实验三DPSK调制、解调实验.doc

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1、课程名称：通信原理实验题目：实验三DPSK调制、解调实验学生：专业：电子信息工程班级：电信10-2班学号：指导教师：信日期：2012年11月25日实验三DPSK调制、解调实验一、实验目的1.加深对DPSK调制原理的理解及其硬件实现方法2.进一步了解DPSK解调原理各种锁相环解调的特性，掌握同相正交环的解调原理及其硬件实现方法3.加深对载波提取电路相位模糊度的理解4.加深对眼图几个主要参数的认识二、实验容1.DPSK调制实验1)载波、时钟信号实验2)伪随机基带信号源实验3)差分编码实验4)DPSK调制实验2.DPSK解调实验

2、 1)同相正交环解调DPSK实验4)基带信号解调、相位锁定实验2)压控振荡器实验5)基带信号判决实验3)载波900相移实验6)差分译码实验3.DPSK调制解调系统实验1)同步带测量实验2)捕捉带测量实验3)载波提取锁相环相位模糊度实验4)DPSK调制解调眼图实验4.学生常犯的测量错误三、实验原理和电路说明1.调制2DPSK系统的调制部分框图如图1所示。下面分几部分说明。1.1M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。按照本原多项式组成的五级线性

3、移位寄存器，就可得到31位码长的M序列。码元定时与载波的关系可以是同步的，以便清晰观察码元变化时对应调制载波的相位变化；也可以是异步的，因为实际的系统都是异步的。本实验的M序列由IC3、1C4、IC5、IC6产生，码元速率为lMb/s。2DPSKM序列发生器差分编码调相÷10晶振10MH2÷2P2P3P6P1P5图12DPSK调制部分框图1.2相对调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。以二进制调相为例:取码元为“1”时，调制后载波与未调载波反相；取码元为“0”时，

4、调制后载波与未调载波同相；“1”和“0”时调制后载波相位差1800。绝对移相的波形如图2所示。在同步解调的PSK系统中，由于收端载波恢复存在相位含糊的问题，即恢复的载波可能与未调载波同相，也可能反相，以至使解调后的信码出现“0”、“1”倒置，发送为“1”码，解调后得到“0”码；发送为“0”码，解调后得到“1”码。这是我们所不希望的，为了克服这种现象，人们提出了相对移相方式。图2绝对移相的波形示意图在一般情况下，相对移相可以通过对信码进行变换和绝对移相来实现。将信码经过差分编码变换成新的码组一相对码，再利用相对码对载波进行绝

5、对移相，使输出的己调载波相位满足相对移相的相位关系。设绝对码为{an}，相对码为{bn}，则二相差分编码的逻辑关系为:(1)差分编码的功能可由一个模二和电路和一级移位寄存器组成。本实验用IC6:A和IC8完成。调相电路可由模拟相乘器实现，也可由数字电路实现。实验中的调相电路是由数字选择器(74LS153)完成的。当2脚和14脚同时为高电平时，7脚输出与3脚输入的0相载波相同；当2脚和14脚同时为低电平时，7脚输出与6脚输入的π相载波相同。这样就完成了差分信码对载波的相位调制。图3示出了一个数字序列的相对移相的过程。图3绝对

6、码实现相对移相的过程对应于差分编码，在解调中有一差分译码。差分译码的逻辑为:(2)本实验由IC9、IC10完成。将(1)式代人(2)式，得这样，经差分译码后就恢复了原始的发码序列。1.3数字调相器的主要指标在设计与调整一个数字调相器对，主要考虑的性能指标是调相误差和寄生调幅。（1）调相误差由于电路不理想，往往引进附加的相移，使调相器输出信号的载波相位取值为00及1800+ΔΦ，我们把这个偏离的相角ΔΦ称为调相误差。调相器的调相误差相当于损失了有用信号的能量。(2)寄生调幅理想的二相相位调制器，当数码取“0”或“1”时，其输

7、出信号的幅度应保持不变，即只有相位调制而没有附加幅度调制。但由于调制器的特性不均匀及脉冲高低电平的影响，使得“0”码和“1”码的输出信号的幅度不等。设“0”码和“1”码所对应的输出信号幅度分别为Uom及Uim，则寄生调幅为:2．解调2.1同相正交环绝大多数二相PSK信号采用对称的移相键控，因而在码元1、0等概条件下都是抑载波的，即在调制信号的频谱中不含载波线谱，这样就无法用窄带滤器从调制信号中直接提取参考相位载波。对于PSK而言，只要用某种非线性处理的方法去掉相位调制，就能产生与载波有一定关系的分量，恢复出同步解调所需要的

8、参考相位载波，实现对被抑制掉的载波进行跟踪。从PSK信号中提取载波的常用方法是采用载波跟踪锁相环，如平方环、同相正交环、逆调制环和判决反馈环等。这几种锁相环的性能特点列于表1中。本实验采用同相正交环。同相正交环又叫科斯塔斯（Costas）环。实验原理如图3.7所示。在这种环路里，误差信号是由两个鉴相器提