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1、一、实验目的一、实验目的1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。2、掌握用键控法产生2PSK、2DPSK信号的方法。3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。4、掌握2DPSK相干解调原理。第1页/共26页二、实验预习要求二、实验预习要求 实验前预习通信原理关于二进制相移键控PSK调制及其解调有关章节。第2页/共26页三、实验仪器仪表三、实验仪器仪表 1 1、70MHz70MHz双踪数字存储示波器一台2 2、实验模块：数字信号源模块 数字调制模块 载波恢复模块 2DPSK2DPSK解调模块 第3页/共26页三、实验仪器仪表三、实验仪器仪表
2、 第4页/共26页四、实验原理 一、PSK调制 众所周知，数字相位调制又称为移相键控。它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。通常又可把它分成绝对相移与相对相移两种方式。所谓绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。所谓相对移相，就是利用载波相位的相对值来传递信息，也就是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息，所以也称为“差分移相”。第5页/共26页四、实验原理四、实验原理 一、PSK调制1.2PSK（绝对调相）相移键控是利用数字信号去控制载波的相位，对二进制，相相移键控是利用数字信号去控制载波的相位，对二进制，相位只有两种取值，通常为位只有两种取值，通常为0 0和和。所以称之为二相键
3、控。所以称之为二相键控。2PSK2PSK信号表达式：信号表达式：其中其中 若若g g(t t)是幅度为是幅度为1 1宽度为的矩形脉冲，则宽度为的矩形脉冲，则2PSK2PSK信号可表示为信号可表示为 第6页/共26页四、实验原理四、实验原理 一、PSK调制7 如果如果 ，与载频间为整数倍关系，则，与载频间为整数倍关系，则2PSK2PSK信信号有如下波形：号有如下波形：2PSK2PSK与与2ASK2ASK在表达式形式上是一致的，但在表达式形式上是一致的，但2ASK2ASK调制调制信号为单极性脉冲，而信号为单极性脉冲，而2PSK2PSK为双极性脉冲，且二者皆为为双极性脉冲，且二者皆为DSBDSB，只
4、是，只是2PSK2PSK没有载频离散谱成分。没有载频离散谱成分。第7页/共26页四、实验原理 一、PSK调制第8页/共26页四、实验原理 一、PSK调制 为避免绝为避免绝 对调相存对调相存 在的问题，在的问题，引入相对引入相对 调相，即调相，即 2DPSK2DPSK，其原理及其原理及 波形见图。波形见图。22DPSK（差分相位键控，相对调相）第9页/共26页四、实验原理 二、PSK解调 由于PSK信号频谱中没有载频，解调必须用相干解调方法，而此时如何获得同频同相的载频就成了关键问题。可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此
5、关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等于码元速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。第10页/共26页四、实验原理 二、PSK解调11 右图为载波恢复右图为载波恢复电路。其中：电路。其中：（a a）为平方环电）为平方环电路，（路，（b b）为科斯）为科斯塔斯环电路。这塔斯环电路。这两种电路恢复的两种电路恢复的载波相位不可避载波相位不可避免地具有不确定免地具有不确定性。性。第11页/共26页12 pp 2PSK2PSK相干解调器如下图所示。相干解调器如下图所示。pp 2PSK2PSK调制与解调过程如下：调制与解调过程如下：第12页/共26页 2
6、DPSK2DPSK相干解调器及各点波形如下图所示。相干解调器及各点波形如下图所示。第13页/共26页 2DPSK2DPSK信号的调制与解调过程如下。信号的调制与解调过程如下。第14页/共26页 2DPSK2DPSK信号的另一种差分解调方法如下图所示。信号的另一种差分解调方法如下图所示。第15页/共26页 2DPSK2DPSK信号调制与延迟解调过程如下信号调制与延迟解调过程如下 第16页/共26页四、实验原理2DPSK数字调制单元的原理方框图如下图所示。2DPSK数字调制方框图第17页/共26页四、实验原理本单元有以下测试点及输入输出点：BS-IN 位同步信号输入点 NRZ-IN 数字基带信号输
7、入点 CAR 2DPSK信号载波测试点 AK 绝对码测试点（与NRZ-IN相同）BK 相对码测试点2DPSK（2PSK）-OUT 2DPSK（2PSK）信号测试点/输出点，VP-P0.5V第18页/共26页四、实验原理2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：2DPSK-IN 2DPSK信号输入点/测试点 BS-IN位同步信号输入点 CAR-IN相干载波输入点 MU相乘器输出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 NRZ（B）整形输出信号的输出点/测试点 BK解调输出相对码测试点 NRZ-OUT解调输出绝对码的输出点/测试点2DPSK相干解调方框图2DPSK数字解调单元的原理方框图如
8、下图所示。第19页/共26页四、实验原理DPSK相干解调器模块各点波形示意图如下图所示。图中设相干载波为相。2DPSK相干解调波形示意图第20页/共26页四、实验原理2PSK调制解调连接图：MU 相乘器输出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 NRZ（B）整形输出信号的输出点/测试点 BK 解调输出相对码测试点 NRZ-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点1234567891011CAR 第21页/共26页五、实验内容五、实验内容1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形，画出NRZIN、BS-IN、CLK-IN、AK、BK。2、用示波器观察2PSK、2DPSK信号波形，画出CAR、2D
9、PSK-OUT。3、用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形，画出CAR-IN、MU、LPF、NRZ-OUT。第22页/共26页六、实验步骤六、实验步骤（1）连线：数字调制单元的CLKIN、BSIN、NRZIN分别连至信源单元CLKOUT、BSOUT、NRZOUT。打开电源开关和模块电源开关。（2）示波波CH1接AK，CH2接BK，信源模块的KS1、KS2、KS3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。（3）示波器CH1接2DPSK-OUT，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位
10、变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。第23页/共26页六、实验步骤六、实验步骤（4）示波器的CH2接LPF，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。（5）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相，观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字调制单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、NRZ-OUT信号之间的关系。（6）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CAR-OUT信号反相，重新进行步骤（5）的观察。第24页/共26页七、思考题七、思考题 设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2PSK 及2DPSK信号波形。第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页