1、【实验性质】：验证性实验,实验六 2DPSK调制解调实验,一、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2PSK、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、掌握2DPSK相干解调原理。,二、实验预习要求,实验前预习通信原理关于二进制相移键控PSK调制及其解调有关章节。,三、实验仪器仪表,1、70MHz双踪数字存储示波器一台 2、实验模块：数字信号源模块 数字调制模块载波恢复模块2DPSK解调模块,三、实验仪器仪表,四、实验原理 一、PSK调制,众所周知，数字相位调制又称为移相键控
2、。它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。通常又可把它分成绝对相移与相对相移两种方式。所谓绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。所谓相对移相，就是利用载波相位的相对值来传递信息，也就是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息，所以也称为“差分移相”。,四、实验原理 一、PSK调制,1. 2PSK（绝对调相）,相移键控是利用数字信号去控制载波的相位，对二进制，相位只有两种取值，通常为0和。所以称之为二相键控。 2PSK信号表达式： 其中若g(t)是幅度为1宽度为的矩形脉冲，则2PSK信号可表示为,四、实验原理 一、PSK调制,8,如果 ，与载频间为整数倍关系，则2PSK信号有如下波形：
3、 2PSK与2ASK在表达式形式上是一致的，但2ASK调制信号为单极性脉冲，而2PSK为双极性脉冲，且二者皆为DSB，只是2PSK没有载频离散谱成分。,四、实验原理 一、PSK调制,四、实验原理 一、PSK调制,为避免绝 对调相存 在的问题， 引入相对 调相，即 2DPSK， 其原理及 波形见图。,22DPSK（差分相位键控，相对调相）,四、实验原理 二、PSK解调,由于PSK信号频谱中没有载频，解调必须用相干解调方法，而此时如何获得同频同相的载频就成了关键问题。可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用
4、相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等于码元速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。,四、实验原理 二、PSK解调,12,右图为载波恢复电路。其中：（a）为平方环电路，（b）为科斯塔斯环电路。这两种电路恢复的载波相位不可避免地具有不确定性。,13,2PSK相干解调器如下图所示。 2PSK调制与解调过程如下：,2DPSK相干解调器及各点波形如下图所示。,2DPSK信号的调制与解调过程如下。,2DPSK信号的另一种差分解调方法如下图所示。,2DPSK信号调制与延迟解调过程如下,四、实验原理,2DPSK数字调制单元的原理方框图如下图所示。,2DPSK数字调制方框图,四
5、、实验原理,本单元有以下测试点及输入输出点： BS-IN 位同步信号输入点 NRZ-IN 数字基带信号输入点 CAR 2DPSK信号载波测试点 AK 绝对码测试点（与NRZ-IN相同） BK 相对码测试点 2DPSK（2PSK）-OUT 2DPSK（2PSK）信号测试点/输出点，VP-P0.5V,四、实验原理,2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： 2DPSK-IN 2DPSK信号输入点/测试点 BS-IN 位同步信号输入点 CAR-IN 相干载波输入点 MU 相乘器输出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 NRZ（B） 整形输出信号的输出点/测试点 BK 解调输出相对码测试点
6、 NRZ-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点,2DPSK相干解调方框图,2DPSK数字解调单元的原理方框图如下图所示。,四、实验原理,DPSK相干解调器模块各点波形示意图如下图所示。 图中设相干载波为相。,2DPSK相干解调波形示意图,四、实验原理,2PSK调制解调连接图：, MU 相乘器输出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 NRZ（B） 整形输出信号的输出点/测试点 BK 解调输出相对码测试点 NRZ-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,CAR,五、实验内容,1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形，画出NRZIN、BS-IN
7、 、CLK-IN、AK 、BK 。 2、用示波器观察2PSK、2DPSK信号波形，画出CAR、2DPSK-OUT。 3、用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形，画出CAR-IN、MU、LPF、NRZ-OUT。,六、实验步骤,（1） 连线：数字调制单元的CLKIN、BSIN、NRZIN分别连至信源单元CLKOUT、BSOUT、NRZOUT。打开电源开关和模块电源开关。 （2）示波波CH1接AK，CH2接BK，信源模块的KS1、KS2、KS3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-OUT，CH2分别接
8、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信号的幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。,六、实验步骤,（4）示波器的CH2接LPF，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。 （5）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相，观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字调制单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、NRZ-OUT信号之间的关系。 （6）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CAR-OUT信号反相，重新进行步骤（5）的观察。,七、思考题,设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2PSK 及2DPSK信号波形。,
