DPSK调制解调实验
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电子科技大学中山学院电子信息学院
学生实验报告
相对移相的调制规律是:每一个码元的载波相位不是以固定的未调载波相位作基准的,而是以相邻的
前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。例如,
当某一码元取“1”时,它的载波相位与前一码元的
载波反相;码元取“0”时,它的载波相位与前一码
元的载波同相。
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{a n },相对码为{b n },则二相差分编码的逻辑关系为:
1-⊕=n n n b a b (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。
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:
1-⊕=n n n b b C (2)
本实验由IC 9、IC 10完成。将(1)式代人(2)式,得
n
n n n n n a C b b a C =⊕⊕=--11
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:)/()(im om im om U U U U m +-=
三、实验内容和数据记录
A.发送实验
开关位置 K1接1.2
1.测量载波P5振荡频率,观察记录P5波形、频率
2. 测量位同步P1信号频率,观察记录P1波形、频率
3. M 序列发生器
设初始状态为10000,试列表写出1)(35++=x x x f 多项式,组成一个周期的M 序列。把列表
的结果与实验结果相比较。
示波器用P2触发,观察并记录P2的波形。以Pl 比较,验证M 序列的主要性质。
(1)P5波形: 频率为5MHZ (2)P1波形: 频率为1MHZ (3)P2与P1波形:
4.差分编码
示波器MODE (工作方式)置Chop (断续),观察并记录P3的波形,将P2和P3的波形进行比较,验证差分编码的规律。注意P3比P2有一位码时延。
5.数字调相电路
示波器MODE 置Chop ,以P3为同步信号,观察并记录P6数字调相波形。
以载波信号P5输入双踪同步示波器YB ,用YA 观察P6的2DPSK 信号,利用双踪同步示波器上的刻度,测量P6相位对于P5相位的相位差ΔΦ。
(4)P2与P3电波形: (5)P3与P6的波形: P5与P6波形:
B .接收实验
1.A 线接P7,B 线接P8,频率计衰减×1,输入线接P11或P12,调整W5,使显示的频率与发端P5一致,即至锁定状态,当锁定时要继续按原方向调整,直至使P7、P8两信号尽可能相等为止,才是锁定的最佳状态。当频率计测量离开P11或P12,还应处于锁定状态,如果调节W5听到“嗒、嗒”响声,则精密电位器已经到了尽头,要反方向调节,若还不能进入到锁定的频率,则可以调W4,使其进入锁定范围,W4是振荡频率的粗调,W5是振荡频率的细调。调整W5仔细体会锁定和失锁的工作状态。
a) 锁定时观察P7、P8解调的基带信号。
b) 失锁时观察P7、P8解调的基带信号。
a )锁定时P7、P8波形: b)失锁时P7、P8波形:
2.锁定时观察P6发端的调制信号和P7解调的基带信号之间关系。
3.锁定时,观察P11、P12两相干载波90º相位差关系,即t c ωsin 和t c ωcos 之关系。
4.眼图实验,A 线接P7,B 线接Pl6,示波器同步触发选B 线,微调示波器水平扫描频率,观察眼图几个指标。
①眼图开启度 (U-2ΔU )/U ,其中 21U U U +=(答:由波形可得U=0.87)
②“眼皮”厚度2ΔU/U (答:由波形可得2ΔU/U=0.13)
③交叉点发散度ΔT/T (答:由波形可得ΔT/T=0.1)
④正负极性不对称度2121/U U U U +-(答:由波形可得2121/U U U U +-=0.033)
5. A 线接P7、B 线接P13,观察记录过零检测波形。注意:过零检测本身引入约900相移,这是由
于LM339频响不够引起的。
6.示波器方式开关置Chop 位置,比较Pl6时钟和Pl3基带信号的相位关系。
7. A 线接P7,B 线接Pl4,观察记录判决电路波形。
(2)P6与P7的波形: (3)P11与P12波形: (4)P7与P16波形:
(5)P7、P13波形: (6)P16与P13波形: (7)P7与P14波形:
8. A 线接P14,B 线接Pl5,观察记录差分译码结果,验证差分译码性质。
9.A 线接P2,B 线接Pl5,观察发端信码与收端解码应一致,并做记录。
(8)P14与P15波形: (9)P2与P15波形:
10.同步带和捕捉带实验
频率计接Pl1或Pl2,示波器按4方法观察眼图,调节W5左旋使环路处于失锁状态。此时Pll 或Pl2提取的载波频率与发端有差异,观察P7眼图会变得模糊不清。
①调W5缓馒地向右旋转,一边观察频率计,一边观察眼图,当转到某一定位置时VCO 的频率会突然进入锁定频率,把Kl 接2.3,记下此时的频率为f1。K1接回1.2,环路应立即进入锁定状态。
②继续使W5往右旋转,当转到某一定位置时,环路又会失锁。把K1接2.3,记下此时的频率为f 2,把Kl 接回1.2,环路应仍处于失锁状态。
③使W5往左缓慢旋转,当转到某一定位置时,环路又进入锁定,把K1接2.3,记下此时VCO 的频率为f 3。把Kl 接回1.2,环路应立即进入锁定状态。
④使W5继续缓慢向左旋转,当转到某一位置时,环路又失锁,把Kl 接2.3,频率计显示f 4频率,记下f 4频率,把Kl 接回1.2环路还处于失锁状态。
P7的模糊波形: ①f1数值: ②f2数值: