绝对码与相对码的变换原理以及芯片电路图
PSK(DPSK)调制与解调资料讲解
P S K(D P S K)调制与解调实验题目——PSK（DPSK）调制与解调一、实验目的1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。
2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。
3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。
二、实验内容1、观察绝对码和相对码的波形。
2、观察PSK(DPSK)信号波形。
3、观察PSK(DPSK)信号频谱。
4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。
三、实验仪器1、信号源模块2、数字调制模块3、数字解调模块4、20M双踪示波器5、导线若干四、实验原理1、2PSK(2DPSK)调制原理2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图所示。
2PSK 信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。
如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。
这种现象常称为2PSK 的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK 方式，而采用差分移相（2DPSK ）方式。
2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。
如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。
0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1数字信息（绝对码）PSK 波形DPSK 波形相对码从图中可以看出，2DPSK 信号波形与2PSK 的不同。
2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。
这说明，解调2DPSK 信号时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，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK 方式中的“倒π”现象发生。
实验二数字的调制实验
实验二数字调制实验一、实验目的1．掌握绝对码、相对码概念及它们之间的编译码规则。
2．掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法。
3．掌握相对码与2DPSK、绝对码与2PSK信号波形之间的对应关系。
4．了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验内容1．用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2．用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。
3．用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。
三、基本原理本实验使用数字信源模块和数字调制模块。
1．数字信源本模块是整个实验系统的发送端，其原理方框图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。
发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。
本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK 晶振信号测试点∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图，图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器74LS04∙分频器U2：计数器74LS161；U3：计数器74LS193；U4：计数器74LS160∙并行码产生器K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一U5、U6、U7：8位数据选择器74LS151∙三选一U8：8位数据选择器74S151∙倒相器U20：非门74LS04∙抽样U9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
绝对值编码器的工作原理 (2)
绝对值编码器的工作原理绝对值编码器是一种常用于测量旋转角度的传感器。
它可以精确地测量物体的角度位置，并将其转换为数字信号。
绝对值编码器的工作原理基于光电效应和数字信号处理技术。
1. 光电效应绝对值编码器通常由一个光源和多个光电传感器组成。
光源会发出光，照射到旋转的编码盘上。
编码盘上有一系列的透明和不透明的条纹，形成了一种特定的编码模式。
当光照射到透明条纹上时，光线会通过并照射到光电传感器上；而当光照射到不透明条纹上时，光线会被遮挡，无法照射到光电传感器上。
2. 编码模式编码盘上的条纹按照一定的规律排列，可以分为绝对编码和增量编码两种模式。
绝对编码模式下，每个条纹的位置都对应着一个唯一的编码值，这样可以直接读取物体的角度位置。
增量编码模式下，条纹的位置只能表示相对位移，需要通过计数器来累计位移值。
3. 光电传感器光电传感器是绝对值编码器中的关键组件。
它可以将光的变化转换为电信号，并输出给数字信号处理器进行处理。
光电传感器通常采用光电二极管或光电三极管作为光电元件，当光线照射到光电元件上时，会产生电流或电压信号，信号的强度和持续时间与光照的强度和持续时间成正比。
4. 数字信号处理光电传感器输出的电信号经过放大和滤波处理后，会进一步被数字信号处理器处理。
数字信号处理器会对电信号进行采样和量化，将其转换为数字信号。
然后，通过解码算法，将数字信号转换为对应的角度数值。
解码算法根据编码盘的编码模式来确定，可以是二进制、格雷码等。
5. 应用领域绝对值编码器广泛应用于机械工程、自动化控制、航空航天等领域。
例如，在机床上使用绝对值编码器可以准确测量工件的位置，实现高精度的加工；在机器人控制系统中，绝对值编码器可以帮助机器人准确定位和导航。
总结：绝对值编码器是一种能够精确测量旋转角度的传感器。
它的工作原理基于光电效应和数字信号处理技术。
通过光电效应，光源照射到编码盘上的条纹，光电传感器将光的变化转换为电信号。
经过放大、滤波和数字信号处理，最终将电信号转换为对应的角度数值。
绝对编码器的工作原理
绝对编码器的工作原理
绝对编码器是一种用于测量旋转角度或线性位移的装置。
它通过在物体上安装一个编码器头和一个编码器标尺来实现测量。
在绝对编码器中，编码器头上有一个光电传感器（或磁传感器），它通过与编码器标尺上的光栅或磁刻线相互作用来测量位置。
当物体发生旋转或线性位移时，光栅或磁刻线会在编码器头上产生相应的光电信号或磁信号。
这些光电信号或磁信号会被编码器头内部的电子装置转换为数字信号进行处理。
绝对编码器头中的电子装置包含了一个编码器计数器和一个数字编码器表。
编码器计数器用于计算接收到的光电信号或磁信号的个数，从而得出物体的位置。
数字编码器表则用于将每个位置与一个唯一的数字编码相对应。
在应用中，当绝对编码器安装并启动后，它会立即识别当前的位置并将其输出为一个数字编码。
这个数字编码可以直接表示物体的位置，不需要经过任何其他操作。
与增量编码器不同，绝对编码器不需要进行回归（回归是指将编码器返回到一个已知的起始位置）。
由于绝对编码器头能够立即识别当前位置，它避免了增量编码器在封闭回路中产生的积累误差。
因此，绝对编码器在许多需要精确测量和定位的应用中得到了广泛应用。
例如，它们常见于数控机床、机器人、精密仪器以及其他需要高精度位置测量的设备中。
总结起来，绝对编码器通过测量物体上的光栅或磁刻线与编码器头的相互作用，将位置转换为光电信号或磁信号，并通过内部的电子装置将其转换为数字信号。
这个数字信号直接表示物体的位置，使得绝对编码器成为一种精确测量和定位的装置。
实验二：数字调制
实验二：数字调制1、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2ASK、2FSK、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、 了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
2、实验电路图图2-1数字调制方框图3、设计过程或实验原理概述本实验用到数字信源模块和数字调制模块。
信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。
调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。
2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。
2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180。
码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。
4、实验仪器、设备（名称、型号）实验箱、电源、示波器5、实验内容步骤及数据本实验使用数字信源单元及数字调制单元。
1、熟悉数字调制单元的工作原理。
接通电源，打开实验箱电源开关。
将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。
2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K1、K2、K3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，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信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。
通信系统实验指导-通信原理实验指导书资料
通信系统实验通信教研室编青岛科技大学电子信息工程系二ＯＯ三年十二月目录实验箱使用简介 (1)实验一数字基带信号 (5)实验二数字调制 (14)实验三模拟锁相环与载波同步 (18)实验四数字解调与眼图 (23)实验五数字锁相环与位同步 (28)实验六帧同步 (34)实验七时分复用数字基带通信系统 (38)实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统 (43)实验九PCM编译码 (45)实验十时分复用通话与抽样定理 (53)附录通信原理实验各单元电路原理图 (55)实验箱使用简介为配合《通信原理》课程的理论教学，我们采购了华中科技大学(原华中理工大学)研制的TX-5通信原理教学实验系统。
现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。
《通信原理》课程主要介绍传输及复用技术。
本实验系统涵盖了数字频带传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK 数字电话系统。
图中STA 、STB 分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA 、SLB 为抽样信号，F 为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。
在收端CP 为位同步信号，FS 为帧同步信号，F 1、F 2为两个路同步信号，SRA 、SRB 为两个PCM 译码器输出的模拟话音信号。
图中发滤波器用来限制进入信道的信号带宽，提高信道的频带利用率。
收滤波器用来滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。
由于系统的频率特性、码速率与码间串扰之间的关系比较适合于软件仿真实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK 调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单元。
信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。
SRA SRB b对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程中的变化。
所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一未定义比特复接而成。
绝对码和相对码的转换
绝对码和相对码的转换
绝对码（Absolute code）和相对码（Relative code）是编码中常用的两种形式，用于表示地址或位置的方式。
它们之间的转换可以通过加减运算来实现。
绝对码是指以一个确定的基准点或起始点为参考，表示一个绝对的地址或位置。
例如，在计算机内存中，绝对码表示一个内存单元的具体地址。
在地理位置中，绝对码用来表示一个地点的经纬度。
相对码是指相对于一个参考点或起始点的偏移量来表示地址或位置。
相对码表示的地址或位置与参考点的关系是相对的，而不是绝对的。
例如，在计算机程序中，相对码用来表示代码的相对跳转或访问偏移量。
在地理位置中，相对码用来表示一个地点相对于其他地点的位置偏移量。
转换绝对码和相对码的方法如下：
1. 绝对码转相对码：将绝对码减去起始点的地址或位置，得到相对码。
相对码= 绝对码- 起始点
2. 相对码转绝对码：将相对码加上起始点的地址或位置，得到绝对码。
绝对码= 相对码+ 起始点
通过这种方式，可以在绝对码和相对码之间进行转换，并在编程或地理定位等应
用中灵活使用。
绝对值编码器的工作原理
绝对值编码器的工作原理绝对值编码器是一种用于测量旋转或线性运动的装置，它能够提供精确的位置信息。
在本文中，我们将详细介绍绝对值编码器的工作原理，包括其构造、工作方式和应用。
一、构造绝对值编码器通常由光学传感器和光栅盘两部分组成。
光学传感器由光源和光电二极管阵列组成，用于接收光栅盘上的光信号。
光栅盘是一个圆形或线性的透明介质，上面刻有一系列等距的光栅条纹。
二、工作方式当光源照射到光栅盘上时，光栅条纹会阻挡或透过光线，形成光信号。
光电二极管阵列会接收到这些光信号，并将其转化为电信号。
根据光栅盘上的光栅条纹数量和结构，光电二极管阵列可以确定位置的绝对值。
绝对值编码器的工作方式分为两种类型：光栅编码器和磁栅编码器。
1. 光栅编码器光栅编码器使用光栅盘上的光栅条纹来确定位置。
光电二极管阵列会将光信号转化为电信号，并将其传输到解码器。
解码器会将电信号转化为二进制码，以表示位置的绝对值。
由于光栅编码器具有较高的分辨率和精度，因此在需要高精度测量的应用中广泛使用。
2. 磁栅编码器磁栅编码器使用磁性材料制成的磁栅盘来确定位置。
磁栅盘上的磁栅条纹会产生磁场变化，光电二极管阵列会接收到这些变化，并将其转化为电信号。
解码器会将电信号转化为二进制码，以表示位置的绝对值。
磁栅编码器具有较高的耐用性和抗干扰能力，因此在工业环境中广泛应用。
三、应用绝对值编码器在许多领域中都有广泛的应用，包括机械工程、自动化控制、医疗设备等。
1. 机械工程在机械工程领域，绝对值编码器常用于测量旋转轴的角度和线性导轨的位置。
通过准确测量位置，可以实现精确的定位和控制，提高机械系统的性能和效率。
2. 自动化控制在自动化控制系统中，绝对值编码器用于测量机器人和CNC机床的位置。
通过实时监测位置信息，可以实现高精度的运动控制和路径规划，提高自动化系统的精度和稳定性。
3. 医疗设备在医疗设备中，绝对值编码器常用于X射线机、CT扫描仪等设备的运动控制和位置测量。
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TSPC 正沿触发寄存器
TSPC中包括逻辑
CMOS异或门逻辑
PUN
PDNLeabharlann UNPDN参考文献
1.《数字集成电路》 2.《CMOS数字电路基础》 3.《绝对码到相对码》
绝对码变换成相对码的电路图
a c b d
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。
CMOS异或门电路
上图为CMOS异或门电路。它由一级或非 门和一级与或非门组成。或非门的输出 和与或非门的输出L即为输入A、B的异或 异或
绝对码与相对码的变换
绝对码一相对码之间的关系为
bk = a k ⊕ bk −1
根据上述关系，绝对码与相对码（差分码）可以 相互转换。
绝对码一相对码变换关系
若假设绝对码记为aK，相对码记为bK，绝对码一 相对码变换电路如下图所示
ak bk−1
bk
ak bk bk−1
图（a）（b）分别为绝对码变为相对码的电路及波形