数字调制PSK实验..ppt

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1、厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越通信原理实验通信原理实验通信原理实验通信原理实验 数字调制与解调系统实验数字调制与解调系统实验 数字调制与解调技术的重点是数字调制与解调技术的重点是:数字基带信号与数字频带信号之数字基带信号与数字频带信号之间的转换间的转换,实验的目的是掌握实现这种转换的技术。目前数字调制实验的目的是掌握实现这种转换的技术。目前数字调制采用最多的方法是键控法采用最多的方法是键控法,它是用数字基带信号控制高频载波的可它是用数字基带信号控制高频载波的可控参数。实际工程中常应用的数字调制方式有控参数。实际工程中常应用的数字调制方式有:ASK:ASK、F

2、SKFSK与与PSKPSK。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越(2)(2)移相键控移相键控PSKPSK调制与解调调制与解调载波信号是各种调制所必须的传送载体载波信号是各种调制所必须的传送载体基带信号是各数字通信系统传输的对象基带信号是各数字通信系统传输的对象厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 移相键控移相键控PSKPSK在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其抗噪性能和信道频带利用率均优于抗噪性能和信道频带利用率均优于ASKASK和和FSKFSK，即使在有衰落的信即使在有衰落的信道中也能获得

3、很好的效果。道中也能获得很好的效果。因而在实际的高速数据传输系统中得因而在实际的高速数据传输系统中得到广泛的应用，到广泛的应用，通过此实验：通过此实验：1.1.掌握掌握2PSK2PSK和和2DPSK2DPSK调制与解调电路的组及成工作原理。调制与解调电路的组及成工作原理。2 2.了解了解“0 0”相和相和“”相载频信号的产生方法，掌握二进相载频信号的产生方法，掌握二进 制绝对码与相对码的变换方法。制绝对码与相对码的变换方法。3.3.掌握掌握2PSK2PSK和和2DPSK2DPSK调制器与解调器的测试技能。调制器与解调器的测试技能。一、一、实验目的实验目的厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓

4、越追求卓越追求卓越追求卓越5.2DPSK5.2DPSK调制与解调信号的测量调制与解调信号的测量1.2PSK1.2PSK信号同相与反相载波的产生与测量信号同相与反相载波的产生与测量2.2.数字基带信号的产生与测量数字基带信号的产生与测量4.2PSK4.2PSK调制与解调信号的测量调制与解调信号的测量3.3.绝对码（绝对码（a an n)与相对码与相对码(b bn n)信号测量信号测量二、实验内容二、实验内容6.2PSK/2DPSK6.2PSK/2DPSK调制信号的频谱（功率谱）测量调制信号的频谱（功率谱）测量厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 数数字字相相位位调制

5、制又又称称移移相相键控控，简记PSK,PSK,二二进制制移移相相键控控记作作2PSK2PSK。它它是是利利用用载波波相相位的位的变化来化来传送数字信息的。送数字信息的。通常有两种通常有两种类型：型：1.1.数字移相键控数字移相键控PSKPSK调制的基本原理调制的基本原理(1)(1)绝对相移绝对相移(2PSK(2PSK或或BPSKBPSK)(2)(2)相对相移相对相移(差分相移差分相移/2DPSK/2DPSK 或或DBPSKDBPSK)三、实验应知知识三、实验应知知识厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.1 1.1 绝对移相键控绝对移相键控2PSK2PSK调制电路

6、与基本原理调制电路与基本原理绝对相移定义：绝对相移定义：以载波的不同相位的绝对值以载波的不同相位的绝对值来直接传送相应二进制数字信来直接传送相应二进制数字信号的一种调制方式，简称号的一种调制方式，简称2PSK2PSK。通常用已调载波的。通常用已调载波的“0 0”相和相和“”相，分别表示二进制数字的相，分别表示二进制数字的“1 1”和和“0 0”。10011101001110绝绝对对码码绝绝对对码码2P S K载载载载 波波波波0 0相位相位相位相位这这这这种种种种用用用用载载载载波波波波不不不不同同同同相相相相位位位位的的的的绝绝绝绝对对对对值值值值直直直直接接接接去去去去表表表表示示示示相相

7、相相应数字信息的相位键控，常称为应数字信息的相位键控，常称为应数字信息的相位键控，常称为应数字信息的相位键控，常称为绝对移相绝对移相绝对移相绝对移相。在绝对移相键控系统中在绝对移相键控系统中：信息代码与：信息代码与2PSK2PSK已调载波相位变已调载波相位变化的规律是化的规律是“异变同不变异变同不变”，即，即本码元与前一码元相异时，本本码元与前一码元相异时，本码元内码元内2PSK2PSK信号的初相相对于前一码元内信号的初相相对于前一码元内2PSK2PSK信号的相位变化信号的相位变化180180，相同时则不变相同时则不变。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 2PS

8、K2PSK2PSK2PSK信信信信号号号号的的的的产产产产生生生生，在在在在工工工工程程程程上上上上可可可可以以以以采采采采用用用用模模模模拟拟拟拟调调调调制制制制与与与与键键键键控控控控的的的的两两两两种种种种方法实现。方法实现。方法实现。方法实现。双极性双极性双极性双极性 不归零不归零不归零不归零1.2PSK1.2PSK1.2PSK1.2PSK模拟调制模拟调制模拟调制模拟调制1 1.2 2PSK2 2PSK信号的产生过程信号的产生过程10011101001110绝绝 对对 码码绝绝 对对 码码载载载载波波波波双极性双极性双极性双极性 不归零不归零不归零不归零调制器用模拟器件承担调制器用模拟

9、器件承担 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越2.2PSK2.2PSK2.2PSK2.2PSK键控调制键控调制键控调制键控调制1.2 2PSK1.2 2PSK信号的产生过程信号的产生过程载波载波载波载波反相反相反相反相2PSK键控调制系统电路原理框图如图所示：键控调制系统电路原理框图如图所示：调制器用电子开关承担。调制器用电子开关承担。载波载波载波载波反相反相反相反相工作原理工作原理 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越2 2P

10、SKPSK功率谱特性功率谱特性2 2PSKPSK信号与信号与信号与信号与2 2ASKASK信号的数学表达式一样，即：信号的数学表达式一样，即：信号的数学表达式一样，即：信号的数学表达式一样，即：只是只是只是只是a an n的取值不同。的取值不同。的取值不同。的取值不同。因因因因此此此此，参参参参照照照照2 2ASKASK功功功功率率率率谱谱谱谱可可可可得得得得到到到到2 2PSKPSK信信信信号号号号功功功功率率率率谱谱谱谱也也也也只只只只是是是是基基基基带带带带数数数数字字字字信信信信号频谱的线性搬移。号频谱的线性搬移。号频谱的线性搬移。号频谱的线性搬移。2 2PSK PSK 信号频谱信号频

11、谱厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越鉴相器鉴相器鉴相器鉴相器1.3 2PSK1.3 2PSK信号的解调信号的解调判决判决LPFBPFBPF定时脉冲定时脉冲定时脉冲定时脉冲数据输出数据输出数据输出数据输出本地载波本地载波本地载波本地载波绝绝绝绝对对对对移移移移相相相相方方方方式式式式在在在在调调调调制制制制时时时时，是是是是以以以以某某某某一一一一载载载载波波波波相相相相位位位位作作作作为为为为基基基基准准准准的的的的。因因因因此此此此解解解解调调调调时时时时，在在在在接接接接收收收收端端端端也也也也必必必必须须须须恢恢恢恢复复复复一一一一个个个个与与与与调调调调

12、制制制制端端端端同同同同样样样样的的的的固固固固定定定定基基基基准相位载波作为参考，准相位载波作为参考，准相位载波作为参考，准相位载波作为参考，即需要采用相干解调。即需要采用相干解调。即需要采用相干解调。即需要采用相干解调。1001110 1001110发送数据发送数据发送数据发送数据2 2PSKPSK参考载波参考载波参考载波参考载波相乘输出相乘输出相乘输出相乘输出低通输出低通输出低通输出低通输出10011101001110判决输出判决输出判决输出判决输出厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越一一一一旦旦旦旦接接接接收收收收端端端端参参参参考考考考相相相相位位位位发

13、发发发生生生生变变变变化化化化，则则则则恢恢恢恢复复复复出出出出的的的的数数数数字字字字信信信信息息息息将将将将会会会会出现出现出现出现0 0 0 0和和和和1 1 1 1的反转，从而导致接收端错误接收。的反转，从而导致接收端错误接收。的反转，从而导致接收端错误接收。的反转，从而导致接收端错误接收。相乘输出相乘输出相乘输出相乘输出10011101001110发送数据发送数据发送数据发送数据2 2PSKPSK01100010110001判决输出判决输出判决输出判决输出载波载波载波载波低通输出低通输出低通输出低通输出这种现象通常称为这种现象通常称为这种现象通常称为这种现象通常称为2 2 2 2PS

14、KPSKPSKPSK的的的的“倒倒倒倒 ”现象现象现象现象或或或或“反向工作反向工作反向工作反向工作”现象现象现象现象。2PSK2PSK调制在理论分析时虽然成立。但在实际工程中，如若调制在理论分析时虽然成立。但在实际工程中，如若因接收端遇到突发干扰（温度漂移或噪声干扰等）。就会使因接收端遇到突发干扰（温度漂移或噪声干扰等）。就会使接收端的基准参考相位发生随机的跳变，则产生倒接收端的基准参考相位发生随机的跳变，则产生倒“”现现象，象，发生发生绝对的错误，对系统的误码性能，影响很大绝对的错误，对系统的误码性能，影响很大 ，使，使通信质量很差，故在实际工程中，基本不使用。通信质量很差，故在实际工程中

15、，基本不使用。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记作二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记作2DPSK2DPSK。它不是利用载波相位的绝对值传送数字信息，而是用前后码元它不是利用载波相位的绝对值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。的相对载波相位值传送数字信息。相对载波相位是指本码元初相与前一码元初相之差。相对载波相位是指本码元初相与前一码元初相之差。假设相对载波相位值用相位偏移假设相对载波相位值用相位偏移 表表示示规定数字信息序列与规定数字信息序列与 之间的关系为之间的关系为 1.4 1.4 相对

16、（差分）移相键控相对（差分）移相键控2 2DPSKDPSK=D D 0数字信息数字信息“0 0”数字信息数字信息“1 1”p p2 2D P S KD P S K2 2 P S KP S K载波载波载波载波0 0 0 0相位相位相位相位 0 010011101001110绝绝对对码码绝绝对对码码2DPSK2DPSK的规律是的规律是“1 1变变0 0不变不变”，即信息代码（绝对码）为，即信息代码（绝对码）为“1 1”时，本码元内时，本码元内2DPSK2DPSK信号的初相相对于前一码元内信号的初相相对于前一码元内2DPSK2DPSK信号的末相变化信号的末相变化180180，信息代码为，信息代码为“

17、0 0”时，则本码元时，则本码元内内2DPSK2DPSK信号的初相相对于前一码元内信号的初相相对于前一码元内2DPSK2DPSK信号的末相不变信号的末相不变化。化。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越绝对码绝对码/相对码变换相对码变换若绝对码记为若绝对码记为a aK K，相对码记为，相对码记为b bK K，绝对码一相对码之间的关系为绝对码一相对码之间的关系为:根据上述关系，绝对码与相对码（差分码）可以相互转换。根据上述关系，绝对码与相对码（差分码）可以相互转换。把绝对码变成相对码的差分编码方法：绝对码把绝对码变成相对码的差分编码方法：绝对码a an n中，中，1

18、1变变0 0不变。不变。绝对码绝对码1 1 1 0 1 0 0相对码相对码1 0 1 1 0 0 00 1 0 0 1 1 1用D触发器作为码元延迟器。由于异或门为组合逻辑器件，其输出信号可能出现冒险现象，为了克服冒险现象，在后面增加一个D触发器则可保证正确的绝相变换信号输出。相对码相对码1 0 1 1 0 0 00 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0绝对码绝对码延时延时厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.5 相对移相信号的产生原理相对移相信号的产生原理首先对数字基带信号进行差分编码即由绝对码变为相对码，然后用首先对数字基带信号进行差分编码即由

19、绝对码变为相对码，然后用首先对数字基带信号进行差分编码即由绝对码变为相对码，然后用首先对数字基带信号进行差分编码即由绝对码变为相对码，然后用相对码对载波进行绝对调相，即可实现相对码对载波进行绝对调相，即可实现相对码对载波进行绝对调相，即可实现相对码对载波进行绝对调相，即可实现2DPSK2DPSK信号的产生。信号的产生。信号的产生。信号的产生。2DPSK10011101001110绝绝对对码码绝绝对对码码00010110001011相相 对对 码码相相 对对 码码载载载载 波波波波0 0相位相位相位相位 0 0厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.6 相对移相相对

20、移相2DPSK信号的工程实现信号的工程实现模拟调制与键控调制法。模拟调制与键控调制法。模拟调制与键控调制法。模拟调制与键控调制法。1.2DPSK1.2DPSK1.2DPSK1.2DPSK模拟调制模拟调制模拟调制模拟调制双极性双极性双极性双极性 不归零码不归零码不归零码不归零码差分差分差分差分 码码码码变换变换变换变换双极性双极性双极性双极性 差分码差分码差分码差分码()t tSDPSK2构成构成构成构成2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK模拟调制系统的基本单元电路有：模拟调制系统的基本单元电路有：模拟调制系统的基本单元电路有：模拟调制系统的基本单元电路有：调制器调制器10011101001

21、110绝绝对对码码绝绝对对码码相相 对对 码码相相 对对 码码00010110001011载波载波()t tSDPSK2厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.6 相对移相相对移相2DPSK信号的工程实现信号的工程实现2.2DPSK2.2DPSK2.2DPSK2.2DPSK键控调制键控调制键控调制键控调制构成构成构成构成2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK键控调制系统的基本单元电路有：键控调制系统的基本单元电路有：键控调制系统的基本单元电路有：键控调制系统的基本单元电路有：振荡器振荡器振荡器振荡器反相器反相器反相器反相器调制器调制器差分差分编码器编码器1001

22、1101001110绝绝对对码码绝绝对对码码相相 对对 码码相相 对对 码码00010110001011()t tSDPSK20相载波相载波相载波相载波厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越2PSK2PSK或或2DPSK2DPSK信号，就波形而言，都可等效成双极性基带信号作用下的调幅信号，信号，就波形而言，都可等效成双极性基带信号作用下的调幅信号，是一对倒相的序列。因此，是一对倒相的序列。因此，2DPSK2DPSK和和2PSK2PSK信号具有相同的表达式：信号具有相同的表达式：1.7 2DPSK1.7 2DPSK信号的功率谱特性与带宽信号的功率谱特性与带宽 不同的是

23、不同的是2PSK2PSK表达式中的表达式中的s(t)s(t)是数字基带信号，是数字基带信号，2DPSK2DPSK表达式中表达式中的的s(t)s(t)是由数字基带信号变换而来的差分码数字信号。是由数字基带信号变换而来的差分码数字信号。1 1、2DPSK2DPSK与与2PSK2PSK信号有相同的功率谱信号有相同的功率谱 2 2、2DPSK2DPSK与与2PSK2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽信号带宽相同，是基带信号带宽BsBs的两倍，即的两倍，即 3 3、2DPSK2DPSK与与2PSK2PSK信号频带利用率也相同，为信号频带利用率也相同，为 厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越

24、追求卓越追求卓越1.8 2DPSK信号解调信号解调 差分相干解调和相干解调差分相干解调和相干解调-码变换法，后者又称为极性比较码变换法，后者又称为极性比较码变换法。码变换法。直接比较前后码元的相位差，故也称为相位比较法解调，其原直接比较前后码元的相位差，故也称为相位比较法解调，其原理框图如图所示。理框图如图所示。1 1、差分相干解调法电路、差分相干解调法电路判决判决判决判决LPFLPFBPFBPF定时脉冲定时脉冲定时脉冲定时脉冲延迟延迟延迟延迟T TS S数据输出数据输出数据输出数据输出 这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器，这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器

25、，因此设备比较简单、实用。图中因此设备比较简单、实用。图中TsTs延时电路的输出起着参考载波的延时电路的输出起着参考载波的作用。乘法器起着相位比较（鉴相）的作用。作用。乘法器起着相位比较（鉴相）的作用。A A.电路组成电路组成鉴相器鉴相器厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越以数字序列以数字序列 =1011001=1011001为例为例1.8 2DPSK信号解调信号解调B B.差分相干解调法工作原理差分相干解调法工作原理发送数据发送数据发送数据发送数据101100110110012 2 2 2DPSKDPSKDPSKDPSK延迟延迟延迟延迟鉴相输出鉴相输出鉴相输出鉴

26、相输出定时脉冲定时脉冲定时脉冲定时脉冲样值样值样值样值x x x x判决输出判决输出判决输出判决输出规则：正规则：正-”0 0“；负；负-“1 1”10110011011001厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.8 2DPSK信号解调信号解调2 2、相干解调、相干解调-码变换法电路组成与工作原理码变换法电路组成与工作原理A.A.电路组成电路组成判决判决判决判决BPFBPF码码码码(反反反反)变换变换变换变换 此法即是此法即是2PSK2PSK解调加差分译码。解调加差分译码。LPFLPF鉴相器鉴相器载波提取电路载波提取电路载波提取电路载波提取电路位同步提取电路位同

27、步提取电路位同步提取电路位同步提取电路TsTs 此电路与差分解调电路相比，解调时需要码变换器和相干载波此电路与差分解调电路相比，解调时需要码变换器和相干载波提取电路。故设备比较复杂；且抗噪声性能差提取电路。故设备比较复杂；且抗噪声性能差；系统误码率增加，系统误码率增加，通常认为增加一倍；所以通常认为增加一倍；所以DPSKDPSK解调大多采用差分相干接收。解调大多采用差分相干接收。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越1.8 2DPSK信号解调信号解调B.B.相干解调相干解调-码变换法电路工作原理码变换法电路工作原理以数字序列以数字序列 =101001=101001为

28、例为例0 0101001101001发送数据发送数据发送数据发送数据2 2DPSKDPSK 载波载波载波载波相乘输出相乘输出相乘输出相乘输出低通输出低通输出低通输出低通输出判决输出判决输出判决输出判决输出10011101001110差分输出差分输出差分输出差分输出 1 0 1 1 0 1001001 由以上分析可知，由以上分析可知，2DPSK2DPSK与与2PSK2PSK的波形不同，他们的同一相位的波形不同，他们的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位差才表示信并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位差才表示信息符号。这说明，解调息符号。这说明，解调2DPSK2DPS

29、K信号是并不依赖于某一固定的载波相信号是并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则只要鉴别这个位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息相差关系就可正确恢复数字信息。这就避免了这就避免了2PSK2PSK中的倒中的倒现象发生，为此得到了广泛的工程应用现象发生，为此得到了广泛的工程应用。0 0厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 实验应知知识介绍完毕实验应知知识介绍完毕实实 验验 开开 始始谢谢谢谢!厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越实验现场操作规程实验现场操作规

30、程 a a、注意安全操作规程，确保人身安全、注意安全操作规程，确保人身安全5.1 5.1 注意人身安全和仪器设备的安全注意人身安全和仪器设备的安全为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。调换仪器时应切断实验台的电源。调换仪器时应切断实验台的电源。逐步养成用右手进行单手操作的习惯。逐步养成用右手进行单手操作的习惯。b b、爱护仪器设备、爱护仪器设备仪器在使用过程中，不必经常开关电源。仪器在使用过程中，不必经常开关电源。切忌切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。仪器设备出现问题，请向老

31、师寻求帮助，仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿请勿随便调换配件。随便调换配件。注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐渐减小量程。逐渐减小量程。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 实验用数字调制与解调电路模块的基本组成：实验用数字调制与解调电路模块的基本组成：四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤 PSK调制解调单元模块电路调制解调单元模块电路数字方波信数字方波信号产生模块号产生模块电电源源M序列产

32、生模块序列产生模块波形变换、波形变换、反相及幅反相及幅度调节模度调节模块（块（0相相/相载波）相载波）调制器调制器电压电压比较比较乘乘法法器器相对码转相对码转绝对码模块绝对码模块绝对码转绝对码转相对码模块相对码模块同同步步载载波波提提取取模模块块厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越锁相环平方律部件二分频输 入 已调信号2PSK/2DPSK滤波输出环路滤波器压控振荡器鉴相器直接法平方环法提取同步载波MC149674HC404674HC74由于提取载波的过程中用了一个二分频电路，故提取出的载波存在180的相位模糊问题。抑制载波的双边带信号为LCLC选选频回频回路路LC

33、LC选选频回频回路路厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越实验用实验用2PSK2PSK调制与解调电路的基本模块连接调制与解调电路的基本模块连接调制采用的是键控法；解调采用的是相干解调。调制采用的是键控法；解调采用的是相干解调。128KHz方波方波NRZ信号信号8KHz时钟时钟调制连接调制连接解调连接解调连接S2短接左短接左S3短接中短接中2PSK信号信号8KHz同步时钟同步时钟S4短接下短接下S6短接上短接上同步载同步载波信号波信号厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越实验用实验用2DPSK2DPSK调制与解调电路的基本模块连接调制与解调

34、电路的基本模块连接调制采用的是键控法；解调采用的是相干解调调制采用的是键控法；解调采用的是相干解调-码变换法。码变换法。128KHz方波方波NRZ信号信号8KHz时钟时钟调制连接调制连接解调连接解调连接S2短接左短接左2PSK信号信号S3短接中短接中8KHz同步时钟同步时钟S4短接下短接下S6短接上短接上同步载同步载波信号波信号相对码信号相对码信号相对码信号相对码信号厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 请参考请参考通信原理通信原理课程所学课程所学2PSK2PSK调制系统电路组成，根据调制系统电路组成，根据提供的提供的“数字调制解调与载波同步模块数字调制解调与载波

35、同步模块”，自己构建并画出用键，自己构建并画出用键控方式实现控方式实现2PSK2PSK调制系统的实验电路框图。调制系统的实验电路框图。基本条件：载波频率基本条件：载波频率128K128KHzHz；传输速率；传输速率8KH8KHz z。四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤项目项目1 1：2PSK2PSK信号产生与测量信号产生与测量128K128K正弦波正弦波反相器反相器调制器调制器2PSK2PSK调制调制128K128K方波方波8K8KCPCP波形变换波形变换MM序列序列0 0相载波相载波相载相载波波(2PSK)(2PSK)MOD-OUTMOD-OUT(绝对码绝对码)厚德博学厚德博学厚德博学厚德

36、博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤1.2PSK1.2PSK信号产生与测量信号产生与测量示波器示波器CH1测试数据观察与记录测试数据观察与记录:00相、相、相载波信号测量：记录信号参数与波形。相载波信号测量：记录信号参数与波形。示波器示波器CH2 数字基带信号测量：记录信号参数与波形。数字基带信号测量：记录信号参数与波形。（M=7M=7）示波器示波器CH12PSK2PSK信号测量：记录信号波形。信号测量：记录信号波形。示波器示波器CH2调节电位器调节电位器W1W1、W2W2，使输出载波，使输出载波幅度相等，均为幅度相等，均为22.5Vp-p22.5Vp-p

37、。说明：说明：什么是什么是2PSK？实验准备实验准备S2=S2=左左/S3=/S3=中中连接实验电路电源连接实验电路电源连接连接SQ128KHzSQ1-INSQ128KHzSQ1-IN连接连接SQ8KHzCLK-INSQ8KHzCLK-IN连接连接NRZ-OUTNRZ-INNRZ-OUTNRZ-IN示波器示波器CH2厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤2.2.基带信号与基带信号与2PSK2PSK信号的功率谱测量信号的功率谱测量实验准备实验准备:保持前步骤电路保持前步骤电路的连接状态不变的连接状态不变测试数据观察与记录测试数据观察

38、与记录基带信号频谱测量：记录信号参数与波形。基带信号频谱测量：记录信号参数与波形。2PSK2PSK信号频谱测量：记录信号参数与波形。信号频谱测量：记录信号参数与波形。根据实验测量数据，说明实验用根据实验测量数据，说明实验用2PSK2PSK系统系统 的带宽为多少？的带宽为多少？方法：方法：MATH MENU FFT 信源信源CH1 秒格旋钮秒格旋钮12.5KHz CURSOR光标光标 类型频率类型频率方法：方法：MATH MENU FFT 信源信源CH2 FFT缩放缩放X2 秒格旋钮秒格旋钮12.5KHz CURSOR光标光标 类型频率类型频率示波器示波器CH1示波器示波器CH2厚德博学厚德博学

39、厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤项目项目2 2：2PSK2PSK调制信号的解调测量调制信号的解调测量 请参考请参考通信原理通信原理课程所学课程所学2PSK 2PSK 相干解调系统电路组成，根相干解调系统电路组成，根据提供的据提供的“数字调制解调与载波同步模块数字调制解调与载波同步模块”，自己构建并画出实现，自己构建并画出实现对对2PSK2PSK信号解调的实验电路框图。信号解调的实验电路框图。鉴相器鉴相器鉴相器鉴相器比较比较LPF解调输出解调输出解调输出解调输出DEM-OUTDEM-OUTTsTs同步载同步载波提取波提取判决判决厚德博学厚德博

40、学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越3.2PSK3.2PSK调制信号的解调测量调制信号的解调测量四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤测试数据观察与记录测试数据观察与记录:相乘器输出信号测量相乘器输出信号测量:记记录录MULMUL信号波形。信号波形。低通滤波信号测量低通滤波信号测量:记录记录A/P-LPFA/P-LPF信号波形。信号波形。电压比较器输出信号测电压比较器输出信号测量量:记录记录CMPCMP信号波形。信号波形。抽样判决输出信号测量抽样判决输出信号测量:记录记录DEM-OUTDEM-OUT信号波形信号波形 与时延。与时延。思思:什么情况下解调输出的什么情况下解调输出的N

41、RZ码元与原信号刚好相反码元与原信号刚好相反？实验准备实验准备:S4=S4=下下/S6=/S6=上上连接连接MOD-OUT2PSK/MOD-OUT2PSK/DPSK-IN,CAR-OUT CAR-IN,DPSK-IN,CAR-OUT CAR-IN,SQ8KHzBS-IN.SQ8KHzBS-IN.保持前步骤电路的连接状态不变。保持前步骤电路的连接状态不变。同步载波提取信号测量同步载波提取信号测量:记录记录SIN1/CAR-OUTSIN1/CAR-OUT对比信号对比信号波形。波形。示波器一个示波器一个探头测探头测NRZ作同步信号作同步信号厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追

42、求卓越 请参考请参考通信原理通信原理课程所学课程所学2DPSK 2DPSK 调制系统电路组成，根调制系统电路组成，根据提供的据提供的“数字调制解调与载波同步模块数字调制解调与载波同步模块”，自己构建并画出，自己构建并画出用键控方式实现用键控方式实现2DPSK2DPSK调制系统的实验电路框图。调制系统的实验电路框图。基本条件：载波频率基本条件：载波频率128K128KHzHz；传输速率；传输速率8KH8KHz z。四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤项目项目3 3：2DPSK2DPSK信号产生与测量信号产生与测量差分差分编码器编码器128K128K正弦波正弦波反相器反相器调制器调制器2DPSK2

43、DPSK调制调制128K128K方波方波8K8KCPCP波形变换波形变换MM序列序列0 0相载波相载波相载相载波波(2DPSK)(2DPSK)MOD-OUTMOD-OUT(相对码相对码)厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤4.2DPSK4.2DPSK信号产生与测量信号产生与测量示波器示波器CH1测试数据观察与记录测试数据观察与记录:00相、相、相载波信号测量：记录信号参数与波形。相载波信号测量：记录信号参数与波形。数字基带信号测量：记录数字基带信号测量：记录Ak-IN(Ak-IN(绝对码绝对码),Bk-),Bk-OUT(OUT(

44、相对码）相对码）信号参数与波形。（信号参数与波形。（M=7M=7）2PSK2PSK信号测量：记录信号波形。信号测量：记录信号波形。调节电位器调节电位器W1W1、W2W2，使输出载波，使输出载波幅度相等，均为幅度相等，均为22.5Vp-p22.5Vp-p。说明：说明：什么是什么是2DPSK？实验实验准备准备S2=S2=左左/S3=/S3=中中连接实验电路电源连接实验电路电源连接连接SQ128KHzSQ1-INSQ128KHzSQ1-IN连接连接SQ8KHzCLK-INSQ8KHzCLK-IN连接连接NRZ-OUTAk-IN,BNRZ-OUTAk-IN,Bk k-OUT NRZ-IN-OUT NR

45、Z-IN示波器示波器CH2示波器示波器CH2示波器示波器CH2示波器示波器CH1厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越 请参考请参考通信原理通信原理课程所学课程所学2DPSK2DPSK相干解调相干解调-码变换法解调码变换法解调系统电路组成，根据提供的系统电路组成，根据提供的“数字调制解调与载波同步模块数字调制解调与载波同步模块”，自己构建并画出实现对自己构建并画出实现对2DPSK2DPSK信号解调的实验电路框图。信号解调的实验电路框图。四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤项目项目4 4：2DPSK2DPSK调制信号的解调测量调制信号的解调测量码码码码(反反反反)变换

46、变换变换变换鉴相器鉴相器鉴相器鉴相器比较比较LPF解调输出解调输出解调输出解调输出DEM-OUTDEM-OUTTsTs同步载同步载波提取波提取判决判决厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越3.2DPSK3.2DPSK调制信号的解调测量调制信号的解调测量四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤测试数据观察与记录测试数据观察与记录:相乘器输出信号测量相乘器输出信号测量:记记录录MULMUL信号波形。信号波形。低通滤波信号测量低通滤波信号测量:记录记录A/P-LPFA/P-LPF信号波形。信号波形。电压比较器输出信号测电压比较器输出信号测量量:记录记录CMPCMP信号波形。信

47、号波形。抽样判决输出信号测量抽样判决输出信号测量:记录记录DEM-OUTDEM-OUT信号波形。信号波形。实验准备实验准备:S4=S4=下下/S6=/S6=上上连接连接MOD-OUT2PSK/MOD-OUT2PSK/DPSK-IN,CAR-OUT CAR-IN,DPSK-IN,CAR-OUT CAR-IN,SQ8KHzBS-IN,DEM-OUT BSQ8KHzBS-IN,DEM-OUT BN N-IN.IN.保持前步骤电路的连接状态不变。保持前步骤电路的连接状态不变。同步载波提取信号测量同步载波提取信号测量:记录记录SIN1/CAR-OUTSIN1/CAR-OUT对比信对比信号波形。号波形。示

48、波器一个示波器一个探头测绝对探头测绝对码码NRZ作同作同步信号步信号码反变换输出信号测量码反变换输出信号测量:记录记录A AN N-OUT-OUT信号波形与时延。信号波形与时延。厚德博学厚德博学厚德博学厚德博学 追求卓越追求卓越追求卓越追求卓越五、实验报告与思考题1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。2、根据实验测试记录，画出各测量点的波形图。3、记录实验中出现的问题，提出改进意见。实验报告要求实验报告要求1.由于2PSK在解调的时候可能会出现“相位模糊”现象，可采用2DPSK调制方法弥补此缺点，试自己设计一个绝对码/相对码的变换电路和2DPSK调制电路。实验思考题实验思考题 2.2PSK解调器系统由哪几大部分组成？简述各部分的作用。3.简述平方环法提取同步载波的工作过程。