2DPSK实验
2dpsk的课程设计
2dpsk的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解2DPSK（二维相位偏移键控）的基本概念，掌握其调制解调原理。
2. 学生能运用2DPSK的相关知识，分析其在通信系统中的应用和优势。
3. 学生能掌握2DPSK与2D FSK、2D QPSK等其他调制方式的区别和联系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的2DPSK调制解调系统。
2. 学生能够通过实验和仿真，验证2DPSK系统的性能，并分析其影响因素。
3. 学生能够运用相关软件工具，对2DPSK通信系统进行建模和仿真。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对通信科学的兴趣，激发探索精神，提高创新意识。
2. 学生通过团队合作，培养沟通协调能力和团队精神。
3. 学生能够认识到通信技术在国家发展和社会进步中的重要作用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为高二年级通信技术课程的拓展内容，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备一定的物理和数学基础，对通信技术有一定了解，但2DPSK相关知识尚未接触。
教学要求：教师需以生动的案例引入，结合实际应用场景，激发学生兴趣。
注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够掌握2DPSK相关知识，提高通信技术素养。
二、教学内容1. 2DPSK基本概念：介绍2DPSK的原理、特点及其在通信系统中的应用。
- 章节：第二章第二节- 内容：2DPSK的定义、调制解调过程、信号空间图。
2. 2DPSK调制解调技术：讲解2DPSK的调制解调方法及其相关技术。
- 章节：第二章第三节- 内容：相位偏移、载波生成、差分检测、解调方法。
3. 2DPSK系统性能分析：分析2DPSK系统的性能及其影响因素。
- 章节：第二章第四节- 内容：误码率、抗干扰性能、信号带宽、功率效率。
4. 2DPSK与其他调制方式的比较：探讨2DPSK与2D FSK、2D QPSK等其他调制方式的区别和联系。
2dpsk调制解调原理框图
2dpsk调制解调原理框图2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定:Φ,0表示0码，Φ,π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如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，在接收端只能采用相干解调，当可见，在接收端采用相干解调时，即使本地载波的相位与发送端的载波相位反相，只要前后码元的相对相位关系不破坏，仍然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。
2DPSK的调制与解调原理框图如图3-1 所示:载波信号从“DPSK载波输入”端输入，一路直接送入选相器，另一路经反相器反相后送入选相开关;调制的基带信号经差分变换后，作为模拟选相开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK调制，并从“DPSK调制信号”端点输出。
DPSK调制信号经过无限带宽的信道后(信道含可调功率的加性噪声)，送入DPSK解调器的输入端，对DPSK信号进行相干解调，原理图见图3-1的解调部分。
DPSK调制信号经过乘法器U09相干载波信号相乘后，去掉了调制信号中的载波成分，得到OUT4信号，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的OUT 信号，然后对此信号进行抽样判决(抽样判决器的判决电平可调节，其时钟为基带信号的位同步信号)后，得到OUT5信号，最后经过逆差分变换电路，就可以恢复基带信号，并从“解调信号”端点输出。
四、实验内容与步骤l 必做内容:仔细观察分析2DPSK的调制与解调过程中的相关波形，并成对记录每个模块的输入与输出波形。
实验步骤如下:1、检查并确保实验仪器项目中所列各实验模块齐全、完好。
2、调节信号源模块中64KHZ单频正弦信号的幅值大小，使其峰-峰值为3V 。
3、设置信号源模块的拨码开关SW04、SW05为128分频(具体设置方法详见信号源模块使用说明中数字信号源部分)，使位同步信号频率为16KHz(实际频率为15.625KHZ)。
试验四2PSK2DPSK调制与解调试验
试验四2PSK2DPSK调制与解调试验实验四 2PSK/2DPSK调制与解调实验⼀、实验⽬的1.掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间相互变换的关系和⽅法；2.了解2PSK、2DPSK的调制原理及电路的实现⽅法；3.了解2PSK、2DPSK的解调原理及电路的实现⽅法；4.了解2PSK解调存在的相位含糊问题；⼆、实验内容1.⽤⽰波器观察2PSK/2DPSK调制器信号波形与绝对码⽐较是否符合调制规律；2.⽤⽰波器观察2PSK/2DPSK相⼲解调器各点波形；3.观察相位含糊所产⽣的后果；4.加⼊噪声后，观察误码波形；三、实验仪器1.双踪⽰波器⼀台2.数字调制模块⼀块3.数字解调模块⼀块4.连接线若⼲四、实验预习1、实验箱中2PSK调制器⽤的调制⽅法是什么？2、2PSK调制器可以⽤哪两种⽅法实现？这两种⽅法得到的PSK波形有什么区别？3、画出实验板中2PSK、2DPSK调制原理框图；4、本实验中，基带信号码速率是多少？带宽是多少？⽤数字⽰波器如何测量？说出具体的数据读取⽅法。
5、本实验中，2PSK 信号带宽是多少？⽤数字⽰波器如何测量？说出具体的数据读取⽅法。
6、绝/相、相/绝变换的框图？7、绝/相、相/绝变换电路是怎么实现的。
8、经过绝/相、相/绝变换后得到最终数据输出，输出的波形与原始波形对⽐是否有延迟？为什么？能否采⽤⼀种⽅法可以让波形没有延迟？9、2PSK调制能否⽤⾮相⼲解调⽅法？是否可以只看PSK波形的跳变点的状态来实现信息的判断？举例说明。
10、在接收机带通滤波器之后的波形出现了起伏是什么原因，带通滤波器的带宽设计多⼤⽐较合适？11、在接收机带通滤波器之后的PSK 波形的跳变点⽆法准确分辨，还能准确解调吗？为什么？ 12、相位模糊产⽣的原因和解决⽅法？ 13、画出实验板中2PSK 、2DPSK 解调器的原理框图； 14、测试接收端的各点波形，需要与什么波形对⽐，才能⽐较好的进⾏观测？⽰波器的触发源该选哪⼀种信号？为什么？15、解调电路各点信号的时延是怎么产⽣的？ 16、码再⽣的⽬的是什么？ 17、⽤D 触发器做时钟判决的最佳判决时间应该如何选择？解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产⽣的？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3-9-1所⽰。
2DPSK
图46-4 在System View中实现2PSK系统
1.码变换
码变换要实现的是预编码的作用，设输入码为AK，输出码为Bk，则有：
图46-5 码变换的实现
图46-6 码变换前后的波形
2．单／双变换
单／双变换要完成的功能是： “1”→“l” ： “0”→“-1” 。要实现这个功能，本实验中采用一个函数器（a＾x）和一个反向器相串联。其中，a取值为-l。
实验
一.实验目的
了解2DPSK和2PSK的调制和解调过程，利用System View这一辅助工具，通过改变系统中某几个标识，可以直观的对比2DPSK与2PSK的调制解调过程的区别，并比较源波形经两种调制后的波形差异。
二.基本原理
在绝对调相方式中，发送端是以某一个相位作基准，然后用载波相位相对
于基准相位的绝对值（0或π）来表示数字信号。因而在接收端也必须有这样
图46-11 解调部分的实现
图46-12 解调部分输入波形。延迟相乘后的波形以及低通滤波后的波形
5．抽样判决
在System View中，用抽样器，保持器和比较器这三个标识来实现接收判决的功能。其中，比较器的另一端要接入一恒流源，使输出信号与其作比较。恒流源采用正弦波发生器来实现（频率设为0）。
图46-13 抽样判决的实现及各点波形
图46-1 2DPSK调制解调系统
图46-2 在System View中实现2DPSK系统
而2PSK是利用载波的不同相位直接去表示数字信息，其时域表达式为：
绝对移相信号产生的方法有模拟调制法和相移键控法两类，2PSK信号同样可采用相干解调的方法。利用System View这一软件的功能，去掉2DPSK调制部分的码变换和解调部分的延时器，并在解调端插入正弦波发生器，2DPSK（系统就变为了2PSK系统。可以清楚的观察它们的调制与解调过程的区别。
通信原理2DPSK调制与解调实验报告
通信原理课程设计报告一. 2DPSK基本原理1.2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如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，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK信号在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。
定义∆Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设：∆Φ=0→数字信息“0”；∆Φ=π→数字信息“1”。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 02. 2DPSK信号的调制原理一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。
2DPSK 信号的的模拟调制法框图如下图 1.2.1，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法2DPSK信号的的键控调制法框图如下图1.2.2，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。
选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。
图1.2.2 键控法调制原理图3. 2DPSK信号的解调原理2DPSK信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。
(1) 2DPSK信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。
2dpsk差分检测原理
2dpsk差分检测原理2DPSK（2-Differential Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，它利用相位的差异来传输信息。
2DPSK差分检测原理是通过对接收信号的相位差做差分运算，来还原发送信号的相位信息。
下面将详细介绍2DPSK差分检测原理。
在2DPSK中，发送信号可以用两个相位表示，通常被定义为0°和180°。
接收信号在传输过程中受到了信道引起的各种干扰和失真，导致信号的相位差发生改变。
通过相位差的变化来传达信息，是2DPSK的一个重要特点。
但是，由于信道噪声的存在，接收信号的相位差会与发送信号的相位差产生一些偏离。
为了对接收信号的相位差进行差分检测，首先需要将接收信号进行采样和定时同步处理。
然后，采用相关器对接收信号进行处理。
相关器将接收信号与本地载波相乘，并对所得的积分值进行判决。
判决结果可用于判断接收信号相位差是否发生变化，并据此还原发送信号的相位信息。
具体来说，差分检测原理可以分为以下几个步骤：1.采样和定时同步：接收到的连续信号需要进行离散化处理，一般通过采样来完成。
采样后的信号被用来检测接收信号的相位差。
同时，还需要对接收信号进行定时同步，以确保采样时机与发送信号的相位变化一致。
2.相关器：相关器的作用是将接收信号与本地载波进行乘法操作。
这样可以提取出接收信号的相位差。
相关器输出的结果是一系列的积分值。
3.判决：对相关器的输出进行判决，以确定接收信号相位差是否发生了变化。
通常，可以通过设置一个阈值来进行判决。
如果积分值超过阈值，则判定相位差发生了变化。
4.差分运算：如果判决结果发现相位差发生了变化，那么还需要进行差分运算。
差分运算是通过将当前判决结果与前一个判决结果进行异或操作来完成的。
这样可以消除信道噪声的影响，还原出被传输信息的相位。
5.解调：在差分运算之后，可以利用还原的相位信息来进行解调，从而得到传输的原始信息。
通过以上的差分检测原理，2DPSK可以在信道噪声的影响下，有效地还原出发送信号的相位信息。
2PSK及2DPSK信号调制解调实验
2PSK及2DPSK信号调制解调实验一、实验目的1. 掌握利用systemview进行仿真的方法；2. 掌握2PSK调制解调的基本原理；3. 掌握2DPSK调制解调的基本原理。
二、实验仪器电脑，systemview5.0软件三、实验原理1. 调制原理2PSK方式是载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。
就是根据数字基带信号的两个电平（或符号）使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
两个载波相位通常相差180度，此时成为反向键控（PSK），也称为绝对相移方式。
绝对相移方式存在一个缺点。
我们看到，如果采用绝对相移方式，由于发送端是以某一个相位作基准的，因而在接收端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送变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复得数字信息就会发送0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。
考虑到实际通信时参考基准相位的随机跳变（温度漂移或噪声引起）是可能的，而且在通信过程中不易被发觉。
比如，由于某种突然的干扰，系统中的分频器可能发生状态的转移、锁相环路的稳定状态也可能发生转移。
这时，采用2PSK方式就会在接收端得到完全相反的恢复。
这种现象，常称为2PSK方式的“倒π”现象。
为此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用一种所谓的相对（差分）移相（2DPSK）方式。
2DPSK方式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。
即用前后两个码元之间的相差来表示码元的值“0”和“1”。
例如，假设相差值“π”表示符号“1”，相差值“0”表示符号“0”。
因此，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，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了2PSK中的倒π现象发生。
2. 解调原理2PSK信号是恒包络信号，因此2PSK信号的解调必须采用相干解调。
但如何得到同频同相的载波是个关键问题。
2dpsk调制解调原理框图
2dpsk调制解调原理框图2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定:Φ,0表示0码，Φ,π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如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，在接收端只能采用相干解调，当可见，在接收端采用相干解调时，即使本地载波的相位与发送端的载波相位反相，只要前后码元的相对相位关系不破坏，仍然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。
2DPSK的调制与解调原理框图如图3-1 所示:载波信号从“DPSK载波输入”端输入，一路直接送入选相器，另一路经反相器反相后送入选相开关;调制的基带信号经差分变换后，作为模拟选相开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK调制，并从“DPSK调制信号”端点输出。
DPSK调制信号经过无限带宽的信道后(信道含可调功率的加性噪声)，送入DPSK解调器的输入端，对DPSK信号进行相干解调，原理图见图3-1的解调部分。
DPSK调制信号经过乘法器U09相干载波信号相乘后，去掉了调制信号中的载波成分，得到OUT4信号，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的OUT 信号，然后对此信号进行抽样判决(抽样判决器的判决电平可调节，其时钟为基带信号的位同步信号)后，得到OUT5信号，最后经过逆差分变换电路，就可以恢复基带信号，并从“解调信号”端点输出。
四、实验内容与步骤l 必做内容:仔细观察分析2DPSK的调制与解调过程中的相关波形，并成对记录每个模块的输入与输出波形。
实验步骤如下:1、检查并确保实验仪器项目中所列各实验模块齐全、完好。
2、调节信号源模块中64KHZ单频正弦信号的幅值大小，使其峰-峰值为3V 。
3、设置信号源模块的拨码开关SW04、SW05为128分频(具体设置方法详见信号源模块使用说明中数字信号源部分)，使位同步信号频率为16KHz(实际频率为15.625KHZ)。
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二、实验内容：
(1). 在 “数据入” 端分别加入三种规则基带信号（1、 0、1:1 码）时，用示波器观察调制器及解调器各测试点上 的波形； (2). 在“数据入”端加伪随机码（63位m序列）时，用
示波器观察观察调制器及解调器各测试点上的波形和基带
信号眼图--理想信道下的眼图。 （3）. 在“数据入”端加入噪声时，观察不同信噪比下
2DPSK系统性实验
韩宝彬
2DPSK和2PSK
• 2PSK存在的问题
– 绝对相位表示0,1，在相干解调时存在相位模糊，即“ 倒Π ”
• 2DPSK
– 首先查分编码，然后仍用绝对相位表示编码后的0、1 ，从而解决了相位模糊现象
一、实验目的:
加深理解二相移相键控系统的基本工作原理与 及其电路组成。 学会利用示波器观察系统各单元电路的工作过 程、学会利用示波器检查系统的方法。 学会利用示波器观察基带信号眼图的方法，熟 悉2DPSK的抗干扰性能。 学会利用数字示波器观察基带信号频谱、已调 信号频谱、分析传输频带的测量方法。
1K 2× 1K 1K 1K 2× 0。1μF 载波 差分码 8 10 1 4 2 MC1496 6 14 5 6K8 -12V 0.1μF 2DPSK信 号输出 3 12 3K 9 3K9 +12V
1K
2× 10K
1K
3 0.1μF
7908 2
1
(3).解调方案 相干解调器的原理方框图如图所示。它是由带 通滤波器﹑相乘器﹑低通滤波器﹑抽样判决和差分 解码等电路组成。
2PSK/2DPSK实验箱
示波器
接收端低通滤 波器输出信号 发定时脉冲 CH1 EXT
图4
观察眼图（不加噪声）的连接图
理想情况下的眼图照
5. 调整“噪声信号产生器”输出的幅度 大小，用示波器观察其眼图张开度的变化。 其方法是：示波器 y 轴仍接“基带信号”, “恢复定时出” 接示波器 x 轴(触发源选外触 发)屏幕上即可观测到加噪情况下的基带信号 眼图。要注意的是，此时的“眼图”应与无 噪时的眼图相比较。
63位伪码的频谱结构照
已调信号的频谱照
调制信号为1:1码型时已调信号的频谱照
实验任务书
数据输入为1：1码时，观察差分编码器输出、
带通滤波器输出、解调端低通滤波器输出及解调输
出波形；观察差分编码器输出和带通滤波器输出端
的频谱。
数据输入为63位伪随机码且噪声最小时，观察
解调端低通滤波器输出的眼图；增加噪声幅度，观
察眼图的变化；观察差分编码器输出端与带通滤波
器输出端的频谱，测出频带宽度。
基带信号的眼图和测量系统的误码率；
（4）.在“数据入”端加入63位伪随机码时观察调制信 号、已调信号的频谱结构。
三、实验方案
（1）实验箱调制端的原理框图
信码 产生
19.2kHz
数字基带信号
差分 编码
K
调相器
2PSK/2DPSK
分频器
分频器
76.8kHz
76.8kHz
晶振
11. 0592MHz
（2）. 平衡调制器实现2DPSK的实验方案
注意：观测差分编码前后的波形变化；“差
分信号”与“调相信号”之间的相位关系；“调相 信号”和“带通滤波器输出”的波形； “数据入” 与“数据输出”的波形，从而加深对系统工作原理 与工作过程的理解。
五、使用仪器介绍：
差分编码器输入输出波形
2DPSK相对调相波形
4. 示波器和实验系统的连接方法如图4所示， 即将接收端“低通滤波器”输出信号接示波器y 通道，“恢复定时输出”接示波器外触发端,并 将示波器扫描触发开关置外(EXT)位置。再将实 验箱上的信号选为63位伪码，此时在示波器荧 光屏上可观测到无噪情况下的基带信号“眼 图”。
解调输出
相加器
2PSK/2DPSK
带通 滤波器
相乘
低通 滤波器
抽样 判决
差分 译码
解调输出
噪声
恢复载波
19.2kHz
（4）实验使用仪器与实验系统的连接图
(5) . 2DPSK实验系统的面板图
图3 实验系统的面板图
四、 实验内容和操作步骤:
1. 检查电源电压:在实验系统未加前,先打开稳
压电源开关,将电源电压分别调到+12V和-12V,并
关闭电源。
2. 正确连接电源:将电源、示波器和实验装置
三者的地线可靠的接在一起, +12V和-12V分别接 到与实验装置相对应的接线柱上。打开稳压电源、 示波器的电源开关。
3. 使实验箱上的信号源依次输出“1”，全“0” 和“1:1”码，然后连接导线，用双踪示波器两两对 应地观测2PSK和2DPSK调制方式下，各观测点波 形。