实验四：数字调制仿真
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。
通原实验4-数字调制PSK实验
常认为增加一倍；所以DPSK解调大多采用差厚分德相博干学接收追。求卓越
1.8 2DPSK信号解调
B.相干解调-码变换法电路工作原理
以数字序列 =[101001]为例
发送数据 0 1 0 1 0 0 1
2DPSK
0
载波
这就避免了2PSK中的倒π现象发生，为此得到了广泛的工程应用。 相乘输出
低通输出 由以上分析可知，2DPSK与2PSK的波形不同，他们的同一相位
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
1.数字移相键控PSK调制的基本原理
数字相位调制又称移相键控，简记PSK,二 进制移相键控记作2PSK。它是利用载波相位 的变化来传送数字信息的。
通常有两种类型：
(1)绝对相移(2PSK或BPSK)
(2)相对相移(差分相移/2DPSK 或DBPSK)
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1、2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱
2、2DPSK与2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽Bs的两倍， 即
3、2DPSK与2PSK信号频带利用率也相同，为
B 2DP SB K 2PS K 厚2德fs博学 追求卓越
1.8 2DPSK信号解调
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。
Ø切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。
Ø仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 Ø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，然后逐 渐减小量程。
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四、实验内容与步骤
实验用数字调制与解调电路模块的基本组成：
PSK调制解调单元模块电路
通信原理实验
普通调制解调实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解普通调制解调的基本原理和过程。
2. 掌握模拟调制和解调的基本方法。
3. 学习调制解调设备的使用和调试方法。
4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号的通信技术。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调的基本原理如下：1. 模拟调制：将数字信号转换为模拟信号的过程称为模拟调制。
模拟调制分为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种。
2. 数字调制：将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字调制。
数字调制分为调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）和调相键控（PSK）三种。
3. 解调：将模拟信号转换为数字信号的过程称为解调。
解调分为模拟解调和数字解调。
三、实验器材1. 模拟调制解调设备：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）调制器和解调器。
2. 数字调制解调设备：调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）、调相键控（PSK）调制器和解调器。
3. 信号发生器：产生模拟信号和数字信号。
4. 示波器：观察调制解调信号波形。
5. 连接线：连接实验器材。
四、实验步骤1. 调制实验（1）调幅（AM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入AM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
（2）调频（FM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入FM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
（3）调相（PM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入PM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
2. 解调实验（1）调幅（AM）解调实验1）将调制信号接入AM解调器。
2）调整解调器的解调频率和解调指数。
3）观察示波器上的解调信号波形，记录波形数据。
实验四 FSK调制与解调
FSK 调制解调一、实验目的1． 掌握FSK 调制器的工作原理及性能测试；2． 学习基于软件无线电技术实现FSK 调制、解调的实现方法。
二、 实验仪器1． RZ9681实验平台 2． 实验模块： ● 主控模块● 基带信号产生与码型变换模块-A2 ● 信道编码与频带调制模块-A4 ● 纠错译码与频带解调模块-A5 3． 信号连接线 4． 100M 四通道示波器三、实验原理3.1 FSK 调制电路工作原理2FSK （二进制频移键控，Frequency Shift Keying ）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。
2FSK 信号的产生方法主要有两种：一种采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元期间输出0f 或1f 两个载波之一。
FSK 调制和ASK 调制比较相似，只是把ASK 没有载波的一路修改为了不同频率的载波，如下图所示。
图3.3.2.1 FSK 调制电路原理框图上图中，将基带时钟和基带数据通过两个铆孔输入到可编程逻辑器件中，由可编程逻辑器件根据设置的工作模式，完成FSK 的调制，因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件，因此调制后输出需要经过D/A 器件，完成数字到模拟的转换，然后经过模拟电路对信号进行调整输出，加入射随器，便完成了整个调制系统。
-A图3.3.2.2 2FSK 调制信号波形示意图在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）。
通常，FSK 信号的 表达式为：bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆+=0)22cos(2ππ（二进制１）bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆-=0)22cos(2ππ（二进制０）其中Δf 代表信号载波的恒定偏移。
通信原理实验ASK调制和解调实验报告
新疆师范大学实验报告2020年4月27日课程名称通信原理实验项目实验四：ASK调制及解调实验物理与电子工程学院电子17-5 姓名赵广宇同组实验者指导教师阿地力一、实验目的掌握用键控法产生ASK信号的方法。
掌握ASK非相干解调的原理二、实验器材主控&信号源模块9号数字调制解调模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一ASK调制概述：ASK调制实验中，ASK（振幅键控）载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中，通过调节输入PN序列频率或者载波频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形，观测每个码元对应的载波波形，验证ASK调制原理实验项目二ASK解调概述：实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证ASK解调原理。
观测解调输出的中间观测点，如：TP4（整流输出），TP5（LPF-ASK），深入理解ASK解调过程。
若解调出的信号与原基带信号有差别，可调节抽样判决旋钮进行微调观察眼图时，1.位同步信号CLK，2.低通滤波输出信号调整主控模块，16K,PN127五、实验分析●ASK即“幅移键控”又称为“振幅键控”，所以又记作OOK信号。
ASK是一种相对简单的调制方式。
●这次实验首先对输入信号利用相关的模块进行ASK调制，再通过加入高斯白噪声传输信道，接着在接收端对信号进行ASK解调，最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
●幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。
●所谓幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。
六、实验总结●第一次进行实验时，开始运行后，跳出了如图所示的提示。
在停止运行后，在加入了数字终端模块后，提示消失，在今后进行数字实验时，可引以为戒。
4PSK、4ASK以及4FSK的MATLAB仿真
4PSK、4ASK以及4FSK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK、4ASK和4FSK调制的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK 、4ASK和4FSK图形，进一步了解4PSK、4ASK和4FSK调制的原理。
（1）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4PSK调制信号波形。
（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。
（3）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4FSK调制信号波形。
三、程序和实验结果：f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1];m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi/2);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f*t+3/2*pi);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endpsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(psk)title('4PSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')（2）4ASK程序f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1) ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0) ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=2*ones(1,100);elsem=3*ones(1,100);endc=sin(f*t);m1=[m1 m];c1=[c1 c];endask=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(m1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(ask)title('4ASK信号')axis([0 50*length(s) -4 4]); xlabel('周万成')（3）4FSK程序f1=1;f2=2;f3=3;f4=4;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f1*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);c=sin(f2*t);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=ones(1,100);c=sin(f3*t);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f4*t);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endfsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(fsk)title('4FSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')四、实验结果以及分析：（1）结果图1图2图3（2）分析在C语言编程中对一个数组可以采用循环的方式对其赋值，所以此处利用循环对ak[]数组,bk[]数组进行赋值。
通信原理实验报告4—2ASK调制与解调实验第6组
通信原理实验报告班级：组号：06 时间：2015/11/12成员：学号：实验四2ASK调制与解调实验一、实验目的1、了解数字调制与解调的概念。
1、掌握2ASK调制的原理及实现方法。
2、掌握2ASK解调的原理及实现方法。
二、实验内容1、采用数字键控法2ASK调制，观测2ASK调制信号的波形。
2、采用包络检波法2ASK解调。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、数字调制模块一块3、数字解调模块一块4、20M双踪示波器一台五、实验步骤（若码型太长，示波器单张图片无法清晰显示，可调整至2~3张图片记录）1、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）2、信号源模块设置（1）“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。
信号源模块的NRZ码型选择SW01~SW03拨码开关依次设置成本组同学的学号尾数的二进制码，例：陈欢，陈金洪，陈景鹏同学学号尾数是1，2，3，则他们SW01~SW03拨码开关依次设置成0000 0001，0000 0010，0000 0011B。
（2）调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度为3.6V。
3、2ASK调制（1）实验连线如下：信号源模块数字调制模块NRZ ———————— NRZ输入（数字键控法调制）384K正弦载波————载波1输入（数字键控法调制）（2）数字调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成1000，即选择2ASK调制方式。
（3）以数字调制模块“NRZ输入”的信号为内触发源，示波器双踪观测“NRZ输入”和“调制输出”测试点波形，并记录图片为图1。
图1图1局部放大图5、2ASK解调（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：数字调制模块数字解调模块调制输出（数字键控法调制）——ASK－IN信号源模块数字解调模块BS —————————————ASK－BS（2）示波器双踪两两观测“ASK－IN”、“OUT1”测试点波形，并记录图片为图2 。
实验四 2DPSK系统的仿真实验
图1
Communications Blockset / Source Coding 库下的 Differential Encoder 模块
Communications Blockset / Utility Functions 库下的 Unipolar to Bipolar Converter 模块
Communications Bll Passband Modulation/PM 库下的
码元间隔与数字信号 采样周期要一致
图4
进制数 要一致
图5 仿真相对相移键控方法产生 2DPSK 时，可以用 M-DPSK Modulator Passband 模块完成 2DPSK 的调制功能，该模块的参数设置如图 7 所示，注意各参数的设置方法；M-DPSK Demodulator Passband 模块完成 2DPSK 的解调功能，该模块的参数设置如图 8 所示，注意解 调模块的参数设置必须与调制模块的相关参数设置一致。
图6 46
2DPSK 信号的频谱如图 9 所示。2DPSK 信号时域波形如图 10 所示。
图7
四、实验内容
1. 进一步熟悉并掌握 Matlab/Simulink 基本库、通信库和 DSP 库中较为重要的一些功能 模块的作用以及相应功能参数的物理意义与设置方法。
2. 搭建 2DPSK 模拟法仿真模型如图 1 所示。设置系统参数并调试，同时观测并记录 A~D 各点的时域波形以及 D 点的频谱。
数字信号 的进制数
数字信号 采样周期
图3 43
数设置如图 4 所示，注意该模块差分的性质；单双极性变换 Unipolar to Bipolar Converter 模 块的参数设置如图 5 所示，注意进制数的设置值必需与 Random Integer Generator 模块一致； Random Number 模块产生一个高斯型分布的随机噪声，该模块的参数设置如图 6 所示。
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实验四：数字调制仿真
一、实验目的：
1、掌握BPSK调制和解调原理；
2、理解数字基带信号和BPSK信号的功率谱密度的关系。
3、理解星座图的作用
二、实验内容：
1、仿真BPSK调制解调的过程；
2、仿真得到矩形脉冲基带信号和升余弦滚降传输特性基带信号的BPSK信号的频谱图；
3、仿真得到不同信噪比下的BPSK和QPSK信号星座图。
三、实验步骤
1、BPSK调制解调——矩形基带信号
（1）随机产生1000个等概分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码；（2）由双极性码产生对应的矩形基带脉冲，绘图并保存；
（3）将矩形基带信号与载波相乘，得到BPSK信号，绘图并保存；
（4）对BPSK做FFT变换，绘出幅度谱并保存；
（5）将BPSK信号通过通频带为fc-fm~fc+fm的带通滤波器，绘出BPSK波形并保存，
然后作FFT变换，绘出幅度谱并保存，观察波形和频谱发生了什么变换；
（6）将通过带通滤波器的BPSK信号与载波相乘并通过低通滤波器，得到解调后的基带信号，绘图并保存，观察与发送基带信号相比发生了什么变化。
2、BPSK调制解调——矩形基带信号
（1）随机产生1000个等概分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码；（2）由双极性码产生对应的升余弦滚降传输特性基带脉冲，滚降系数为1，绘图并保存；（3）将矩形基带信号与载波相乘，得到BPSK信号，绘图并保存；
（4）对BPSK做FFT变换，绘出幅度谱并保存；
（5）将BPSK信号通过通频带为fc-fm~fc+fm的带通滤波器，绘出BPSK波形并保存，
然后作FFT变换，绘出幅度谱并保存，观察波形和频谱发生了什么变换；
（6）将通过带通滤波器的BPSK信号与载波相乘并通过低通滤波器，得到解调后的基带信号，绘图并保存，观察与发送基带信号相比发生了什么变化。
3.BPSK和QPSK信号星座图
（1）随机产生1000个等概率分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码，即BPSK的等效基带信号，用scatterplot函数绘制星座图并保存；
（2）分别在信噪比信30、20、10、3dB时，产生复高斯噪声，叠加在BPSK的等效基带信号上，然后绘制星座图并保存，观察噪声对BPSK星座点的影响；
（3）随机产生两组1000个等概率分布的二进制信息序列，分别映射为幅度为正负1的双极性码xi和xq，得到单位功率的QPSK的等效基带信号（xi+j*xq）/sqrt(2)，并用scatterplot函数绘制星座图并保存；
（4）分别在信噪比信30、20、10、3dB时，产生复高斯噪声，叠加在QPSK的等效基带信号上，然后绘制星座图并保存，观察噪声对QPSK星座点的影响。
四、实验思考题：
1.基带信号类型不同时，BPSK信号的频谱有什么不同？
答：从得到的图形可直观看出，用升余弦滚降传输特性基带信号与用矩形基带信号相比,BPSK 的频率能量更集中于主瓣，旁瓣的能量极其小，从图形上看几乎为一条直线。
2.带通滤波器对不同基带信号类型的BPSK信号的解调波形有什么影响？
答：用升余弦滚降传输特性基带信号与用矩形基带信号相比，解调出来的信号质量更好，更接近于原信号。
3.噪声的影响在星座图上如何反映出来？
答：噪声的影响主要通过出现圆点的多少与分布来反映，如果出现的圆点越多，并且分布的空间很广，则噪声越大，反之亦然。
五、心得体会
本次实验开始做的比较顺利，最后检查的时候却发现由双极性码产生对应的矩形传输特性基带脉冲所得到频谱是没有旁瓣的，导致最后没有通过检查，经过深入的检查后发现在作图的时候y坐标所对应的变量描述错误。
经过这次实验我明白做matlab实验要仔细，尤其是对变量的定义，自己一定要非常清晰明白，多写一些注释是非常有效的解决办法，课堂实验比较紧，在今后的matlab学习和运用中切忌添加必要的文字注释。
六、源代码。