1、實驗9 PSK DPSK調制解調實驗通信一班20110803126 鄧恬一、實驗目的1. 掌握PSK DPSK調制解調的工作原理及性能要求；2. 進行PSK DPSK調制、解調實驗，掌握電路調整測試方法；3. 掌握二相絕對碼與相對碼的碼變換方法。二、實驗儀器1信道編碼與ASK、FSK、PSK、QPSK調制，位號：A、B位2PSK/QPSK解調模塊，位號：C位3時鐘與基帶數據發生模塊，位號： G位4復接/解復接、同步技術模塊，位號：I位5100M雙蹤示波器1臺三、實驗原理（一） PSK、DPSK調制電路工作原理PSK和QPSK采用了和FSK相同的實驗模塊：“信道編碼與ASK、FSK、PSK、QP

2、SK調制”模塊，該模塊由于采用了可編程的邏輯器件，因此通過切換內部的編程單元，即可輸出不同的調制內容，PSK，DPSK調制電路原理框圖如下如所示：圖9-1 PSK、DPSK調制電路原理框圖圖9-1中，基帶數據時鐘和數據，通過JCLK和JD兩個鉚孔輸入到可編程邏輯器件中，由可編程邏輯器件根據設置的工作模式，完成PSK和DPSK的調制，因為可編程邏輯器件為純數字運算器件，因此調制后輸出需要經過D/A器件，完成數字到模擬的轉換，然后經過模擬電路對信號進行調整輸出，加入跟隨器，完成了整個調制系統。PSK/DPSK調制系統中，默認輸入信號應該為32K的時鐘信號，在時鐘與基帶數據發生模塊有32K的M序列輸

3、出，可供該實驗使用，可以通過連線將時鐘和數據送到JCLK和JD輸入端。標有PSK.DPSK個輸出鉚孔為調制信號的輸出測量點，可以通過按動模塊上的SW01按鈕，切換PSK.DPSK鉚孔輸出信號為PSK或DPSK，同時LED指示燈會指示當前輸出內容的工作狀態。2相位鍵控解調電路工作原理二相PSK(DPSK)解調器電路采用科斯塔斯環(Constas環)解調，其原理如圖9-2所示。9-2 解調器原理方框圖1）解調信號輸入電路 輸入電路由晶體三極管跟隨器和運算放大器38U01組成的整形放大器構成，采用跟隨器是為了發送（調制器）和接收（解調器）電路之間的隔離，從而使它們工作互不影響。放大整形電路輸出的信號

4、將送到科斯塔斯特環。由于跟隨器電源電壓為5V，因此輸入的PSK已調波信號幅度不能太大，一般控制在1.8V左右，否則會產生波形失真。輸入電路原理圖如下如所示：9-3 解調器輸入電路原理圖2）科斯塔斯環提取載波原理（原理中標號參見原理圖）PSK采用科斯塔斯特環解調，圖9-4圖9-5為科斯塔斯特環原理方框圖和電路原理圖。圖9-4 科斯塔斯特環電路原理方框圖數字90º移相電路的相位波形圖如9-6所示。圖9-6 90度數字移相器的波形圖四、各測量點及可調元件的作用1. 信道編碼與ASK、FSK、PSK、QPSK調制模塊（底板A、B位）L01：指示調制狀態，L01亮時，PSK,DPSK鉚孔輸出P

5、SK調制信號；L02：指示調制狀態，L02亮時，PSK,DPSK鉚孔輸出DPSK調制信號；JCLK：32K時鐘輸入端；JD：32K基帶數據輸出端；基帶輸出：基帶絕對碼或相對碼輸出；PSK、DPSK：PSK或DPSK調制信號輸出端；SW01：調制模式切換按鈕。2PSK QPSK解調模塊（底板C位）38W01：載波提取電路中鎖相環壓控振蕩器頻率調節電位器。38P01：PSK、QPSK待解調信號輸入鉚孔。38K01：解調載波選擇開關：插在左邊為PSK正交載波，插在右邊為QPSK正交載波（F9O）38K02：解調載波選擇開關：插在左邊為PSK同相載波，插在右邊為QPSK同相載波（FO）38TP01：鎖

6、相環壓控振蕩器2.048MHz載波信號輸出。建議用頻率計監視該測量點上的信號頻率，有偏差時可調節38W01，PSK解調時，當其準確而穩定地鎖定在2.048MHz，則可解調輸出數字基帶信號。38TP02：頻率為1.024MHz的正交載波（方波）輸出信號。38TP03：頻率為1.024MHz的同相載波（方波）輸出信號。38P02： PSK解調輸出/QPSK解調I路輸出鉚孔。PSK方式的科斯塔斯環解調時存在相位模糊問題，解調出的基帶信號可能會出現倒相情況；DPSK方式解調后基帶信號為相對碼，相絕轉換由下面的“復接/解復接、同步技術模塊”完成。38P03：QPSK解調Q路輸出鉚孔。3復接/解復接、同步

7、技術模塊（底板I位）39SW01：功能設置開關。設置“0010”，為32K相對碼、絕對碼轉換。 39P01：外加基帶信號輸入鉚孔。 39P07：相絕碼轉換輸出鉚孔。五、實驗內容及步驟1插入有關實驗模塊在關閉系統電源的情況下，按照下表放置實驗模塊：模塊名稱放置位號時鐘與基帶數據發生模塊G信道編碼與ASK.FSK.PSK.QPSK調制A、BPSK.QPSK解調模塊C噪聲模塊E復接/解復接 同步技術模塊I對應位號可見底板右上角的“實驗模塊位置分布表”，注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致。2信號線連接使用專用導線按照下表進行信號線連接：源端目的端連線作用4P01（G）JD（AB）為PSK調制輸入32K

8、的15位m序列；4P02（G）JCLK（AB）為PSK調制輸入32K的基帶時鐘；PSK、DPSK（AB）3P01（E）將調制輸出送入噪聲模塊，為PSK調制后信號加噪；3P02（E）38P01（D）將加噪后的調制信號送入PSK解調輸入模塊；3加電打開系統電源開關，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請立即關閉電源，查找異常原因。4實驗內容設置撥碼器“4SW02”（G）設置為“00001”，4P01產生32K的 15位m序列輸出；按動SW01（AB）按鈕，使“L01”指示燈亮，“PSK DPSK”輸出為PSK調制；將“PSK QPSK解調模塊”兩個跳線（38K01和38K02）開關插

9、到左側，選擇PSK解調模式。（一）PSK調制/解調實驗1.PSK調制信號觀測用示波器通道1接JD（AB），用示波器通道2接“PSK DPSK”（AB），分別觀測32K基帶信號數據和PSK調制信號，記錄實驗結果。分析PSK調制的相位情況。分析：0變1，或者1跳變成0時，相位出現反轉。2.PSK解調后信號觀測：l 無噪聲PSK解調觀測（1） 調節3W01（E），使3TP01信號幅度為0，即傳輸的PSK調制信號不加入噪聲。（2）用示波器分別觀測JD（AB）和38P02（C），對比調制前基帶數據和解調后基帶數據。分析：解調后與調制前的基帶數據相同，有稍許延遲。（3）緩慢調節解調模塊上的VCO（C）電位

10、器，調整鎖相環輸出同步載波，同時注意對比JD（AB）和38P02（C）的信號是否相同或反向，相同則說明解調正確，反向則是出現了相位模糊（倒pi）的情況。分析相位模糊的原因，思考怎么解決？分析：調節VCO電位器，會出現反向的問題。即相位模糊。解決方法為控制好VCO的范圍。l 有噪聲PSK解調觀測（1）在保持上述連線（無噪聲時）不變的情況下，逐漸調節3W01（E），使噪聲電平逐漸增大，即改變信噪比（S/N），觀察解調信號波形是否還能保持正確。 分析：不能保持正確的波形。（2）用示波器觀察3P01（E）和3P02（E），分析加噪前和加噪后信號有什么差別。分析：加噪聲，psk信號失真。（二） DPSK

11、調制/解調實驗1.DPSK調制解調設置保持PSK調制解調設置及連線未修改的情況下，完成下面操作：（1）按動SW01（AB）按鈕，使“L02”指示燈亮，“PSK DPSK”輸出為DPSK調制；（2）將“功能選擇”（I）撥動開關設置為“0010”，則“復接/解復接、同步技術模塊”工作在32K時鐘下絕對碼-相對碼模式。（3）使用導線連接“38P02”（C）和“39P01”（I），將解調數據送入絕對碼-相對碼轉換單元。1.DPSK調制信號觀測（1）用示波器同時觀測“4P01”（G）和“基帶輸出”（AB），分別觀察絕對碼和相對碼，分析相對碼是否正確。分析：黃色的為絕對碼，絕對碼為1時，相對碼就改變，絕對

12、碼為0時，相對碼就維持原來的不變。（2）用示波器通道1接“DATA”（AB），用示波器通道2接“PSK DPSK”（AB），分別觀測相對碼和PSK調制信號，記錄實驗結果。可見，DPSK是指在對基帶數據進行PSK調制之前完成了絕對碼到相對碼的轉換。分析：DPSK是指在對基帶數據進行PSK調制之前完成了絕對碼到相對碼的轉換。2.DPSK解調后信號觀測l 無噪聲DPSK解調觀測（1）調節3W01（E），使3TP01信號幅度為0，即傳輸的DPSK調制信號不加入噪聲。（2）用示波器分別觀測JD（AB）和38P02（C），對比調制前基帶數據和解調后基帶數據。（3）緩慢調節解調模塊上的VCO（C）電位器，調

13、整鎖相環輸出同步載波，同時注意對比“DATA”（AB）和“38P02”（C）的信號是否相同或反向，相同則說明解調正確，反向則是出現了相位模糊（倒pi）的情況。分析：調節VCO出現了反向的信號，即出現了相位模糊。（4）在步驟（3）反向的情況下，用示波器分別觀測“4P01”（G）和“39P07”（I），觀察絕對碼基帶數據和解調轉換后的絕對碼數據是否相同。DPSK是否解決了PSK存在相位模糊的問題？分析：二者相同，說明DPSK可以解決PSK存在的相位模糊的問題。l 有噪聲DPSK解調觀測（1）在保持上述連線（無噪聲時）不變的情況下，逐漸調節“3W01”（E），使噪聲電平逐漸增大，即改變信噪比（S/N），觀察解調信號是否還能保持正確。思考DPSK解調后，當前碼元錯誤是否會對其他碼元造成影響，分析DPSK解調的缺點。分析：解調信號不能保持正確。當前碼元的錯誤會對其他碼元造成影響，因為他是差分譯碼，是一種相干解調，跟前一個碼元的正確與否有關