PSK(DPSK)调制与解调资料讲解
- 格式:doc
- 大小:2.13 MB
- 文档页数:9
卫星通信仿真作业BPSK调制/解调系统及性能分析1、实验原理1.1 BPSK调制原理BPSK(binary phase shift keying)二进制移相键控,作为一种数字调制方式,用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。
BPSK信号的时域表达式为e BPSK=[∑a n g(t−nT s)]cosωc tn其中的a n为双极性码,取值为±1。
这样的话,当发送的码元为+1时,输出波形的初始相位为0;而当发送码元为-1时,输出波形的初始相位为180°。
1.2 BPSK解调原理BPSK解调有两种方式,一种是相干解调,一种是非相干解调,即差分解调。
1.2.1 相干解调相干解调的基本原理是将BPSK调制信号直接与载波进行相乘,然后通过低通滤波器进行滤波,最终进行抽样判决即可。
1.2.2 差分解调差分解调不能直接应用与BPSK,它是对DPSK调制的一种解调方式。
而要进行差分解调,首先对输入信源进行DPSK调制。
要进行DPSK调制,首先要对输入码元进行码形变换,然后对变换后的码元进行BPSK 调制即可。
而对输入码元进行码形变换就是将输入的绝对码变换为相对码。
它们之间的关系可由公式导出ân+1=ân⨁a n其中a n为原信源码元,ân为差分编码后的变换码元。
差分解调的过程是将DPSK调制后的波形与它做一个码元宽度时间延迟后的波形进行相乘,然后通过低通滤波器进行滤波,最终进行抽样判决。
1.3 BPSK调制解调系统整体框图1.4 DPSK调制解调系统整体框图输入码元2、 实验过程2.1 BPSK 系统的调制/解调全过程 2.1.1 参数设定 在对BPSK 系统调制解调全过程的仿真时,设定如下参数: 码元长度:10 采样率:100倍码元速率,也就是一个码元采样100个点 信号比:7dB (也就是噪声的增益为0.1) 波形成型滤波器参数:使用升余弦滤波器,滚降系数0.5。
实验4 PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验配置一:PSK(DPSK)模块一、实验目的1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法;2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试;3. 学习二相相位调制、解调硬件实现,掌握电路调整测试方法。
二、实验仪器1.时钟与基带数据发生模块,位号:G2.PSK 调制模块,位号A3.PSK 解调模块,位号C4.噪声模块,位号B5.复接/解复接、同步技术模块,位号I6.20M 双踪示波器1 台7.小平口螺丝刀1 只8.频率计1 台(选用)9.信号连接线4 根三、实验原理相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式,它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。
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,因而广泛应用在实际通信系统中。
本实验箱采用相位选择法实现相位调制(二进制),绝对移相键控(PSK 或CPSK)是用输入的基带信号(绝对码)选择开关通断控制载波相位的变化来实现。
相对移相键控(DPSK)采用绝对码与相对码变换后,用相对码控制选择开关通断来实现。
(一) PSK 调制电路工作原理二相相位键控的载波为1.024MHz,数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。
相位键控调制解调电原理框图,如图6-1 所示。
1.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放来实现。
来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端,在输出端即可得到一个反相的载波信号,即π相载波信号。
为了使0 相载波与π相载波的幅度相等,在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。
2.模拟开关相乘器对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A:CD4066 的输入端(1 脚)、模拟开关B:CD4066 的输入端(11 脚),在数字基带信号的信码中,它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端(13 脚),它反极性加到模拟开关B 的输入控制端(12 脚)。
SDPSK调制解调技术及在小卫星数据通信中的应用概述小卫星作为一种新兴的航天技术,由于其成本低、灵活性高和周期短等特点,受到了越来越多的关注。
在小卫星的数据通信中,SDPSK调制解调技术被广泛应用。
本文将从SDPSK调制解调技术的基本原理、特点及在小卫星数据通信中的应用等方面展开论述。
一、SDPSK调制解调技术的基本原理SDPSK(Symmetrical Differential Phase Shift Keying)调制是一种数字调制技术,它是在DPSK(Differential Phase Shift Keying)的基础上发展起来的。
DPSK调制是一种相位调制技术,与传统的PSK 调制相比,DPSK调制在传输过程中对相位变化的敏感度更低,因此能够更好地抵抗信道噪声的干扰。
在SDPSK调制中,每个符号期间,接收端与发送端分别测量两个相邻符号之间的相位差。
通过比较当前符号的相位与上一个符号的相位之差,来确定发送端发送的数据比特。
SDPSK调制技术的基本原理就是通过测量相邻符号间的相位差,来实现数据的调制和解调。
二、SDPSK调制解调技术的特点1. 抗干扰能力强:SDPSK调制由于采用了差分相位调制技术,相比传统PSK调制有更强的抗干扰能力,能够更好地适应复杂的通信环境。
2. 带宽利用效率高:SDPSK调制技术在数据传输过程中能够较好地利用信号带宽,实现高效的数据传输。
3. 容错性强:SDPSK调制技术在高速传输过程中,由于其差分相位测量技术,能够较好地避免符号边界错判等问题,具有较强的容错性。
4. 简化调制解调器结构:与传统的PSK调制相比,SDPSK调制技术可以简化调制解调器的结构,降低了系统的复杂性和成本。
三、SDPSK调制解调技术在小卫星数据通信中的应用小卫星由于其体积小、重量轻的特点,往往受到限制的通信资源。
SDPSK调制解调技术在小卫星数据通信中的应用,能够有效地提高通信系统的性能,满足小卫星数据通信的需求。
实验11 DPSK调制解调一、实验目的1.掌握差分编码与差分译码的原理及实现方法。
2.掌握DPSK调制与解调的原理及实现方法。
3.由“倒n”现象分析DPSK调制方式。
二、实验原理1.差分编码与差分译码DPSK调制是在原2PSK调制的基础上增加了差分编码的过程。
图11-1差分编码电路原理差分编码原理如上图所示,它是由异或门知触发器组成。
基带信号作为异或门的一个输入端,另一输入端接至D触发器的输出端,而异或门的输出作海触发器的输入。
设差分输出上一时刻为‘0",当前时刻输入数字信号”,此时有异或门的输出为“,当位同步的上升沿到来时,D触发器输出“1”。
在下一时刻,数字信号输入为0",异或门另一输入端为0触发器当前时刻的输出1”,故异或门的输出仍为1”,当位同步的上升沿到来时,D触发器输出“1”,如下所示。
NRZ输入1 0 110 1差分输出0110110差分译码的过程和差分编码正好相反,信号先输入到0触发器,同时作为异或门的一个输入端,异或门的另一输入端为)触发器的输出,因此差分译码的实质就是此刻的状态和前一时刻的状态的异或,如下图所示。
2 . DPSK 调制解调在2PSK 解调中,如解调用的相干载波与调制端的载波相位反相时,则解调出的基带信号 恰与原始基带信号反相,这就是2PSK 解调中的“倒n”现象。
在PSK 的实验中,我们观察 到相位模糊(“倒n”)的现象,但是如何解决相位模糊的问题呢,在实际系统中一般通过 DPSK 的方法解决该问题。
即在调制前,先对输入的基带信号进行差分编码(绝对硼对码转 换),然后对解调后的信号进行差分译码(相对码-绝对码转换),还原出基带信号,通过这 个方法,即使出现相位模糊的情况,也不会影响最终的解调输出。
通俗来讲,DPSK 调制解 调是在PSK 的基础上增加了差分编码和差分译码。
DPSK 调制信号如下图所示。
在DPSK 解调中,无论解调用的相干载波是否与调制端的载波相位同相或反相,解调出的 基带信号与原始基带信号同相。
实验六2PSK调制与解调一、实验目的1、理解二进制移相键控(Phase Shift Keying,PSK)调制和解调的基本原理;2、了解2PSK调制和解调的实现方法。
二、实验原理一个正弦载波。
如果它被一个双极性比特流按照图6-1所示的方案调制,它的极性将在每一次比特流极性改变时跟着改变。
图6-1对正弦波来说,极性的翻转就等价于反相。
因此,乘法器的输出就是BPSK(2PSK)信号。
二进制移相键控的解调可分两个步骤来考虑。
1、限带信号波形的恢复,使其转化到基带信号;2、从基带的限带波形里重建二进制消息比特流。
在本实验中,实现第一步依靠的是一个“窃取”的本地同步载波。
第二步的抽样判决由定标模块实现,最后还应线性解码,重建原始单极性基带信号。
解调原理如图6-2所示。
图6-2三、实验设备1、主机TIMS-301F2、TIMS基本插入模块(1)TIMS-148音频振荡器(Audio Oscillator)(2)TIMS-150乘法器(Multiplier)或TIMS-425正交模块(Quadrature Utilities),此模块集成了2个乘法器和1个加法器(3)TIMS-151移相器(Phase Shifer)(4)TIMS-153序列产生器(Sequence Generator)(5)TIMS-154可调低通滤波(Tuneable LPF)(6)TIMS-402定标模块(decision-maker module)(7)TIMS-406线性编码器(Line Code Encoder)(8)TIMS-407线性译码器(Line Code Decoder)3、计算机4、Pico虚拟仪器四、实验步骤1、将Tims系统中音频振荡(Audio Oscillator)、移相器(Phase Shifter)、序列码产生器(Sequence Generator)、线性编码器(Line-code Encode)、乘法器(Multiplier)按图6-3连接。
psk调制及解调实验报告PSK调制及解调实验报告引言调制和解调是无线通信中的重要环节,它们能够将信息信号转化为适合传输的信号,并在接收端恢复出原始信息。
本实验旨在通过实际操作,探究PSK调制和解调的原理和实现方法。
一、实验目的本实验的主要目的是掌握PSK调制和解调的原理,实践PSK调制解调的基本方法,并通过实验结果验证理论分析。
二、实验原理1. PSK调制PSK(Phase Shift Keying)调制是一种基于相位变化的数字调制技术。
在PSK调制中,将不同的离散信息码映射到不同的相位,从而实现信息的传输。
常见的PSK调制方式有BPSK(二进制相移键控)、QPSK(四进制相移键控)等。
2. PSK解调PSK解调是将接收到的PSK信号恢复为原始信息信号的过程。
解调器通过检测相位的变化,将相位差映射回相应的信息码。
三、实验器材1. 信号发生器2. 功率放大器3. 混频器4. 示波器5. 电脑四、实验步骤1. 准备工作连接信号发生器、功率放大器和混频器,设置合适的频率和功率。
将混频器的输出连接至示波器,用于观察调制后的信号。
2. BPSK调制实验设置信号发生器输出为二进制序列,将序列与载波进行相位调制。
观察调制后的信号波形并记录。
3. BPSK解调实验将调制后的信号输入到解调器中,通过相位差检测将信号恢复为二进制序列。
观察解调后的信号波形并记录。
4. QPSK调制实验设置信号发生器输出为四进制序列,将序列与载波进行相位调制。
观察调制后的信号波形并记录。
5. QPSK解调实验将调制后的信号输入到解调器中,通过相位差检测将信号恢复为四进制序列。
观察解调后的信号波形并记录。
六、实验结果与分析通过实验观察和记录,可以得到调制和解调后的信号波形。
根据波形的相位变化,可以判断调制和解调是否成功。
在BPSK调制实验中,观察到信号波形只有两个相位,对应二进制序列的两个状态。
解调实验中,通过相位差检测可以准确地恢复出原始的二进制序列。
班级通信1403 学号201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期实验4 PSK(DPSK)调制解调实验一、实验目的1. 掌握PSK 调制解调的工作原理及性能要求;2. 进行PSK 调制、解调实验,掌握电路调整测试方法;3. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
二、实验仪器1.PSK QPSK调制模块,位号A2.PSK QPSK解调模块,位号C3.时钟与基带数据发生模块,位号:G4.噪声模块,位号B5.复接/解复接、同步技术模块,位号I6.20M双踪示波器1台7.小平口螺丝刀1只8.频率计1台(选用)9.信号连接线4根三、实验原理PSK QPSK调制/解调模块,除能完成上述PSK(DPSK)调制/解调全部实验外还能进行QPSK、ASK调制/解调等实验。
不同调制方式的转換是通过开关4SW02及插塞37K01、37K02、四、PSK(DPSK)调制/解调实验进行PSK(DPSK)调制时,工作状态预置开关4SW02置于00001, 37K01、37K02①和②位挿入挿塞,38K01、38K02均处于1,2位相连(挿塞挿左边)。
相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式,它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。
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,因而广泛应用在实际通信系统中。
本实验箱采用相位选择法实现二进制相位调制,绝对移相键控(CPSK或简称PSK)是用输入的基带信号(绝对码)直接控制选择开关通断,从而选择不同相位的载波来实现。
相对移相键控(DPSK)采用绝对码与相对码变换后,用相对码控制选择开关通断来实现。
1.PSK调制电路工作原理二相相位键控的载波为1.024MHz,数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。
相位键控调制电原理框图,如图6-1所示。
图6-1 相位键控调制电原理框图1)滤波器、同相放大器和反相放大器从图6-1看出,1024KHZ 的方波经37R29加到由运放37UO4A 及周边元件组成的低通滤波器,其输出变为l024KHZ 正弦波,它通过37U05A 同相放大和37U05B 反相放大,从而得到l024KHZ 的同相和反相正弦载波,电位器37W01可调节反相放大器的增益,从而使同相载波与反相载波的幅度相等,然后同相和反相正弦载波被送到模拟开关乘法器。
实验十三PSK(DPSK)调制与解调实验一、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、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。
3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。
二、实验内容1、观察绝对码和相对码的波形。
2、观察PSK(DPSK)信号波形。
3、观察PSK(DPSK)信号频谱。
4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。
三、实验仪器1、信号源模块2、数字调制模块3、数字解调模块4、同步提取模块5、频谱分析模块(可选)6、20M双踪示波器一台7、连接线若干四、实验原理1、2DPSK调制原理DPSK基带信号经过异或门(74HC86)、D触发器(74HC74)得到基带信号的差分编码信号,D触发器的时钟信号由DPSK-BS输入。
同FSK一样,差分编码信号分成两路,一路接至模拟开关电路1(74HC4066),另一路经过反相器(LM339)得到反相的差分编码信号接至模拟开关电路2(74HC4066),因此当差分编码信号为“1”时,模拟开关1打开,模拟开关2关闭,输出DPSK正相载波;当基带信号为“0”时,模拟开关1关闭,模拟开关2打开,此时输出DPSK反相载波(DPSK反相载波是由正相载波经过反相电路(由TL082组成)产生的,再通过叠加就得到DPSK调制信号输出。
电路不通过异或门和D触发器时产生的信号为PSK的调制信号。
2、2DPSK解调原理本实验采用的是极性比较法,DPSK信号经过乘法器(MC1496)与载波信号相乘后,可通过OUT4观察,然后经过低通滤波器(由TL082组成)去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,再依次经过放大电路(由TL082组成)、比较器(LM339)、抽样判决器(74HC74)得到差分编码的基带信号,最后通过差分译码电路(74HC74、74HC86)还原成绝对码波形即DPSK解调信号。
其判决电压可通过标号为“DPSK判决电压调节”的电位器进行调节,抽样判决用的时钟信号就是DPSK基带信号的位同步信号,解调中的载波信号就是DPSK调制中的同相载波。
一、概述在无线通信系统中,调制技术起着至关重要的作用。
其中,相位调制(PSK)和差分相位调制(DPSK)是常见的调制方式,它们能够在保持带宽效率的同时提供良好的抗干扰性能。
本文将重点介绍PSK和DPSK调制的工作原理。
二、PSK调制的工作原理1. 基本原理PSK调制是一种将数字信号转换为相位信号的调制方式。
在PSK调制中,数字信号被映射到不同的相位角度上,从而实现信号的调制。
对于二进制数字信号"0"和"1",可以分别映射到相角为0°和180°的两个相位上。
PSK调制可以实现二进制数字信号的传输。
2. 调制过程PSK调制的过程包括相位映射和载波调制两个主要步骤。
数字信号经过映射器将其映射到不同的相位上。
经过调制器与正弦载波相乘,得到调制后的信号。
经过滤波等环节,得到最终的PSK调制信号。
3. 解调过程PSK调制信号在接收端经过解调器解调时,需要进行相位解调。
解调器通过比较接收到的信号与参考信号的相位差来恢复数字信号。
在恢复数字信号的过程中,可以利用差分相位解调(Demodulation)等技术来提高系统的鲁棒性。
三、DPSK调制的工作原理1. 基本原理DPSK调制是相位调制的一种特殊形式,其特点在于仅传输相位变化的信息。
在DPSK调制中,相位调制比较的是连续时间的相位变化,而不是绝对的相位大小。
这种特性使得DPSK调制对于相位偏移和载波漂移具有较好的鲁棒性。
2. 调制过程DPSK调制的过程与PSK调制类似,主要包括映射和调制两个步骤。
不同之处在于,DPSK调制器比较的是相邻信号之间的相位差,而不是绝对的相位角度。
这种方式使得DPSK调制对于载波相位偏移具有一定的免疫能力。
3. 解调过程DPSK调制信号在接收端经过解调器解调时,也需要进行相位解调。
与PSK调制类似,在解调过程中可以利用相位差检测和信号重采样等技术来恢复数字信号,提高系统的性能。
Psk调制解调电路的新原理和过程目录: 1. 引言 2. Psk调制原理 3. Psk解调原理 4. Psk调制解调电路的实现5. 新原理和过程6. 总结1. 引言Psk(相位偏移键控)调制和解调技术是无线通信中常用的调制解调方式之一。
它通过改变载波信号的相位,来传输数字信号。
本文将介绍Psk调制解调电路的基本原理和传统实现方式,同时探讨一些新的原理和过程,以拓宽对这一主题的理解。
2. Psk调制原理Psk调制的基本原理是根据数字信号的码元来调整载波信号的相位。
具体来说,假设二进制数字信号的两种状态为0和1,将0映射到一个特定的相位,如0°,将1映射到另一个相位,如180°。
这样,在传输过程中,根据数字信号的变化,载波信号的相位会相应地改变,从而传输数字信息。
这种方式使得信号在频谱中具有良好的集中性,能够有效地传输数据。
3. Psk解调原理Psk解调的过程是将调制后的Psk信号转换为可供数字系统处理的基带信号。
解调电路需要对Psk信号的相位进行检测,判断每个码元所对应的相位,并将其转化为数字信号。
常见的解调方式有包络检波、相干解调等。
包络检波方法通过检测Psk信号的幅度变化来确定相位,而相干解调则是通过将Psk信号与本地参考信号相乘,再通过低通滤波得到基带信号。
4. Psk调制解调电路的实现传统上,Psk调制解调电路的实现主要基于模拟电路。
调制电路通常由载波产生器和相位调制电路组成,而解调电路则需要相位解调器和解调滤波器。
这些电路在实现上较为复杂,不仅需要精确的设计,而且在制造过程中也容易受到各种噪声和失真的影响。
模拟电路的性能通常会受到工艺、温度等因素的影响,可能无法满足高精度和高速传输的需求。
5. 新原理和过程随着数字电路和信号处理技术的发展,Psk调制解调电路的实现方式也在不断创新。
一种新的原理是将Psk调制解调电路实现在数字领域中,利用现代的低功耗、高速度的数字集成电路,以及数字信号处理器(DSP)的算法。
实验十五 BPSK/DPSK调制解调实验【实验内容】1.二相BPSK调制解调实验2.二相DPSK调制解调实验3.PSK解调载波提取实验【实验目的】1.掌握二相BPSK(DPSK)调制解调的工作原理及电路组成。
2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
【实验环境】1 实验分组:两人一组或者单人2 设备:计算机,双通道数字存储示波器,通信原理实验平台3 软件:数字存储示波器相关软件【实验原理】(一)调制实验:调制实验中,绝对相移键控(PSK)是采用直接调相法来实现的,也就是输入的基带直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控的.图9-1是二相PSK(DPSK)调制器电路框图。
图9-2是它的电原理图。
图9-3 是 PSK DPSK编码波形图。
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。
因此,PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
下面对图9-2中的电路作一分析。
1.载波倒相器模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器,电路由U304等组成,来自1.024MHz载波信号输入到U304的反相输入端2脚,在输入端即可得到一个反相的载波信号,即Pi相载波信号。
为了使0相载波与Pi相载波的幅度相等,在电路中加了电位器W302。
K 302K 301绝对码与转换电路相对码512K H z 方波入32k H z 时钟入32K H z 伪码1.024M H z 方波入电路C L K231K 304132T P 305T P 303T P 302T P 301器T P 3040相载波载波反相3164π相载波开关1开关225反相器T P 309T P 307P S K 调制输出1K 303234相器加T P 308T P 306去K 701的1脚C P U 中央控制处理器来至增量调制ΔM 码数字信号输出128K H z 方波(1010码)64K H z 方波(1100码)图9-1 P S K 调制及测量点分布原理框图图9-3 PSK DPSK编码波形2.模拟开关相乘器对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
dpsk调制解调原理DPSK调制解调原理。
DPSK(Differential Phase Shift Keying)是一种相位调制技术,它在数字通信系统中被广泛应用。
相对于传统的PSK(Phase Shift Keying)调制技术,DPSK具有一定的优势和特点。
本文将介绍DPSK调制解调的原理,以及其在通信系统中的应用。
DPSK调制是一种差分相位调制技术,它通过在相邻的两个符号之间的相位差来传输数字信息。
在DPSK调制中,相位的变化表示数字信息的改变,而不是绝对相位的取值。
这使得DPSK调制对相位漂移和噪声有一定的鲁棒性,能够在一定程度上提高通信系统的性能。
DPSK调制的原理可以简单描述为,首先将数字信号分割成不同的符号,然后计算相邻符号之间的相位差,最后将相位差作为调制信号传输。
在接收端,解调器会检测相邻符号之间的相位差,从而恢复传输的数字信息。
DPSK调制的优点之一是其相对简单的硬件实现。
由于DPSK调制不需要精确地恢复绝对相位,因此在实际应用中可以采用简单的解调器结构。
这降低了通信系统的成本,并提高了系统的可靠性。
此外,DPSK调制还具有一定的抗多径干扰的能力。
在无线通信系统中,多径效应会导致信号的传输路径不唯一,从而引入相位失真和干扰。
DPSK调制通过相对相位变化来传输数字信息,相对于PSK调制来说,对多径干扰有一定的抵抗能力。
在实际应用中,DPSK调制被广泛应用于数字通信系统中,特别是在卫星通信、无线通信和光纤通信中。
由于其简单的硬件实现和良好的抗干扰能力,DPSK调制成为了一种重要的调制技术。
总之,DPSK调制是一种重要的数字调制技术,它通过相对相位的变化来传输数字信息,具有简单的硬件实现和良好的抗干扰能力。
在数字通信系统中,DPSK调制发挥着重要的作用,为通信系统的性能提升和成本降低做出了贡献。
psk dpsk调制解调的工作原理-回复PSK (Phase Shift Keying)和DPSK (Differential Phase Shift Keying)是一种常用的数字调制和解调技术。
它们在通信系统中被广泛应用,特别是在无线通信和卫星通信领域。
本文将详细介绍PSK和DPSK调制解调的工作原理,一步一步解释它们是如何实现数据传输的。
首先,我们来了解PSK调制。
PSK调制是一种通过改变信号的相位来表示数字信息的调制技术。
在PSK调制中,每个数字比特(0或1)被映射为一种不同的相位状态。
常见的PSK调制方式有BPSK (Binary Phase Shift Keying)、QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)和8PSK等。
以BPSK为例,0对应于一个固定的相位(通常为0度),而1对应于相位反转(通常为180度)。
在调制过程中,要发送的数字比特流通过一个比特周期的持续时间内的相位变化表现出来。
这一相位变化可以通过两个正交信号(正弦和余弦)的合成来实现。
将这两个正交信号分别乘以频率为f的正弦信号和余弦信号,再将它们相加就可以得到一个PSK信号。
在接收端,需要对接收到的信号进行解调以恢复出原始的数字信息。
解调过程基于相位差的检测。
对于BPSK调制来说,一个比特周期内的相位差可以是0度或180度。
这样,在接收到的信号中检测相位差可以判断出发送的是0还是1。
接下来,我们来介绍DPSK调制。
DPSK调制是一种相位差相比相位绝对值更容易检测的调制技术。
与PSK调制不同,DPSK调制不直接改变信号的相位,而是改变两个连续数字比特之间的相位差。
在DPSK调制中,最常见的方式是采用2PSK(也称为D-BPSK)调制。
在2PSK调制中,每两个相邻的数字比特之间的相位差表达了传输的数字信息。
具体来说,对于新的数字比特,相位差可以被设为0度或180度。
如果前一个数字比特是0,那么相位差将保持不变;如果前一个数字比特是1,那么相位差将被反转。
实验八 PSK/DPSK 调制、解调原理实训一、实验目的1、掌握二相 BPSK(DPSK)调制解调的工作原理及电路组成;2、了解载频信号的产生方法;3、掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
图 8-1 PSK/DPSK 调制解调实验模块二、实验电路工作原理(一)调制实验:在本实验中,绝对移相键控(PSK)是采用直接调相法来实现的,也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相移键控。
本实验中PSK 调制二相PSK(DPSK)的载波为1.024MHz,数字基带信号有32Kbit/s 伪随机码、2KHz 方波、CVSD 编码信号等。
模拟信号1.024MHz 载波输入到载波倒相器的反相输入端,在输出端即可得到一个反相的载波信号,即π相载波信号。
调节电位器VR801 和VR802 可使0 相载波与π相载波的幅度相等。
对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
0 相载波与π相载波分别加到两个模拟开关的输入端,在数字基带信号的信码中,它的正极性加到模拟开关1 的输入控制端,它反极性加到模拟开关2 的输入控制端,用来控制两个同频反相载波的通断。
当信码为“1”码时,模拟开关1 的输入控制端为高电平,开关1 导通,输出0 相载波;而模拟开关2 的输入控制端为低电平,开关2 截止。
反之,当信码为“0”码时,模拟开关1 的输入控制端为低电平,开关1 截止;而模拟开关2 的输入控制端却为高电平,开关2 导通,输出π相载波。
两个模拟开关的输出通过载波输出开关J801 合路叠加后输出为二相PSK 调制信号。
DPSK 是利用前后相邻码元对应的载波相对相移来表示数字信息的一种相移键控方式。
绝对码是以基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”。
相对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。
(二)解调实验:该解调器由三部分组成:载波提取电路、位定时恢复电路与信码再生整形电路。
实验九、PSK电路调试解调一、实验目的(1)掌握PSK调制的工作原理及电路组成;(2)了解载频信号的产生方法;二、实验内容利用1.024MHZ的正弦波作为载波,数字基带信号为32Kbit/S伪随机码。
实验要求采用绝对移相键控,通过直接采用调相法来实现调制,即用输入的基带信号直控制载波相位的变化来实现相移键控。
解调要求用相干解调,将基带信号解调出来。
三、实验原理模拟信号1.024MHZ载波输入到载波反相器的反相输入端,在输出端即可得到一个反相的载波信号,即π相载波信号。
对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。
0相载波和π相载波分别加在两个模拟开关的输入端,在数字基带信号的信码中,它的正极性加到模拟开关1的输入控制端,它反极性加到模拟开关2的输入控制端,用来控制两个不同频反相载波的通断。
解调电路主要由乘法器、低通滤波器、放大器、电压比较器以及延时消抖电路组成。
乘法器由4066来实现,主要实现调制信号与同频载波信号相乘,低通滤波器把基带信号滤出来,放大器将由低通滤波器输出的信号放大,电压比较器是将放大信号与最佳比较电压比较,延时消抖电路将电压比较器的输出波形的毛刺消除,得到的波形就是解调出来的基带信号。
实验框图如下:放大器电压比较器延时消抖电路实验电路图如下四、实验元件清单TL082CD4片、4066BD2片、74HC74D4片、LM311H1片、74HC04D1个、74HC10D1个、7486N1个、函数信号发生器2个、电容电阻若干、五、实验结果及分析仿真波形13由仿真波形1可以看出,两路载波相位相差π,符合载波要求。
由仿真波形2可以看出PSK 调制信号的输出与预期的结果相符,反映了基带信号的码元变化情况。
相干解调输出是调制信号与载波信号相乘的结果,反映在波形上就是振幅随基带信号的规律变化。
低通滤波器的输出就是解调出来的基带信号,它的变化直接反映了基带信号的变化情况。
从波形变化情况来看,低通滤波输出波形基本符合基带信号的变化规律。
简述psk调制解调电路的工作原理及工作过程一、前言PSK调制解调电路是一种常见的数字信号处理电路,它能够将数字信号转换为模拟信号进行传输,并在接收端将模拟信号还原为数字信号。
本文将详细介绍PSK调制解调电路的工作原理及工作过程。
二、PSK调制原理1. PSK调制概述PSK调制是指通过改变载波相位来传输数字信息的一种数字调制方式。
在PSK调制中,基带数字信号经过编码后与载波相位进行相乘,形成一个PSK信号。
对于二进制数据而言,当数据位为0时,载波不改变相位;当数据位为1时,载波相位发生180度的变化。
2. PSK调制电路PSK调制电路主要由以下几个部分组成:(1) 预处理电路:用于对基带数字信号进行预处理,如滤波、增益等。
(2) 码元生成器:用于产生基带数字信号的二进制码元序列。
(3) 相位编码器:用于将码元序列转换为相应的相位信息。
(4) 模拟乘法器:用于将相位信息与载波进行乘积运算。
(5) 滤波器:用于滤除多余频率成分,保留所需频率成分。
3. PSK调制过程(1) 码元生成器产生二进制码元序列,经过相位编码器转换为相应的相位信息。
(2) 相位信息经过模拟乘法器与载波进行乘积运算,形成一个PSK信号。
(3) PSK信号经过滤波器滤除多余频率成分,保留所需频率成分。
三、PSK解调原理1. PSK解调概述PSK解调是指通过检测接收到的载波相位来还原数字信息的一种数字解调方式。
在PSK解调中,接收端通过检测接收到的载波相位来判断传输的是0还是1。
2. PSK解调电路PSK解调电路主要由以下几个部分组成:(1) 滤波器:用于滤除多余频率成分,保留所需频率成分。
(2) 相移网络:用于将接收到的信号进行相移操作,以便进行比较。
(3) 相位比较器:用于比较接收到的信号与参考信号之间的相位差异,并输出对应的数字信息。
3. PSK解调过程(1) 接收到的信号经过滤波器滤除多余频率成分,保留所需频率成分。
(2) 经过相移网络将接收到的信号进行相移操作,以便进行比较。
实验八:PSK/DPSK 调制解调实验
一.实验目的
1.掌握PSK 调制的工作原理与调整测试方法。
2.掌握PSK 解调的工作原理与调整测试方法。
3.掌握绝对码与相对码互相转换的电路连接及测量方法。
4.掌握DPSK 调制、解调的电路连接与测试。
二.实验仪器
1.RZ8621D 实验箱1台 2.20MHZ 双踪示波器1台 3.平口小螺丝刀一个 4.实验电路连接 三.实验电路连接
至解调
W301
图5-1 PSK/DPSK 调制方框图
TP711
图5-2 PSK/DPSK 解调方框图
四.实验预习与测量点说明
实验前请预习PSK/DPSK 调制与解调原理。
1、PSK 调制电路原理如图5-3所示,频率为1024KHZ 方波经R324加到U301A 及周边元件组成的低通滤波器。
得到1024KHZ 正弦波。
U303A,U301B 分别为1024KHZ 正弦波的同相放大器。
P S K(D P S K)调制与解
调
实验题目——PSK(DPSK)调制与解调
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、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。
3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。
二、实验内容
1、观察绝对码和相对码的波形。
2、观察PSK(DPSK)信号波形。
3、观察PSK(DPSK)信号频谱。
4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。
三、实验仪器
1、信号源模块
2、数字调制模块
3、数字解调模块
4、20M双踪示波器
5、导线若干
四、实验原理
1、2PSK(2DPSK)调制原理
2PSK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所示。
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。
如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。
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
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。
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基带输入”和“PSK载波输入”输入,差分变换的时钟信号从“PSK-BS输入”点输入,其原理框图如图所示:
2DPSK调制原理框图
2、2PSK(2DPSK)解调原理
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,原理框图如图所示。
2DPSK调制信号从“PSK-IN”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U09(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U12(74HC74)构成,其时钟为基带信号的位同步信号),那么可以得到2PSK的解调信号。
再经过逆差分变换电路(由U12
(74HC74)、U13(74HC86)组成),就可以得到2DPSK的解调信号了。
2PSK解调原理框图
五、实验步骤
1、将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块、频谱分析
模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下五个模块中的开关
POWER1、POWER2,对应的发光二极管LED01、LED02发光,按一下信号源模块的复位键,五个模块均开始工作。
3、PSK调制实验
(1)将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的周期性NRZ码和64KHz的正弦波(幅
度为3V左右)分别送入数字调制模块的信号输入点“PSK(DPSK)基带输入”和“PSK(DPSK)载波输入”。
(2)将数字调制模块中的拨位开关S01拨到0,以信号输入点“PSK基带输入”的信号为内触发源,用双踪示波器同时观察点“PSK基带输入”与“PSK调制输出”的波形。
并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析,观察其频谱。
4、PSK解调实验
(1)将信号源模块的位同步信号的频率恢复为15.625KHz,用信号源模块产生的NRZ码为基带信号,将同步信号提取模块的拨码开关SW01的第一位拨上。
将数字解调模块中的拨位开关S01拨到0,合理连接信号源模块与数字调制模块,使数字调制模块的信号输出点“PSK调制输出”能输出正确的PSK调制波形。
(2)将“PSK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“PSK-IN”,将“PSK调制输出”的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“S-
IN”,使信号输出点“载波输出”能输出提取出的正确的载波信号(方法请参考实验十五),再将该点的输出波形送入数字解调模块的信号输入点“载波输入”,观察信号输出点“PSK-OUT”处的波形,并调节标号为“PSK/DPSK判决电压调节”的电位器,直到在该点观察到稳定的NRZ码为止(电位器W01可调节乘法器的平衡度,该处在出厂时已经调好,请勿自行调节)。
将点“PSK-OUT”输出的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“PSK-BS”,观察信号输出点“OUT4”、“PSK解调输出”处的波形,并与信号源产生的NRZ码进行比较。
可将信号源产生的NRZ码与“PSK解调输出”进行比较,可观察到“倒π”现象。
5、DPSK调制实验
(1)将信号源模块的信号输出点“BS”与数字调制模块的信号输入点“DPSK 位同步输入”相连接,将信号源模块产生的码速率为15.625KHz(即将SW04,SW05拨为00000001 00101000)NRZ码和64KHz的正弦波(幅度为3V左右)分别送入数字调制模块的信号输入点“DPSK基带输入”和“DPSK载波输入”。
(2)数字调制模块中的拨位开关S01拨到1,用双踪示波器同时观察点“DPSK基带输入”与“差分编码输出”输出的波形。
用双踪示波器同时观察点“差分编码输出”和“DPSK调制输出”的波形。
6、DPSK解调实验
(1)将同步信号提取模块的拨码开关SW01的第一位拨上。
将数字调制模块中的拨位开关S01拨到1。
(2)将“DPSK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点
“DPSK-IN”。
将“DPSK调制输出”的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“S-IN”,使信号输出点“载波输出”能输出提取出的正确的载波信号,再将该点的
输出波形送入数字解调模块的信号输入点“载波输入”。
观察信号输出点
“DPSK-OUT”处的波形,并调节标号为“PSK/DPSK判决电压调节”的电位器,直到在该点观察到稳定的NRZ码为止。
(3)将点“DPSK-OUT”输出的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波
形送入数字解调模块的信号输入点“PSK-BS”。
观察信号输出点“OUT4”、“DPSK解调输出”处的波形,并与信号源产生的NRZ码进行比较。
六、实验结果
PSK基带输入”与“PSK调制输出”的波形 PSK-OUT:
倒π”现象
DPSK基带输入”与“差分编码输出”
差分编码输出”和“DPSK调制输出 DPSK-OUT:
OUT4 DPSK
七、思考题
1:比较2PSK与2DPSK的解调信号,并解释“倒π”现象。
答:输出信号和基带信号因为相位不同而出现相位差为半个周期的情况
2:比较2ASK、2FSK、2DPSK调制信号的频谱并作分析,进而分析三种调制方式各自的优缺点。
答:相干解调性能优于非相干,相同Pe下,2PSK对r的要求最小、 2FSK次之、2ASK要求最高,设备复杂度2ASK优于2FSK优于2PSK优于2DPSK,频带利用率方面2ASK,2PSK的频带利用率一致、2FSK频带利用率最低。