟乘法器来实现。
由MC1496构成的平衡调制器电路如图9所示。
图9.平衡调制器电路
如图9所示,载波信号vc经高频耦合电容从10脚输入，C3为高频旁路电容，使8脚交流接地；调制信号c（t）从脚输入，C4为低频旁路电容，使4脚交流接地。
BPSK信号从12脚输出。
采用双电源供电方式，所以5脚的偏置电阻R5接地。
调整50K的电位器可得到输出的最大的载频抑制。
输出滤波用来去掉不需要的谐波。
可知此调制信号的输出为s（t）=Ac（t）cosω
t，其中c（t）=d（t）*m（t）,为扩频后且变为双极性的信号，所以发送信号的完整表达式为：
s（t）=Ad（t）*m（t）cosω
t
<2>接收电路
1.接收滤波器模块
由上面的分析可知，因为调制信号是二进制的数字信号，理论上讲BPSK信号的功率分布在整个频率范围，但是以m序列为调制信号的BPSK的功率分布主要集中在载波附近，即f1
fc，因此BPSK信号带宽为2fc。
为了限制信道噪声，信号在进入接收机之前首先要经过接收滤波器，接收滤波器应设计为以载波f1为中心频率，带宽为2fc的带通滤波器。
对于本系统来讲，f1=1MHz，fc=128K。
可用RC元件与运算放大器组成的RC有源滤波器来实现，因受元器件的限制，具有理想特性的滤波器是很难实现的，只能用实际特性去逼近理想的。
因要设计的带通滤波器中心频率为1MHz，且带宽比较宽，所以选用增益带宽积较大的运算放大器LF353来设计，设计出的带通滤波器如图10所示。
图10.接收滤波器电路
2.解调器模块
在发送端，是先扩频后调制，所以接收端要恢复出数据信息，和发送端对应，采用先解调后解扩。
我们知道发射机输出信号可表示为如下：
s（t）=Ac（t）*cosω
t=Ad（t）*m（t）*cosω
t
其中c（t）为信息码d（t）和m序列m（t）的乘积,是一个数字信号，因此s（t）就相当于c（t）对载波进行BPSK调制。
所以解调就相当于BPSK解调。
解调有多种方式，在这里采用相干解调，即用与发送端同步的载波Acosω
t和接收到信号相乘（忽略干扰），解调器电路如图11所示。
图11.解调器
3.解扩模块
扩频系统具有很强的抗干扰性，能作到这一点的重要原因是扩频接收机中采用相关检测进行解扩。
解调器输出的信号中，有用分量为：
c（t）=
d（t）*m（t）
进入解扩器的信号中的有用信号
c（t）是与发送端扩频后调制前相对应的信号，也就是信息码和扩频码m序列异或后又经过极性变换后的的信号，它是一双极性信号。
单极性信号变成双极性信号后，0变成1,1变成-1，所以双极性信号的相乘运算就相当于单极性信号的异或运算。
所以，在接收端进行相关解扩，就是把
c（t）再和与本地同发送端同步的m序列相乘（此时的m序列应变成双极性信号），就可以把扩展后的频带压缩回基带信息频带。
相乘器电路图如图12所示。
图12.相乘器
相乘器输出的信号中包含信息码d（t）和高频分量，信息码的速率为2K，所以设计的低通滤波器的截止频率应为2K。
二阶RC低通滤波器传输函数如下：
A（s）=
其中A
-电压增益
-截止频率
Q-品质因数，Q
（当BW远小于
时）
电路的传输函数表达式为：
A（s）=
低通滤波器电路如图13所示。
图13.低通滤波器
4.抽样判决模块
低通滤波器输出是模拟信号，为了恢复信息，需把它变成数字信号这就需要一抽样判决电路把模拟信号变成数字信号。
抽样保持电路可用芯片LF398来实现。
电路图如图下14所示。
图14.抽样保持电路
如上图所示，3端输入模拟信号，采样脉冲从8端输入，因信号速率为2kb/s，故采样脉冲选用4K的方波信号。
5.电压比较器模块
要想获得数字信号，还需把抽样/保持信号经一判决电路，此电路可用简单的电压比较器来实现。
如图15所示：
图15.电压比较器
如上图所示，比较器输出接一5V的稳压管，就可得到近似TTL信号,此电路的输出信号即接收端恢复出的信息码，它应该和发送端发射的信息码相同。
四、系统软件仿真
1.系统模型
如图16所示。
图16直接扩频通信系统（无噪声情况）
此系统主要模块参数如下:
<1>发送部分
1．（Token1）为信息码发生器，主要参数如下：
Source:
PNSeq
Amp=1vOffset=0vRate=2e+3Hz
2．（Token2）为m序列发生器，它的时钟信号是128K的脉冲信号，所以产生的m序列速率为128K，主要参数如下：
Comm:
PNGen
RegLen=7Taps=[6-7]True=1False=-1Rate=128e+3
3．（Token3）为异或门，信息码和m序列通过它来产生扩频信号，它的输出信号为双极性的二进制信号，主要参数如下：
Operator:
XOR
Threshold=500.e-3True=1False=-1
4．（Token5）为正弦波发生器，主要参数如下：
Source:
Sinusoid
Amp=1vFreq=1e+6HzPhase=0deg
5．（Token6）为平衡调制器，它是一乘法器。
<2>接收部分
1．（Token9）为接收滤波器，它是一带通滤波器，主要参数如下：
Operator:
LinearSys
LowFc=850e+3HzHiFc=1.15e+6Hz
2．（Token10）为解调器，它是一乘法器。
3．（Token11）为本地载波信号，和发送端的载波信号参数相同。
4．（Token18）为解扩器，它是一乘法器。
5．（Token19）为本地m序列发生器，它发送端的m序列参数相同。
6．（Token12）为低通滤波器，主要参数如下：
Operator:
LinearSys
Fc=2.2e+3Hz
7．（Token13及14）为抽样保持模块，主要参数如下：
Operator:
Sampler
Rate=4e+3Hz
8．（Token15）为比较器，主要参数如下：
Operator:
Compare
Comparison='<'TrueOutput=1vFalseOutput=-1v
AInput=采样保持模块输出BInput=参考电平
2.主要输出点波形
为了更清晰的表现，此系统工作过程，故把主要点的波形进行了比较。
如图17所示：
（1）调制以前的信号与解调后信号比较：
图17.调制前后信号
如上图所示，上面的波形为调制前即扩频后的信号，下面的波形为解调后即解扩前的信号。
（2）调制后的信号功率谱密度如图18所示。
图18.调制后信号功率谱密度
（3）发送波形、低通滤波输出波形、接收波形比较如图19所示。
图19.发送波形、低通滤波器输出波形、接收波形
如上图所示，第一个波形为发送信号，第二个波形为接收端低通滤波器输出信号，第三个波形为恢复出的信号，它和发送信号有一段时延。
五、总结与体会
随着两个星期的结束，此次专业设计也接近了尾声。
由于专业设计之前我们本学期的课程和考试已经全部结束，所以有较充分的时间和精力去进行这次设计。
通过此次专业设计，我不仅加深了对通信原理课程原理的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。
创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。
使之不断地战胜别人，超越前人。
同时，更重要的是，在这一设计过程中，学我会了坚持不懈，不轻易言弃。
设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。
整个专业设计过程还较为顺利，虽然其中遇到了些麻烦，但在曾志刚老师及各位同学的帮助下，最终得到了解决，在此表示衷心的感谢！
六、参考文献
[1]田日才编著,扩频通信.清华大学出版社
[2]樊昌信编著，通信原理（第4版），国防工业出版社
[3]徐惠民编著，数字电路与逻辑设计，人民邮电出版社
[4]朱近康编著，扩展频谱通信极其应用，中国科学技术大学出版社，
[5]实用电子电路手册（数字部分），高等教育出版社
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