實(shí)驗(yàn)五BPSK(DBPSK)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握BPSK(DPSK)調(diào)制和解調(diào)的基本原理2、掌握絕對(duì)碼、相對(duì)碼的概念以及它們之間的變換關(guān)系和變換方法。3、熟悉BPSK（DPSK）調(diào)制載波相位的變化。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察絕對(duì)碼和相對(duì)碼的波形。2、觀察PSK(DPSK)信號(hào)波形。3、觀察PSK(DPSK)相干解調(diào)器各點(diǎn)波形三、實(shí)驗(yàn)儀器主控&信號(hào)源、9號(hào)一塊雙蹤示波器一臺(tái)連接線若干四、實(shí)驗(yàn)原理1、BPSK(BDPSK)調(diào)制原理BPSK信號(hào)是用載波相位的變化表征被傳輸信息狀態(tài)的，通常規(guī)定0相位載波和π相位載波分別代表傳1和傳0，其時(shí)域波形示意圖如圖5-1所示。圖5-1BPSK信號(hào)的時(shí)域波形示意圖我們知道，BPSK信號(hào)是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)而得出的，在這種絕對(duì)移相的方式中，由于發(fā)送端是以某一個(gè)相位作為基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)也必須有這樣一個(gè)固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個(gè)參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會(huì)與發(fā)送的數(shù)字信息完全相反，從而造成錯(cuò)誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象常稱(chēng)為BPSK的“倒π”現(xiàn)象，因此，實(shí)際中一般不采用BPSK方式，而采用差分移相（BDPSK）方式。BDPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對(duì)載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。例如，假設(shè)相位值用相位偏移x表示（x定義為本碼元初相與前一碼元初相之差），并設(shè)””則數(shù)字信息序列與BDPSK信號(hào)的碼元相位關(guān)系可舉例表示如下：數(shù)字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1BDPSK信號(hào)相位： 0 0 0 π 0 π π π 0 0 π或： π π π 0 π 0 0 0 π π 0圖5-2為對(duì)同一組二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制后的BPSK與BDPSK波形。圖5-2BPSK與BDPSK波形對(duì)比從圖中可以看出，BDPSK信號(hào)波形與BPSK的不同。BDPSK波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元相對(duì)相位的差才唯一決定信息符號(hào)。這說(shuō)明，解調(diào)BDPSK信號(hào)時(shí)并不依賴(lài)于某一固定的載波相位參考值。只要前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個(gè)關(guān)系就可以正確恢復(fù)數(shù)字信息，這就避免了BPSK方式中的“倒π”現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)我們也可以看到，單純從波形上看，BPSK與BDPSK信號(hào)是無(wú)法分辨的。這說(shuō)明，一方面，只有已知移相鍵控方式是絕對(duì)的還是相對(duì)的，才能正確判定原信息；另一方面，相對(duì)移相信號(hào)可以看成是把數(shù)字信息序列（絕對(duì)碼）變換成相對(duì)碼，然后再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)移相而形成。2、BPSK調(diào)制解調(diào)（9號(hào)模塊）實(shí)驗(yàn)原理框圖5-3PSK調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)原理框圖基帶信號(hào)的1電平和0電平信號(hào)分別與256KHz載波及256KHz反相載波相乘，疊加后得到BPSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號(hào)送入到13模塊載波提取單元得到同步載波；已調(diào)信號(hào)與相干載波相乘后，經(jīng)過(guò)低通濾波和門(mén)限判決后，解調(diào)輸出原始基帶信號(hào)。3、DBPSK調(diào)制解調(diào)（9號(hào)模塊）實(shí)驗(yàn)原理框圖圖5-4DBPSK調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)原理框圖基帶信號(hào)先經(jīng)過(guò)差分編碼得到相對(duì)碼，再將相對(duì)碼的1電平和0電平信號(hào)分別與256K載波及256K反相載波相乘，疊加后得到DBPSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號(hào)送入到13模塊載波提取單元得到同步載波；已調(diào)信號(hào)與相干載波相乘后，經(jīng)過(guò)低通濾波和門(mén)限判決后，解調(diào)輸出原始相對(duì)碼，最后經(jīng)過(guò)差分譯碼恢復(fù)輸出原始基帶信號(hào)。其中載波同步和位同步由13號(hào)模塊完成。五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一BPSK調(diào)制信號(hào)觀測(cè)概述：BPSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)是用相位相差180°的載波變換來(lái)表征被傳遞的信息。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與調(diào)制輸出波形來(lái)驗(yàn)證BPSK調(diào)制原理。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN模塊9：TH1(基帶信號(hào))調(diào)制信號(hào)輸入信號(hào)源：256KHz模塊9：TH14(載波1)載波1輸入信號(hào)源：256KHz模塊9：TH3(載波2)載波2輸入信號(hào)源：256KHz模塊9：TH10(相干載波輸入)用于解調(diào)的載波模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊9：TH7(解調(diào)輸入)解調(diào)信號(hào)輸入2、開(kāi)電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】。將9號(hào)模塊的S1撥為0000，調(diào)節(jié)信號(hào)源模塊W3使256KHz載波信號(hào)峰峰值為3V。3、此時(shí)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸出頻率64KHz。4、實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測(cè)。（1）以9號(hào)模塊“基帶信號(hào)”為觸發(fā)，觀測(cè)記錄“調(diào)制輸出”。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二BPSK解調(diào)觀測(cè)（9號(hào)模塊）概述：本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與解調(diào)輸出波形，觀察是否有延時(shí)現(xiàn)象，并且驗(yàn)證BPSK解調(diào)原理。1、保持實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一中的連線。將9號(hào)模塊的S1撥為“0000”2、觀測(cè)記錄基帶信號(hào)和解調(diào)輸出“TH12”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三、DBPSK差分信號(hào)觀測(cè)概述：本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與NRZ-I輸出波形，觀察差分信號(hào)，驗(yàn)證差分變換原理。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN模塊9：TH1(基帶信號(hào))調(diào)制信號(hào)輸入信號(hào)源：256KHz模塊9：TH14(載波1)載波1輸入信號(hào)源：256KHz模塊9：TH3(載波2)載波2輸入信號(hào)源：CLK模塊9：TH2(差分編碼時(shí)鐘)調(diào)制時(shí)鐘輸入模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊9：TH7(解調(diào)輸入)解調(diào)信號(hào)輸入信號(hào)源：CLK模塊9：TH11(差分譯碼時(shí)鐘)用作差分譯碼時(shí)鐘2、開(kāi)電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】。將9號(hào)模塊的S1撥為01003、PN序列輸出頻率64KHz，調(diào)節(jié)信號(hào)源模塊的W3使256KHz載波信號(hào)的峰峰值為3V。3、以“基帶信號(hào)”為觸發(fā)，觀測(cè)“NRZ-I”。記錄波形，并分析差分編碼規(guī)則。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四、DBPSK解調(diào)觀測(cè)（9號(hào)模塊）概述：本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與DBPSK解調(diào)輸出波形，驗(yàn)證差分譯碼，驗(yàn)證DBPSK解調(diào)原理。保持實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三中的連線。將9號(hào)模塊的S1撥為“0100”觀測(cè)記錄BPSK解調(diào)輸出和DBPSK解調(diào)輸出波形3、觀測(cè)記錄基帶信號(hào)和DBPSK解調(diào)輸出波形。4、以信號(hào)源的CLK為觸發(fā)，測(cè)9號(hào)模塊L