DPSK调制与解调实验.doc

实验类型：验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩：_实验名称实验八 DPSK调制与解调实验指导教师实验目的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”现象分析DPSK调制方式。仪器设备与耗材1、信号源模块 2、模拟调制模块 3、模拟解调模块 4、20M双踪示波器 实验基本原理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。差分编码电路如下图8-1所示，它是由异或门与D触发器组成。基带信号作为异或门的一个输入端，另一输入端接到D触发器的输出端，而异或门的输出作为D触发器的输入。 图8-1 差分编码电路 设差分输出上一时刻为“0”，当前时刻输入数字信号“1”，此时有异或门的输出为“1”，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D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 1 1 0 1差分输出 0 1 1 0 1 1 0差分译码的过程和差分编码正好相反，信号先输入到D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D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8-2所示。 图8-2 差分译码电路2、DPSK调制与解调图8-3是DPSK调制数字键控法原理框图。图8-3 DPSK调制数字键控法原理框图实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门（参见“2PSK调制与解调实验”实验原理说明），数字基带信号NRZ码的差分编码用来控制门的通/断。DPSK调制信号如下图8-4所示。图8-4 DPSK调制信号波形DPSK信号的解调通常采用相干解调法，原理框图如图8-5所示。图8-5 DPSK解调相干解调法原理框图相比于2PSK解调相干解调法原理框图，在抽样判决后增加了差分译码还原的过程。3、“倒”现象在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”现象。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。究其原因，在于2DPSK调制前基带信号经过差分变换，从而将用载波初始相位表征基带信号的方式（2PSK）改变为用前后载波的相位差表征基带信号，这样只要在传输中这种前后载波相位差不发生变化，即使解调用的相干载波反相也不会影响逆差分变换后的结果。这就是2DPSK为什么能够抑制2PSK解调中的“倒”现象的原因。实验步骤与实验记录1、将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，再分别按下三个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、信号源模块设置（1）“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。（2）调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度为3.6V左右。4、DPSK调制（数字键控法）（1）实验连线如下： 信号源模块 数字调制模块 NRZ-NRZ输入（数字键控法调制） BS-BS输入（数字键控法调制） 384K正弦载波-载波1输入（数字键控法调制）（2）数字调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成0101，即选择DPSK调制方式。（3）示波器双踪观测“NRZ输入”与“差分输出”测试点码型，验证是否符合差分编码的规则。（4）以数字调制模块“差分输出”的信号为内触发源，示波器双踪观测“差分输出”和“调制输出”测试点波形。（5）改变信号源模块NRZ码的码型，观察DPSK调制信号波形的相应变化。5、DPSK解调（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下： 数字调制模块 数字解调模块 调制输出（数字键控法）-调制输入（PSK/DPSK解调） 信号源模块 数字解调模块 384K正弦载波-载波输入（PSK/DPSK解调） BS-BS输入（PSK/DPSK解调）（2）“解调类型选择”拨位开关拨到“DPSK”一端。（3）示波器观测“相乘输出”、“滤波输出”测试点波形。（4）调节“PSK/DPSK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“滤波输出”与“判压输出”测试点波形，分析随判决电压值的不同，“判压输出”波形的变化。（5）示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与数字解调模块PSK/DPSK解调“解调输出”测试点码型，对比DPSK解调还原的效果。（6）改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。6、DPSK调制与解调（模拟相乘法）（1）信号源模块设置不变，拆除以上所有连线，实验重新连线如下： 信号源模块 数字调制模块 NRZ-NRZ输入（数字键控法调制） BS-BS输入（数字键控法调制） 384K正弦载波-载波输入（模拟相乘法调制） 数字调制模块内连线 差分输出（数字键控法调制）-NRZ输入（模拟相乘法调制）（2）示波器双踪观测数字键控法调制“NRZ输入”与“差分输出”测试点码型，验证是否符合差分编码的规则。（3）示波器双踪观测模拟相乘法调制“NRZ输入”与“双极性NRZ”测试点波形。（4）以“双极性NRZ”测试点信号为内触发源，示波器双踪观测“双极性NRZ”和“调制输出”测试点波形。“调制输出”两不同起始相位的载波幅度如有不同，可通过调节“调制深度调节”旋转电位器P01，使“调制输出”信号幅度平坦。（5）改变信号源模块NRZ码的码型，观察DPSK调制信号波形的相应变化。（6）重复实验步骤5，相干解调DPSK调制信号。数据处理与分析1.示波器双踪观测“NRZ输入”与“差分输出”测试点码型，验证是否符合差分编码的规则。如下图所示：上图为NRZ输入波形，下图为差分输出波形。 2.以数字调制模块“差分输出”的信号为内触发源，示波器双踪观测“差分输出”和“调制输出”测试点波形。如下图所示：上图为差分输出波形，下图为调制输出测试点波形。 3.示波器观测“相乘输出”、“滤波输出”测试点波形。如下图所示：上图为相乘输出波形，下图为滤波输出波形。4. 调节“PSK/DPSK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“滤波输出”与“判压输出”测试点波形，分析随判决电压值的不同，“判压输出”波形的变化。如下图所示：上图为滤波输出波形，下图为判压输出波形。 5.示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与数字解调模块PSK/DPSK解调“解调输出”测试点码型，对比DPSK解调还原的效果。如下图所示：上图为NRZ波形，下图为解调输出波形。6.示波器双踪观测数字键控法调制“NRZ输入”与“差分输出”测试点码型，验证是否符合差分编码的规则。如下图所示:上图为NRZ输入波形，下图为差分输出波形。 7.示波器双踪观测模拟相乘法调制“NRZ输入”与“双极性NRZ”测试点波形。如下图所示：上图为NRZ输入波形，下图为双极性NRZ测试点波形。 8.以“双极性NRZ”测试点信号为内触发源，示波器双踪观测“双极性NRZ”和“调制输出”测试点波形。如下图所示：上图