实验二 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制」实验

实验二2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制」实验

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形

之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、根本原理

本实验使用数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供位同步信号

和数字基带信号(NRZ码)。调制模块将输入的NRZ绝对码变为相对码、用键控法产生

2ASK、2FSK、2DPSK信号。

(A)二进制数字调制原理

—.2ASK

1.产生

2.频谱

式中Ps(f)为ni(t)的功率密度

也可将基带信号处理后再进行2ASK调制

♦发滤波器

一,HSW升余弦滚降滤波器

COS3

L产生升余弦滚降信号滤除谐波

>vco相位连续

eo(t)=Acost)dt

2.频谱fSfs/ftfc+fs/

fc2fclfc2fc|

2FSK信号带宽B=|fc「fc2l+2fs

三.2PSK(BPSK)〔绝对调相〕

1.产生

m⑴

2PSK

□NR2PSK

信息代码1010

、f\r\r\

COS3ctB

信息代码f2P2pSK18(分兀相异时，本码元内

2PSK信号的初相相对于前一码元内”SK岬拜0°,相同时那么不变。

2.频谱COS3ct

Pco(f)=；iPs(f+、)+Ps(f-

Pe()(f

2PSK-

亿(7)为m(t)的频谱

当p(l)=p(0)时ps(f)中无直流,

四.2DPSK〔差分相位键控，相对调相〕

1.产生码变换一2PSK调制法

ak___________2PSK(b。

bk2PSK调制1----

绝对码入4m4上产^见其-►

---------k:01.qs/“.)3456

纵J101100

“1变0不文一cbk=ak+bk-1,设bk初

001000

始值为1,各点波形如下图：bk

100100

第一个码兀内信号的初相可任意假设bk.

作马八

akf2DPSK规律：“1变0不变〃，即信息«cos3》rW八本宿亓S八

信号的初相相对于前一码元内2DPSK信号的未和期4：Mo。V必画MM

么本码元内2DPSK信号的初相相对于前%心曰八,小亦/八A

2PSK(bk)VV

2.频谱同2PSKVV叩WVV

(B)电路原理

数字调制单元的原理方框图及电路图分别如图2-1(实验箱面膜)，图2-2所示。

图2T数字调制方框图

本单元有以下测试点及输入输出点：

•BS-IN位同步信号输入点

•NRZ-IN数字基带信号输入点

•CAR2DPSK信号载波测试点

•AK绝对码测试点（与NRZ-TN相同）

•BK相对码测试点

•2DPSK-0UT信号测试点/输出点，VPp>0.5V

•2FSK-0UT2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V

•2ASK2ASK信号测试点，VP-P>0.5V

图2T中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各局部与图2-2中的

主要元器件对应关系如下:

•+8计数器

•+2D触发器

•滤波器A运放，调谐回路

•滤波器B运放，调谐回路

•码变换D触发器；异或门

•2ASK调制三路二选一模拟开关

•2FSK调制三路二选一模拟开关

•2DPSK（2PSK调制）三路二选一模拟开关

•放大困三极管

•射随器三极管

将晶振信号进行8分频、滤波后，得到2ASK的载频554KHz。放大器的发射极和

集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载

波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4,也是通过分频和滤波得

到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSKo2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-32PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的L5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系

是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180。，相同时2PSK信号相位不变，可简称

为“异变同不变〃。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1〃时，2DPSK

信号的相位变化180。。码元为"0"时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不

变〃。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码

元内信号的末相进行比拟，而不是将相邻码元信号的初相进行比拟。实际工程中，2PSK

或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不

管是那种关系，上述结论总是成立的。

本单元用码变换一一2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-4

所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2PSK

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图2-2数字调制原理图

设码元宽度为Ts,人=1/Ts在数值上等于码速率，2ASK、2PSK(2DPSK)、2FSK的功率

谱密度如图2-5所示。可见，2ASK.2PSK(2DPSK)的功率谱是数字基带信号m(t)功

率谱的线性搬移，故常称2A性、2PSK(2DPSK)为线性调制信号。多进制的MASK、MP故

(MDPSK)、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。

本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK(2DPSK)、

2FSK也具有离散谱。

四、实验步骤