- 相關(guān)推薦
PSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 掌握二相絕對(duì)碼與相對(duì)碼的碼變換方法；
2. 掌握二相相位鍵控調(diào)制解調(diào)的工作原理及性能測(cè)試；
3. 學(xué)習(xí)二相相位調(diào)制、解調(diào)硬件實(shí)現(xiàn)，掌握電路調(diào)整測(cè)試方法。
二、實(shí)驗(yàn)儀器
1．時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G
2．PSK 調(diào)制模塊，位號(hào)A
3．PSK 解調(diào)模塊，位號(hào)C
4．噪聲模塊，位號(hào)B
5．復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊，位號(hào)I
6．20M 雙蹤示波器1 臺(tái)
7．小平口螺絲刀1 只
8．頻率計(jì)1 臺(tái)（選用）
9．信號(hào)連接線4 根
三、實(shí)驗(yàn)原理
相位鍵控調(diào)制在數(shù)字通信系統(tǒng)中是一種極重要的調(diào)制方式，它具有優(yōu)良的抗干擾噪聲性能及較高的頻帶利用率。在相同的信噪比條件下，可獲得比其他調(diào)制方式（例如：ASK、FSK）更低的誤碼率，因而廣泛應(yīng)用在實(shí)際通信系統(tǒng)中。本實(shí)驗(yàn)箱采用相位選擇法實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制（二進(jìn)制），絕對(duì)移相鍵控（PSK 或CPSK）是用輸入的基帶信號(hào)（絕對(duì)碼）選擇開(kāi)關(guān)通斷控制載波相位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相對(duì)移相鍵控（DPSK）采用絕對(duì)碼與相對(duì)碼變換后，用相對(duì)碼控制選擇開(kāi)關(guān)通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（一） PSK 調(diào)制電路工作原理
二相相位鍵控的載波為1.024MHz，數(shù)字基帶信號(hào)有32Kb/s 偽隨機(jī)碼、及其相對(duì)碼、32KHz 方波、外加數(shù)字信號(hào)等。相位鍵控調(diào)制解調(diào)電原理框圖，如圖6-1 所示。
1．載波倒相器
模擬信號(hào)的倒相通常采用運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)自1.024MHz 載波信號(hào)輸入到運(yùn)放的反相輸入端，在輸出端即可得到一個(gè)反相的載波信號(hào)，即π相載波信號(hào)。為了使0 相載波與π相載波的幅度相等，在電路中加了電位器37W01 和37W02 調(diào)節(jié)。
2．模擬開(kāi)關(guān)相乘器
對(duì)載波的相移鍵控是用模擬開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)的。0 相載波與π相載波分別加到模擬開(kāi)關(guān)A：CD4066 的輸入端（1 腳）、模擬開(kāi)關(guān)B：CD4066 的輸入端（11 腳），在數(shù)字基帶信號(hào)的信碼中，它的正極性加到模擬開(kāi)關(guān)A 的輸入控制端（13 腳），它反極性加到模擬開(kāi)關(guān)B 的輸入控制端（12 腳）。用來(lái)控制兩個(gè)同頻反相載波的通斷。當(dāng)信碼為“1”碼時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)
A 的輸入控制端為高電平，模擬開(kāi)關(guān)A 導(dǎo)通，輸出0 相載波，而模擬開(kāi)關(guān)B 的輸入控制端為低電平，模擬開(kāi)關(guān)B 截止。反之，當(dāng)信碼為“0”碼時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)A 的輸入控制端為低電平，模擬開(kāi)關(guān)A 截止。而模擬開(kāi)關(guān)B 的輸入控制端卻為高電平，模擬開(kāi)關(guān)B 導(dǎo)通。輸出π相載波，兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)輸出通過(guò)載波輸出開(kāi)關(guān)37K02 合路疊加后輸出為二相PSK 調(diào)制信號(hào)。另外，DPSK 調(diào)制是采用碼型變換加絕對(duì)調(diào)相來(lái)實(shí)現(xiàn)，即把數(shù)據(jù)信息源（偽隨機(jī)碼序列）作為絕對(duì)碼序列{an}，通過(guò)碼型變換器變成相對(duì)碼序列{bn}，然后再用相對(duì)碼序列{bn}，進(jìn)行絕
對(duì)移相鍵控，此時(shí)該調(diào)制的輸出就是DPSK 已調(diào)信號(hào)。本模塊對(duì)應(yīng)的操作是這樣的（詳細(xì)見(jiàn)圖6-1），37P01 為PSK 調(diào)制模塊的基帶信號(hào)輸入鉚孔，可以送入4P01 點(diǎn)的絕對(duì)碼信（PSK），也可以送入相對(duì)碼基帶信號(hào)(相對(duì)4P01 點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，此調(diào)制即為DPSK 調(diào)制)。
（二）相位鍵控解調(diào)電路工作原理
二相PSK(DPSK) 解調(diào)器的總電路方框圖如圖6-2 所示。
該解調(diào)器由三部分組成：載波提取電路、位定時(shí)恢復(fù)電路與信碼再生整形電路。載波恢復(fù)和位定時(shí)提取，是數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。載波恢復(fù)的具體實(shí)現(xiàn)方案是和發(fā)送端的調(diào)制方式有關(guān)的，以相移鍵控為例，有：N 次方環(huán)、科斯塔斯環(huán)(Constas 環(huán))、逆調(diào)制環(huán)和判決反饋環(huán)等。近幾年來(lái)由于數(shù)字電路技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，又出現(xiàn)了基帶數(shù)字處理載波跟蹤環(huán)，并且已在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的使用。但是，為了加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)及對(duì)基本理論的理解，我們從實(shí)際出發(fā)，選擇科斯塔斯環(huán)解調(diào)電路作為基本實(shí)驗(yàn)。
1．二相(PSK，DPSK)信號(hào)輸入電路
由整形電路，對(duì)發(fā)送端送來(lái)的二相(PSK、DPSK)信號(hào)進(jìn)行前后級(jí)隔離、放大后送至鑒相器1 與鑒相器2分別進(jìn)行鑒相。
圖6-2 解調(diào)器原理方框圖
2．科斯塔斯環(huán)提取載波原理
經(jīng)整形電路放大后的信號(hào)分兩路輸出至兩鑒相器的輸入端，鑒相器1 與鑒相器2 的控制信號(hào)輸入端的控制信號(hào)分別為0 相載波信號(hào)與π/2 相載波信號(hào)。這樣經(jīng)過(guò)兩鑒相器輸出的鑒相信號(hào)再通過(guò)有源低通濾波器濾掉其高頻分量，再由兩比較判決器完成判決解調(diào)出數(shù)字基帶信碼，由相乘器電路，去掉數(shù)字基帶信號(hào)中的數(shù)字信息。得到反映恢復(fù)載波與輸入載波相位
之差的誤差電壓Ud, Ud 經(jīng)過(guò)環(huán)路低通濾波器濾波后，輸出了一個(gè)平滑的誤差控制電壓，去控制VCO 壓控振蕩器74S124。它的中心振蕩輸出頻率范圍從1Hz 到60MHz，工作環(huán)境溫度在0～70℃，當(dāng)電源電壓工作在+5V、頻率控制電壓與范圍控制電壓都為+2V 時(shí)，74S124 的輸出頻率表達(dá)式為： f0 = 5×10-4/Cext，在實(shí)驗(yàn)電路中，調(diào)節(jié)精密電位器38W01(10KΩ)的阻值，使頻率控制輸入電壓(74LS124 的2 腳)與范圍控制輸入電壓(74LS124 的3 腳)基本相等，此時(shí)，當(dāng)電源電壓為+5V 時(shí)，才符合：f0 = 5×10-4/Cext,再改變4、5 腳間電容,使74S124 的7 腳輸出為2.048NHZ 方波信號(hào)。74S124 的6 腳為使能端，低電平有效，它開(kāi)啟壓控振蕩器工作；當(dāng)74S124 的第7 腳輸出的中心振蕩頻率偏離2.048MHz時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)38W01，用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)38TP02 上的頻率值，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出2.048MHz 的同步時(shí)鐘信號(hào)。該2.048MHz 的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻(÷2)電路：一次分頻變成1.024MHz 載波信號(hào)，并完成π/2 相移相。 這樣就完成了載波恢復(fù)的功能。
從圖中可看出該解調(diào)環(huán)路的優(yōu)點(diǎn)是：
①該解調(diào)環(huán)在載波恢復(fù)的同時(shí)，即可解調(diào)出數(shù)字信息。
②該解調(diào)環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)載波恢復(fù)環(huán)路可用模擬和數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。
但該解調(diào)環(huán)路的缺點(diǎn)是：存在相位模糊，即解調(diào)的數(shù)字基帶信號(hào)容易出現(xiàn)反向問(wèn)題。DPSK 調(diào)制解調(diào)就可以解決這個(gè)問(wèn)題，相絕碼轉(zhuǎn)換在“復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊”上完成。
四、各測(cè)量點(diǎn)及可調(diào)元件的作用
1．PSK 調(diào)制模塊
37K02：兩調(diào)制信號(hào)疊加。1-2 腳連，輸出“1”的調(diào)制信號(hào)；2-3 腳連，輸出“0”的調(diào)制信號(hào)。
37W01：調(diào)節(jié)0 相載波幅度大小，使37TP02 峰峰值2～4V。
37W02：調(diào)節(jié)π相載波幅度大小，使37TP03 峰峰值2～4V。
37P01：外加數(shù)字基帶信號(hào)輸入鉚孔。
37TP01：頻率為1.024MHz 方波信號(hào)，由4U01 芯片(EPM240)編程產(chǎn)生。
37TP02：0 相1.024MHZ 載波正弦波信號(hào)，調(diào)節(jié)電位器37W01 改變幅度（2～4V 左右）。 37TP03：π 相1.024MHZ 載波正弦波信號(hào)，調(diào)節(jié)電位器37W02 改變幅度（2～4V 左右）。 37P02：PSK 調(diào)制信號(hào)輸出鉚孔。由開(kāi)關(guān)37K02 決定。
1-2 相連3-4 斷開(kāi)時(shí)，37P02 為0 相載波輸出；
1-2 斷開(kāi)3-4 相連時(shí)，37P02 為π相載波輸出；
1-2 和3-4 相連時(shí)，37P02 為PSK 調(diào)制信號(hào)疊加輸出。注意兩相位載波幅度需調(diào)整相同，否則調(diào)制信號(hào)在相位跳變處易失真。
2．PSK 解調(diào)模塊
38W01：載波提取電路中壓控振蕩器調(diào)節(jié)電位器。
38P01：PSK 解調(diào)信號(hào)輸入鉚孔。
38TP01：壓控振蕩器輸出2.048MHz 的載波信號(hào)，建議用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量該點(diǎn)上的頻 率值 有偏差時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)38W01，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出2.048MHz 的載波信號(hào)，即可解調(diào)輸 出數(shù)字基帶信號(hào)。
38TP02：頻率為1.024MHz 的0 相載波輸出信號(hào)。
38TP03：頻率為1.024MHz 的π/2 相載波輸出信號(hào)，對(duì)比38TP02。
38P02：PSK 解調(diào)輸出鉚孔。PSK 方式的科斯塔斯環(huán)解調(diào)時(shí)存在相位模糊問(wèn)題，解調(diào)出的基帶信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)倒相情況；DPSK 方式解調(diào)后基帶信號(hào)為相對(duì)碼，相絕轉(zhuǎn)換由下面的“復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊”完成。
3．復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊
39SW01：功能設(shè)置開(kāi)關(guān)。設(shè)置“0010”，為32K 相對(duì)碼、絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換。
39P01：外加基帶信號(hào)輸入鉚孔。
39P07：相絕碼轉(zhuǎn)換輸出鉚孔。
五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟
1．插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：
在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“ PSK 調(diào)制模塊” 、“噪聲模塊”、“PSK解調(diào)模塊”、“同步提取模塊”，插到底板“G、A、B、C、I”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。
2．PSK、DPSK 信號(hào)線連接：
絕對(duì)碼調(diào)制時(shí)的連接（PSK）：用專(zhuān)用導(dǎo)線將4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01 連接。 相對(duì)碼調(diào)制時(shí)的連接（DPSK）：用專(zhuān)用導(dǎo)線將4P03、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、39P01連接。
注意連接鉚孔的箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔。
3．加電：
打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。
4．基帶輸入信號(hào)碼型設(shè)置：
撥碼器4SW02 設(shè)置為“00001 “，4P01 產(chǎn)生32K 的 15 位m 序列輸出；4P03 輸出為4P01 波形的相對(duì)碼。
5. 跳線開(kāi)關(guān)設(shè)置：
跳線開(kāi)關(guān)37K02 1-2、3-4 相連。
6．載波幅度調(diào)節(jié)：
37W01：調(diào)節(jié)0 相載波幅度大小，使37TP02 峰峰值2～4V。(用示波器觀測(cè)37TP02 的幅度，載波幅度不宜過(guò)大，否則會(huì)引起波形失真)
37W02：調(diào)節(jié)π相載波幅度大小，使37TP03 峰峰值2～4V。（用示波器觀測(cè)37TP03 的幅度）。
7.相位調(diào)制信號(hào)觀察：
（1）PSK 調(diào)制信號(hào)觀察：雙蹤示波器，觸發(fā)測(cè)量探頭測(cè)試4P01 點(diǎn)，另一測(cè)量探頭測(cè)試37P02，調(diào)節(jié)示波器使兩波形同步，觀察BPSK 調(diào)制輸出波形，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
（2）DPSK 調(diào)制信號(hào)觀察：雙蹤示波器，觸發(fā)測(cè)量探頭測(cè)試4P03 點(diǎn)，另一測(cè)量探頭測(cè)試37P02，調(diào)節(jié)示波器使兩波形同步，觀察DPSK 調(diào)制輸出波形，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
8．噪聲模塊調(diào)節(jié)：
調(diào)節(jié)3W01，將3TP01 噪聲電平調(diào)為0；調(diào)節(jié)3W02，使3P02 信號(hào)峰峰值2～4V。
9．PSK 解調(diào)參數(shù)調(diào)節(jié)：
調(diào)節(jié)38W01 電位器，使壓控振蕩器工作在2048KHZ，同時(shí)可用頻率計(jì)鑒測(cè)38TP01 點(diǎn)。注意觀察38TP02和38TP03 兩測(cè)量點(diǎn)波形的相位關(guān)系。
10．相位解調(diào)信號(hào)觀測(cè)：
（1）PSK 調(diào)制方式
觀察38P02 點(diǎn)PSK 解調(diào)輸出波形，并作記錄，并同時(shí)觀察PSK 調(diào)制端37P01 的基帶信號(hào)，比較兩者波形相近為準(zhǔn)（可能反向，如果波形不一致，可微調(diào)38W01）。
（2）DPSK 調(diào)制方式
“同步提取模塊”的撥碼器39SW01 設(shè)置為“0010”。觀察38P02 和37P01 的兩測(cè)試點(diǎn)，比較兩相對(duì)碼波形，觀察是否存在反向問(wèn)題；觀察39P07 和4P01 的兩測(cè)試點(diǎn)，比較兩絕對(duì)碼波形，觀察是否還存在反向問(wèn)題。作記錄。
11．加入噪聲相位解調(diào)信號(hào)觀測(cè)：
調(diào)節(jié)3W01 逐步增加調(diào)制信號(hào)的噪聲電平大小，看是否還能正確解調(diào)出基帶信號(hào)。
12. 關(guān)機(jī)拆線：
實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
1．基帶輸入信號(hào)碼型設(shè)置：
撥碼器4SW02 設(shè)置為“00001 “，4P01 產(chǎn)生32K 的 15 位m 序列輸出；4P03 輸出為4P01 波形的相對(duì)碼。
2.基帶信號(hào)與調(diào)制信號(hào)（絕對(duì)碼）
3.基帶信號(hào)與調(diào)制信號(hào)（相對(duì)碼）
4.基準(zhǔn)電平
【PSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告】相關(guān)文章：
FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告09-30
初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-實(shí)驗(yàn)報(bào)告08-03
刑事和解調(diào)研報(bào)告（通用8篇）06-09
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-實(shí)驗(yàn)報(bào)告11-21
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-實(shí)驗(yàn)報(bào)告09-10