移相键控调制与解调实验

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实验三 PSK实验

实验三 PSK实验

实验三移相键控(PSK)实验一、实验目的1、了解M序列的性能,掌握其实现方法及其作用;2、了解2PSK系统的组成验证,其调制解调原理;3、验证同步解调的又一方式—同相正交环(或称Costas环)的工作原理;4、学习集成电路压控振荡器在系统中的应用;5、学习2PSK系统主要性能指标的测试方法。

二、实验属性本次实验是验证实验。

实验内容涉及通信原理的M序列,2PSK系统调制解调原理,集成电路压控振荡器等知识点。

三.实验设备及器材TKCS-A型通信原理实验台高频信号发生器双踪同步示波器四、实验要求1、复习《通信系统原理》中有关PSK调制解调的章节;2、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤;3、了解有关技术指标的测量方法。

五、实验原理(一) 概述数字通信系统的模型可以用图3-1表示,虚线框内的部分称为数字调制和解调部分,以完成数字基带信号到数字频带信号之间的变换。

信息源编码器调制器信道解调器译码器收信者噪声源图3-1 数字通信系统模型与模拟通信系统相比,数字调制和解调同样是通过某种方式,将基带信号的频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上去。

不同的是,数字调制的基带信号不是模拟信号而是数字信号。

在大多数情况下,数字调制是利用数字信号的离散值去键控载波。

对载波的幅度、频率或相位进行键控,便可获得ASK 、FSK 、PSK 等。

为了模拟实际数字调制系统,本实验的调制和解调基本上由数字电路构成。

数字电路具有变换速度快、解调测试方便等优点。

为了实验过程中观察方便,实验系统的载波选为5MHz 。

(二) 调制2PSK 系统的调制部分框图如图3-2所示,电路原理如附图1所示,下面分几部分说明。

1、M 序列发生器实际的数字基带信号是随机的,为了实验和测试方便,一般都是用M 序列发生器产生一个伪随机序列来充当数字基带信号源。

2、相对移相和绝对移相移相键控分为绝对移相和相对移相两种。

以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。

实验八 移频键控 FSK 调制与解调实验

实验八 移频键控 FSK 调制与解调实验

实验八FSK移频键控调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生 FSK 信号的方法。

2、掌握 FSK 过零检测解调的原理。

二、实验内容1、观察 FSK 调制信号波形。

2、观察 FSK 解调信号波形。

3、观察 FSK 过零检测解调器各点波形。

三、实验器材1、信号源模块一块2、③号模块一块3、④号模块一块4、⑦号模块一块5、 20M 双踪示波器一台6、连接线若干四、实验原理1、 2FSK 调制原理。

2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的,被调载波的频率随二进制序列0、1 状态而变化,即载频为 f0 时代表传 0,载频为 f1 时代表传 1。

显然,2FSK 信号完全可以看成两个分别以f0 和 f1 为载频、以 an 和 an 为被传二进制序列的两种 2ASK 信号的合成。

2FSK 信号的典型时域波形如图 8-1 所示.2FSK 信号的产生通常有两种方式:(1)频率选择法;(2)载波调频法。

由于频率选择法产生的 2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和,在二进制码元状态转换(01 或10)时刻,2FSK载波调频法是在一个直接调频器中产生 2FSK信号出自同一个振荡器,信号相位在载频变化时始终是连续的,这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛,使信号功率更集中于信号带宽内。

在这里,我们采用的是频率选择法,其调制原理框图 8-2 所示:图 8-2 2FSK 调制原理框图由图可知,从“FSK-NRZ”输入的基带信号分成两路,1 路经 U5(LM339)反相后接至 U4B(4066)的控制端,另 1 路直接接至 U4A (4066)的控制端。

从“FSK 载波 A”和“FSK 载波 B”输入的载波信号分别接至 U4A 和 U4B 的输入端。

当基带信号为“1”时,模拟开关 U4A 打开,U4B 关闭,输出第一路载波;当基带信号为“0”时,U405A 关闭,U405B 打开,此时输出第二路载波,再通过相加器就可以得到 FSK 调制信号。

实验8移频键控FSK调制与解调实验

实验8移频键控FSK调制与解调实验

实验8移频键控FSK调制与解调实验实验⼋移频键控FSK调制与解调实验⼀、实验⽬的1、掌握⽤健控法产⽣FSK信号的⽅法。

2、掌握FSK过零检测解调的原理⼆、实验内容1、观察FSK调制信号波形。

2、观察FSK解调信号波形。

3、观察FSK过零检测解调器各点波形。

三、实验器材1、信号源模块⼀块2、③号模块⼀块3、④号模块⼀块4、⑦号模块⼀块5、60M数字⽰波器⼀台6、连接器若⼲四、实验原理1、2FSK调制原理。

2FSK信号是⽤载波频率的变化来表征被传信息的状态的,被调载波的频率随⼆进制序列0、1状态⽽变化,即载频为f0时代表传0,载频为f1时代表传1。

显然,2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和f1为载频、以an和a—n为被传⼆进制序列的两种2ASK信号的合成。

2、2FSK解调原理。

FSK有多种⽅法解调,如包络检波法、相⼲解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。

这⾥采⽤的是过零检测法对FSK调制信号进⾏解调。

2FSK信号的过零点数随不同载频⽽异,故检出过零点数就可以得到关于频率的差异,这就是过零检测法的基本思想。

五、实验步骤(⼀)FSK调制实验1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上,将⿊⾊塑封螺钉拧紧,确保电源接触良好。

3、将模块3上拨码开关S1都拨上。

以信号输⼊点“FSK-NRZ”的信号为内触发源,⽤双踪⽰波器同时观察点“FSK-NRZ”和点“FSK-OUT”输出的波形。

4、单独将S1拨为“01”或“10”,在“FSK-OUT”处观测单独载波调制波形。

5、通过信号源模块上的拨码开关S4改变PN码频率后送出,重复上述实验。

6、实验结束关闭电源。

(⼆)FSK解调实验2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”,观察模块4上信号输出点“FSK-DOUT"处的波形,并调节模块4上的电位器W5(顺时针拧到最⼤),直到在该点观察到稳定的PN码。

3、⽤⽰波器双踪分别观察模块3上的“FSK-NRZ"和模块四上的“OUT2”处的波形,将“OUI2”处FSK解调信号与信号源产⽣的PN 码进⾏⽐较。

通信原理_移频键控FSK调制与解调系统实验报告

通信原理_移频键控FSK调制与解调系统实验报告

移频键控FSK调制与解调系统设计实验一.实验目的1.加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。

2.学会综合地、系统地应用已学到的知识,对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法,提高独立分析问题与解决问题的能力。

二.实验任务与要求构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统,具体要求是:主载波频率:11800HZ载波1频率:2950HZ(四分频)载波2频率:1475HZ(八分频)数字基带信号NRZ:7位M序列,传输速率约为400波特。

(32分频)FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路(或集成模拟开关)与采用集成模拟乘法器,利用键控法实现。

FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。

传输信道不考虑噪声干扰,采用直接传输。

整个系统用EWB软件仿真完成。

三、2FSK 调制与解调系统原理与电路组成数字频移键控是用载波的频率的变化来传送数字消息的,即用所传送的数字消息控制载波的频率。

实现数字频率调制的方法很多,总括起来有两类。

直接调频法和移频键控法。

注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的,也可能是不连续的,因此有相位连续的FSK 及相位不连续的FSK之分。

并分别记作CPFSK及DPFSK。

根据实验任务的要求,本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,其电路结构如图1-1所示.:图1-1 2FSK调制与解调系统电路原理图1)2FSK 调制系统设计本次综合设计实验的调制系统主要由主载波振荡器、分频器、M序列发生器、调制器、相加器构成。

其调制电路的组成框图如图1-2所示由图可以看出,当信码为“1”时,分频链作4分频,即输出频率 图1-2 FSK 调制器电路组成框图为2950Hz 载波,信码为“0”时,分频链作8分频,输出频率为1475Hz 载波。

如此一来,多谐振荡器输出的载波,通过不同次数的分频,就得到了两种不同频率的输出,经相加器后,从而在输出端得到不同频率的已调信号,即FSK 信号,完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验简介移频键控频移键控 (FSK) 是数字通信中一种重要的调制方式,它将数字信息信号调制成由两种不同频率的正弦波组成的高频信号,其中一个频率表示二进制 0,另一个频率则表示二进制 1,然后将这个高频信号传输到接收端,通过解调还原出原始数据。

FSK 可以用于无线电、音频甚至光学信号的传输。

在本文档中,将介绍如何进行移频键控 FSK 调制与解调的实验,通过实验理解FSK 调制与解调原理,并掌握 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

实验步骤步骤1:准备工作首先,需要准备一台 FSK 调制解调器和一台示波器,并连接起来。

电源供应和示波器探针的连接应当正确无误。

步骤2:FSK 调制信号产生在第一阶段,需要产生一个双音调信号,即表示二进制 0 和 1 的两种频率。

在此实验中,我们选择使用两个正弦波。

这两个频率theta1 和theta2 需要合理选择,可以根据具体实验需要而定。

在产生双音调信号的输出端,通过移频键控 FSK 调制模块进行调制。

由于移频键控 FSK 调制方案较简单,因此可以使用简单通用的运算放大器组成移频键控 FSK 调制电路。

步骤3:传送 FSK 调制信号通过 FSK 调制的信号输出端,将信号输入到示波器中进行观测,用示波器观测检验 FSK 调制信号的准确性。

步骤4:接收 FSK 调制信号并解调使用 FSK 解调器,并将 FSK 调制信号输入演示信号输入端,将解调信号传输至演示信号输出端,观察解调的准确性。

步骤5:验证解调正确性将演示信号输出端与示波器探针连接,观察解调的准确性。

通过移频键控 FSK 调制与解调的实验,我们深入理解了 FSK 调制与解调原理,并掌握了 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

通过本次实验,我们巩固了数字通信学习的基础,为进一步的深入研究奠定了坚实的基础。

移相键控实验报告

移相键控实验报告

移相键控实验报告移相键控实验报告引言:移相键控是一种在通信系统中常见的技术,它可以通过改变信号的相位来传输和解码信息。

在本次实验中,我们将探索移相键控技术的原理和应用,并进行一系列实验来验证其性能和可靠性。

一、实验目的本实验的主要目的是通过实践了解移相键控技术的基本原理,并验证其在通信系统中的应用效果。

具体目标如下:1. 理解移相键控技术的原理和工作方式;2. 学习使用信号发生器和示波器等仪器进行移相键控实验;3. 通过实验验证移相键控技术的可靠性和性能。

二、实验器材和原理1. 实验器材:- 信号发生器:用于产生移相键控信号;- 示波器:用于观测和分析信号的相位变化;- 移相器:用于改变信号的相位。

2. 实验原理:移相键控是一种基于相位变化的调制技术。

在移相键控信号中,信息被编码为信号的相位改变。

具体原理如下:- 正弦波信号的相位:正弦波信号可以表示为A*sin(ωt+φ),其中A为振幅,ω为角频率,t为时间,φ为相位。

改变相位φ可以使信号整体发生平移。

- 移相键控信号:移相键控信号通过改变信号的相位来传输信息。

通常,相位不同的信号表示不同的二进制码,例如0和1。

通过改变信号的相位,可以实现信息的传输和解码。

三、实验步骤1. 连接实验器材:将信号发生器和示波器连接起来,确保信号的产生和观测正常进行。

2. 产生移相键控信号:设置信号发生器的参数,产生移相键控信号。

可以选择不同的相位差和频率来模拟不同的移相键控信号。

3. 观测信号的相位变化:使用示波器观测信号的相位变化,并记录下相位的变化情况。

4. 移相键控信号的解码:根据信号的相位变化,解码出信号中所传输的信息。

5. 验证移相键控的可靠性和性能:通过多次实验,比较不同的移相键控信号在传输过程中的可靠性和性能。

四、实验结果和分析通过实验,我们观察到了移相键控信号的相位变化,并成功解码出了信号中所传输的信息。

根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 移相键控技术可以通过改变信号的相位来传输信息,具有较高的可靠性和鲁棒性。

bpsk调制及解调原理实验报告

bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控(BPSK)调制及解调的原理,通过实际操作和观测,掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程,分析其性能特点,并探讨相关参数对系统性能的影响。

二、实验原理(一)BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式,它使用两个相位(通常为 0和π)来表示二进制数字信息。

在 BPSK 中,当输入的二进制数字为“0”时,调制后的载波相位为 0;当输入的二进制数字为“1”时,调制后的载波相位为π。

假设输入的二进制序列为{an},载波信号为cos(ωct),则 BPSK 调制后的信号可以表示为:s(t) =an cos(ωct +φn)其中,当 an = 0 时,φn = 0;当 an = 1 时,φn =π。

(二)BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。

相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。

接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后,通过低通滤波器滤除高频分量,再进行抽样判决,恢复出原始的二进制数字信息。

具体的解调过程如下:接收信号 r(t) = s(t) + n(t) (其中 n(t) 为加性高斯白噪声)与本地载波cos(ωct) 相乘得到:r(t) cos(ωct) =an cos(ωct +φn) +n(t) cos(ωct)= 1/2 an 1 +cos(2ωct +φn) +n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后,滤除2ωc 频率成分,得到:1/2 an +n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决,若抽样值大于 0,则判决为“0”;若抽样值小于0,则判决为“1”。

三、实验内容与步骤(一)实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能(二)实验步骤1、利用编程语言(如 MATLAB)生成随机的二进制数字序列作为输入信号。

频移键控调制与解调实验报告

预习报告成绩: 指导教师审核(签名): 2012年 5 月 30 日预习报告一、 实验目的1. 掌握用键控法产生2FSK 信号的原理及实现方法。

2. 掌握2FSK 过零检测解调的原理。

二、 实验内容1. 观察2FSK 信号波形。

2. 观察2FSK 过零检测解调器各点信号波形。

3. 观察2FSK 解调信号波形。

三、 实验器材1. 信号源模块 2. 数字调制模块 3. 数字解调模块4. 同步信号提取模块5. 20M 双踪示波器 一台 6. 频率计(可选) 一台四、 实验思考题1. 分析2FSK 的调制和解调原理。

2. 改变74HC123的哪些外围元件参数对FSK 解调正确输出有影响?3. 用过零检测法进行FSK 解调时,其输出信号序列与发送信号序列相比是否产生了延迟?五、 实验原理1.2FSK 调制原理。

2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。

被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化,即载频为f 0时代表传0,载频为f 1时代表传1。

显然,2FSK 信号完全可以看成两个分别以f 0和f 1为载频的两种2ASK 信号的合成,其一般时域数学表达式为t w nT t g a t w nT t g a t S n s n n s n FSK 102cos )(cos )()(⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑ (5—1)式中,的反码,即是n n a a f w f w ,2,21100ππ==⎩⎨⎧-=⎩⎨⎧-=Pa P a n n ,概率为,概率为,概率为,概率为1P 1011P2FSK 信号的典型时域波形如图5-1所示,因为2FSK 属于频率调制,通常可定义其移频键控指数为S s R ff T f f h /0101-=-= (5—2)显然,h 与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的,其大小对己调波带宽有很大影响。

2FSK 信号与2ASK 信号的相似之处是含有载频离散谱分量,也就是说,二者均可以采用非相干方式进行解调。

bpsk调制及解调原理实验报告

bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本次实验旨在深入理解 BPSK(Binary Phase Shift Keying,二进制相移键控)调制及解调的原理,通过实际操作和观察实验结果,掌握BPSK 信号的产生、传输和恢复过程,以及分析其性能和特点。

二、实验原理(一)BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控调制方式,它使用两个相位(通常为 0 和π)来表示二进制数字信息。

在 BPSK 中,当输入的二进制数字为“0”时,载波的相位为 0;当输入的二进制数字为“1”时,载波的相位为π。

假设输入的二进制序列为{b_n},载波信号为cos(2πf_ct),则BPSK 调制后的信号 s(t) 可以表示为:s(t) =b_n cos(2πf_ct +φ_n)其中,φ_n = 0 当 b_n = 0,φ_n =π 当 b_n = 1。

(二)BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。

相干解调需要在接收端产生一个与发送端载波同频同相的本地载波。

接收信号与本地载波相乘后,通过低通滤波器滤除高频分量,得到包含原始信息的基带信号。

假设接收信号为 r(t) = s(t) + n(t),其中 n(t) 为加性高斯白噪声。

本地载波为cos(2πf_ct),相乘后的信号为:r(t) cos(2πf_ct) = s(t) +n(t) cos(2πf_ct)=b_n cos(2πf_ct +φ_n) +n(t) cos(2πf_ct)= 1/2 b_n 1 +cos(2φ_n) +n(t) cos(2πf_ct)经过低通滤波器后,滤除高频分量,得到:y(t) = 1/2 b_n 1 +cos(2φ_n)当φ_n = 0 时,y(t) = b_n;当φ_n =π 时,y(t) = b_n。

通过判决电路,根据 y(t) 的正负来恢复出原始的二进制数字信息。

三、实验仪器和设备1、信号源产生模块2、 BPSK 调制模块3、信道传输模块(模拟加性高斯白噪声信道)4、 BPSK 解调模块5、示波器6、频谱分析仪四、实验步骤1、连接实验设备,按照实验原理图搭建实验系统。

bpsk调制及解调实验报告

BPSK调制及解调实验报告实验目的本实验旨在通过实践,深入理解二进制相移键控(BPSK)调制及解调的原理和实现方法。

实验原理BPSK是一种常用的调制技术,它将二进制数字0和1分别映射为相位0度和180度的信号。

调制器通过改变载波信号的相位来实现信号的调制,解调器通过检测信号的相位来实现信号的解调。

实验步骤1.准备工作:搭建实验所需的硬件平台,包括信号发生器、混频器、示波器等设备。

2.设置信号发生器:将信号发生器的频率设置为所需的载波频率,幅度设置为适当的数值。

3.设置混频器:将混频器的输入端连接到信号发生器的输出端,输出端连接到示波器的输入端。

4.调制信号:将二进制数据流输入到调制器,根据数据流的值选择相应的相位(0度或180度)来调制载波信号。

5.发送信号:将调制后的信号发送到混频器,混频器将调制信号与载波信号相乘,并输出到示波器上进行观察。

6.解调信号:在接收端,将接收到的信号输入到解调器中进行解调。

解调器根据信号的相位来判断数据流的值(0或1)。

7.观察解调结果:将解调器的输出连接到示波器上,观察解调后的信号波形是否与原始数据相匹配。

实验结果通过以上步骤,我们成功实现了BPSK调制及解调的过程,并获得了正确的解调结果。

观察示波器上的波形,我们可以清晰地看到调制信号的相位变化以及解调信号的恢复过程。

实验分析BPSK调制及解调是一种简单直观的调制技术,它在数字通信系统中得到了广泛应用。

通过本次实验,我们更加深入地了解了BPSK调制及解调的原理和实现过程,同时也对数字通信系统的工作原理有了更清晰的认识。

实验总结本次实验通过实际操作,深入理解了BPSK调制及解调的原理和实现方法。

通过观察示波器上的波形,我们成功地验证了BPSK调制及解调的正确性。

这对于我们进一步学习和实践数字通信系统具有重要意义。

参考文献暂无注意:该实验报告仅为参考样例,具体内容和格式要根据实际情况进行调整。

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通信原理实验报告 实验二 移相键控(PSK/DPSK)调制与解调实验

专业班级: 学 号: 姓 名: 指导老师:

时间:2013 年 12 月 9 日 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、 掌握用键控法产生PSK/DPSK信号的方法。 3、 掌握PSK/DPSK相干解调的原理。 4、 掌握绝对码波形与DPSK信号波形之间的关系。

二、实验内容 1、 观察绝对码和相对码的波形和转换关系。 2、 观察PSK/DPSK调制信号波形。 3、 观察PSK/DPSK解调信号波形。

三、实验器材 1、 信号源模块 一块 2、 ③号模块 一块 3、 ④号模块 一块 4、 ⑦号模块 一块 5、 20M双踪示波器 一台 6、 连接线 若干

四、实验原理 1、 2PSK/2DPSK调制原理 PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式,它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。因此,PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。 PSK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11-1所示。 设二进制单极性码为an,其对应的双极性二进制码为bn,则2PSK信号的一般时域数学表达式为: tnTtgbtScnsnPSKcos)()(2 (11-1) 其中:PaPabnnn-时,概率为=当+时,概率为当11101 则(11-1)式可变为: 



10cos)(0cos)(2ncnsncnsPSKatnTtgatnTtgtS当当

)=(



(11-2)

0 Ts 2Ts 3Ts 4Ts 1 0 1 1 S2PSK(t)A

-A0

ar2

tt

图11-1 2PSK信号的典型时域波形 由(11-1)式可见,2PSK信号是一种双边带信号 我们知道,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。例如,假设相位值用相位偏移x表示(x定义为本码元初相与前一码元初相之差),并设 1数字信息“”

00数字信息“”

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: 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 2DPSK信号相位: 0 0 0 π 0 π π π 0 0 π 或: π π π 0 π 0 0 0 π π 0

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 图11-2 2PSK与2DPSK波形对比

图11-2为对同一组二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形。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。同时我们也可以看到,单纯从波形上看,2PSK与2DPSK信号是无法分辨的。这说明,一方面,只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的,才能正确判定原信息;另一方面,相对移相信号可以看成是把数字信息序列(绝对码)变换成相对码,然后再根据相对码进行绝对移相而形成。 为了便于说明概念,我们可以把每个码元用一个如图11-3所示的矢量图来表示。图中,虚线矢量位置称为基准相位。在绝对移相中,它是未调制载波的相位;在相对移相中,它是前一码元载波的相位。如果假设每个码元中包含有整数个载波周期,那么,两相邻码元载波的相位差既表示调制引起的相位变化,也是两码元交界点载波相位的瞬时跳变量。根据ITU-T的建议,图11-3(a)所示的移相方式,称为A方式。在这种方式中,每个码元的载波相位相对于基准相位可取0、π。因此,在相对移相后,若后一码元的载波相位相对于基准相位为0,则前后两码元载波的相位就是连续的;否则,载波相位在两码元之间要发生跳变。图11-3(b)所示的移相方式,称为B方式。在这种方式中,每个码元的载波相位相对于基准相位可取π/2。因而,在相对移相时,相邻码元之间必然发生载波相位的跳变。这样,在接收端接收该信号时,如果利用检测此相位变化以确定每个码元的起止时刻,即可提供码元定时信息,这正是B方式被广泛采用的原因之一。

π0

+π/2

-π/2参考相位参考相位

(a)(b) 图11-3 二相调制移相信号矢量图 2DPSK的调制原理与2FSK的调制原理类似,也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波,完成2DPSK调制,其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK-NRZ”和“PSK载波”输入,差分变换的时钟信号从“PSK-BS”点输入,其原理框图如图11-4所示:

载波输入已调信号基带信号差分变换K3

相乘器 图11-4 2DPSK调制原理框图 ①差分变换 在数据传输系统中,由于相对移相键控调制具有抗干扰噪声能力强,在相同的信噪比条件下,可获得比其他调制方式(例如:ASK、FSK)更低的误码率,因而这种方式广泛应用在实际通信系统中。 DPSK调制是采用码型变换法加绝对调相来实现,既把数据信息源(如伪随机码序列、增量调制编码器输出的数字信号或脉冲编码调制PCM编码器输出的数字信号)作为绝对码序列an,通过差分编码器变成相对码序列bn,然后再用相对码序列bn,进行绝对移相键控,此时该调制的输出就是DPSK已调信号。 绝对码是以宽带信号码元的电平直接表示数字信息的,如规定高电平代表“1”,低电平代表“0”。

图11-6(a) 差分编码器电路 图11-6(b) 工作波形 相对码(差分码)是用基带信号码元的电平与前一码元的电平有无变化来表示数字信息的,如规定:相对码中有跳变表示1,无跳变表示0。 图11-6(a)是差分编码器电路,可用模二加法器延时器(延时一个码元宽度Tb)来实现这两种码的互相转换。 设输入的相对码an为1110010码,则经过差分编码器后输出的相对码bn为1011100,即bn= an bn–1。 图11-6(b)是它的工作波形图。 ②相乘器 实现输入载波信号和基带信号的相乘变换,输出相应调制信号。

2、 2DPSK解调原理 相乘器低通滤波器逆差分变换抽样判决器运放调制信号输入本地载波解调信号输出位同步信号

延迟低通滤波器抽样判决器位同步信号带通滤波器相乘器调制信号输入解调信号输出(a)

(b) (a)极性比较法 (b)相位比较法 图10-3 2DPSK解调原理框图 2DPSK解调最常用的方法是极性比较法和相位比较法,这里采用的是极性比较法对2DPSK信号进行解调,原理框图如图10-3(a)所示。2PSK调制信号从“PSKIN”输入,位同步信号从“PSK-BS”输入,同步载波从“载波输入”点输入。调制信号经过U11(MC1496)与载波信号相乘后,去掉了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,对此信号进行抽样判决(抽样判决器由U15(74LS74)构成,其时钟为基带信号的位同步信号),将K1的2、3脚相连,即可得到基带信号,对于2DPSK信号,将K1的1、2脚相连,即将PSK解调信号再经过逆差分变换电路(由U15(74LS74)、U13(74LS86)组成),就可以得到基带信号了。

五、测试点说明 1、 信号输入点参考说明 PSK调制模块: PSK-NRZ:PSK基带信号输入点。 PSK载波:PSK载波信号输入点。 PSK-BS:PSK差分编码时钟输入点。 PSK解调模块: PSKIN:PSK调制信号输入(观测点)。 PSK-BS:PSK解调位同步时钟输入点。 载波输入:PSK解调同步载波信号输入点。 2、 信号输出点参考说明 PSK-OUT:PSK/DPSK调制信号输出点。 PSK-DOUT:PSK解调信号经电压比较器后的信号输出点(未经同步判决)。 OUT3:PSK/DPSK解调信号输出点(K1的1、2脚相连,输出DPSK解调信号,2、3脚相连,输出PSK解调信号)。

六、实验步骤 (一)PSK/DPSK调制实验 1、 将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上,将黑色塑封螺钉拧紧,确保电源接触良好。 2、 按照下表进行实验连线: 源端口 目的端口 连线说明 信号源:PN(32K) 模块3:PSK-NRZ S4拨为“1010”,PN是32K伪随机码 信号源:128K同步正弦波 模块3:PSK载波 提供PSK调制载波,幅度为4V * 检查连线是否正确,检查无误后打开电源

3、 将开关K3拨到“PSK”端,以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源,用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”与“PSK-OUT”输出的波形。

4、 不改变PSK调制实验连线。将开关K3拨到“DPSK”端,增加连线: 源端口 目的端口 连线说明 信号源:CLK1(32K) 模块3:PSK-BS DPSK位同步时钟输入 以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源,用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”

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