JH5001型通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程指導(dǎo)書電信系信息工程教研室編2006年6月目錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概括(21.1概括(21.2電路構(gòu)成概括(21.3通訊原理實(shí)驗(yàn)箱用戶使用說明書(7實(shí)驗(yàn)一FSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(9實(shí)驗(yàn)二BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(26實(shí)驗(yàn)三PAM編譯碼器系統(tǒng)(49實(shí)驗(yàn)四PCM編譯碼器系統(tǒng)(55實(shí)驗(yàn)五AMI/HDB3碼型變換實(shí)驗(yàn)(62實(shí)驗(yàn)六CMI碼型變換實(shí)驗(yàn)(70實(shí)驗(yàn)七幀成形及其傳輸實(shí)驗(yàn)(77實(shí)驗(yàn)八幀同步提取系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(83實(shí)驗(yàn)九電話互換呼喊辦理通訊系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)(87實(shí)驗(yàn)十時(shí)分復(fù)用(TDM通訊系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)(92實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概括1.1概括通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,波及有數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)、糾錯(cuò)編譯碼技術(shù)、語音編碼技術(shù)、數(shù)字復(fù)接技術(shù)、基帶傳輸技術(shù)、電話接口技術(shù)、數(shù)字接口技術(shù)等。該系統(tǒng)將現(xiàn)在的核心技術(shù)和新器件融入通訊原理課程,其擁有以下特色:1.先進(jìn)性:數(shù)字信號辦理(DSP技術(shù)+FPGA技術(shù);2.全面性:經(jīng)過這些測試接口,能夠?qū)γ恳环N電路模塊的功能和性能有一個(gè)全面的認(rèn)識。3.系統(tǒng)性:每個(gè)電路測試模塊能夠放入多個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn),4.基礎(chǔ)性:與現(xiàn)在通訊原理課程和教課綱領(lǐng)聯(lián)合密切;5.使用性:便于老師對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的組織和實(shí)行。1.2電路構(gòu)成概括在通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,主要由以下功能模塊構(gòu)成:1、顯示控制模塊2、FPGA初始化模塊3、信道接口模塊4、DSP+FPGA辦理模塊5、D/A模塊6、中頻調(diào)制模塊7、中頻解調(diào)模塊8、A/D模塊9、測試模塊10、漢明編碼模塊11、漢明譯碼模塊12、噪聲模塊13、電話接口(1、2模塊14、DTMF(1、2模塊15、PAM模塊16、ADPCM(1、2模塊17、CVSD發(fā)模塊18、CVSD收模塊19、幀傳輸復(fù)接模塊20、幀傳輸解復(fù)接模塊21、AMI/HDB3碼模塊22、CMI編碼模塊23、CMI譯碼模塊24、模擬鎖相環(huán)模塊25、數(shù)字鎖相環(huán)模塊在該硬件平臺中,模塊化功能較強(qiáng),其電路布局見圖所示。關(guān)于每一個(gè)模塊,在PCB板上均由白色線條將其顯然切割開來,每個(gè)測試模塊都能獨(dú)自開設(shè)實(shí)驗(yàn),便于教課與學(xué)習(xí)。在通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,電源插座與電源開關(guān)在機(jī)箱的后邊,電源模塊在該實(shí)驗(yàn)平臺電路板的下邊,它主要達(dá)成溝通220V到+5V、+12V、-12V的直流變換,給整個(gè)硬件平臺供電。在平臺上擁有友善的人機(jī)接口界面設(shè)計(jì),學(xué)生能夠經(jīng)過鍵盤選擇相應(yīng)的工作模式與設(shè)置有關(guān)參數(shù)。菜單可選擇方式及設(shè)置參數(shù)1.3一節(jié)。通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)經(jīng)過下邊幾個(gè)端口與外面進(jìn)行連結(jié):1.JH02(實(shí)驗(yàn)箱左端同步口模塊內(nèi):同步數(shù)據(jù)接口方式。該接口電平特征為RS422,經(jīng)過該端口接收外面來的發(fā)送數(shù)據(jù),并送入調(diào)制器中;同時(shí)將解調(diào)器解調(diào)以后的數(shù)據(jù)經(jīng)過該端口送往外面設(shè)施。在該接口中,還包含調(diào)制解測試模塊DSP+FPGA模塊A/D模塊DC/DC模塊電話2模塊電源液晶顯示與鍵盤輸入噪聲模塊D/A模塊調(diào)制模塊解調(diào)模塊終端B終端A漢明編碼同步接口漢明譯碼電話1模塊ADPCM1模塊CVSD收模塊DTMF1接續(xù)控制DTMF2CVSD發(fā)模塊ADPCM2模塊復(fù)接模塊HDB3碼模塊CMI編碼模塊模擬鎖相環(huán)模塊CMI譯碼模塊解復(fù)接模塊圖通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖數(shù)字鎖相環(huán)PAM模塊調(diào)器供給的收發(fā)時(shí)鐘信號。在使用RS422接口時(shí)需要經(jīng)過菜單設(shè)置,選擇調(diào)制器輸入信號為“外面數(shù)據(jù)信號”。K002(實(shí)驗(yàn)箱中上部左端的中頻Q9連結(jié)器:為中頻發(fā)送信號連結(jié)器,調(diào)制后的中頻信號經(jīng)過該口對外輸出,一般經(jīng)過中頻同軸電纜送入信道仿真平臺(JH6001或自環(huán)送到接收端設(shè)施。JL02(實(shí)驗(yàn)箱中上部右端的中頻Q9連結(jié)器:從信道中來的中頻信號(如加噪后的中頻信號、無線衰敗伍的低中頻信號由該端口輸入,送入解調(diào)模塊中進(jìn)行解調(diào)。J007(數(shù)字測試信號輸入、J005(模擬測試信號輸入、J006(地(在實(shí)驗(yàn)箱左端的信號輸入接頭:為測試信號輸入湍,用于向通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中送入各樣測試信號。測試信號的輸入可否加入測試模塊還與測試模塊的跳線器設(shè)置有關(guān),詳細(xì)見測試步驟。5.JF01、JG01:標(biāo)準(zhǔn)異步數(shù)據(jù)端口A(JF01和B(JG01。A到B的異步傳輸經(jīng)過信道傳輸,B到A為直通方式。通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接口布局見圖所示。JG01JH02通訊原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)J007J005J006K002JL02測試輸入信號終端數(shù)據(jù)端口B中頻輸入中頻輸出同步數(shù)據(jù)端口圖通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接口布局表示圖終端數(shù)據(jù)端口AJF01PHONE2PHONE1在通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,為便于學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以模塊進(jìn)行劃分,每個(gè)測試模塊能夠獨(dú)自開設(shè)實(shí)驗(yàn)。各模塊之間的系統(tǒng)連結(jié)見圖所示。由圖能夠看出,在系統(tǒng)中通訊兩方的傳輸信道是不對稱的。從用戶電話1向用戶電話2的信號支路是以無線信道傳輸技術(shù)為主,信號流程為:用戶電話接口1→話音編碼1→漢明糾錯(cuò)編碼→信道調(diào)制→加噪信道→信道解調(diào)→漢明譯碼→話音解碼2→用戶電話接口2。從用戶電話2向用戶電話1的信號支路是以有線信道傳輸技術(shù)為主,信號流程為:用戶電話接口2→話音編碼2→信道復(fù)接→線路編碼(HDB3/CMI→線路譯碼→信道解復(fù)接→話音解碼1→用戶電話接口1。這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的目的是為了在不增添成本的條件下最大限度的增添系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增強(qiáng)學(xué)生的著手能力,便于將各測試模塊放在不一樣系統(tǒng)中進(jìn)行測試、比較,增強(qiáng)學(xué)生對各模塊在系統(tǒng)中的地位、作用、性能的掌握,使學(xué)生對通訊系統(tǒng)有一個(gè)較全面的認(rèn)識,同時(shí)老師能夠依據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)課時(shí)對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行組織和優(yōu)化。在每一個(gè)模塊中,都有測試點(diǎn)與測試插座對應(yīng)信號點(diǎn)的定義。互換辦理模塊DTMF檢測1DTMF檢測2電話接口1話音編解碼話音編解碼電話接口2無線傳輸信道有線傳輸信道漢明編碼漢明譯碼信道解調(diào)信道調(diào)制噪聲信號復(fù)接信號解復(fù)接話音編碼數(shù)據(jù)地點(diǎn)碼m序列幀標(biāo)記話音編碼數(shù)據(jù)地點(diǎn)碼顯示m序列輸出幀標(biāo)記同步線路譯碼編碼位同步恢復(fù)數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)終端2#1#圖各電路測試模塊間連結(jié)框圖FSKBPSKDBPSKPCMADPCMCVSDHDB3CMI1.3通訊原理實(shí)驗(yàn)箱用戶使用說明書在通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,各模塊的功能實(shí)現(xiàn),需初始化不一樣的FPGA程序與數(shù)字信號辦理DSP程序,并對它們進(jìn)行必定的管理。這些都是經(jīng)過操作界面,讓學(xué)生進(jìn)行選擇、控制。在系統(tǒng)加電以后,系統(tǒng)依據(jù)上一次關(guān)機(jī)前選擇的模式進(jìn)行初始化,在這時(shí)期DSP+FPGA模塊中的初始化燈(DV01熄滅。當(dāng)初始化達(dá)成以后,初始化燈亮。在這以后大概經(jīng)過5秒鐘以后,達(dá)成相應(yīng)模式參數(shù)的設(shè)置。在這過程中,液晶顯示器向來顯示以下內(nèi)容:通訊原理實(shí)驗(yàn)達(dá)成初始化與參數(shù)設(shè)定后,液晶顯示:調(diào)制方式選擇以后,將等候?qū)W生的輸入,學(xué)生一定按下箭頭鍵(除復(fù)位鍵外,其余鍵將不起作用,將進(jìn)入前一次學(xué)生選擇的界面。學(xué)生經(jīng)過上、下箭頭鍵進(jìn)行以下菜單的選擇:菜單1:調(diào)制方式選擇(該菜單上只有下箭頭和右箭頭起作用菜單2:FSK傳輸系統(tǒng)菜單3:BPSK傳輸系統(tǒng)菜單4:DBPSK傳輸系統(tǒng)菜單5:輸入數(shù)據(jù)選擇菜單6:外面數(shù)據(jù)信號菜單7:全1碼菜單8:全0碼菜單9:0/1碼菜單10:特別碼序列菜單11:m序列菜單12:工作方式選擇菜單13:般配濾波菜單14:ADPCM菜單15:PCM(在該菜單上只有上箭頭和左箭頭起作用經(jīng)過上下箭頭,學(xué)生能夠在菜單1到菜單15之間挪動,對已選擇的模式或參數(shù)的菜單打勾,不然顯示小手。如要選擇某一種模式,當(dāng)移至該菜單時(shí)按確認(rèn)鍵即可。當(dāng)學(xué)生可在菜單2到菜單4任一菜單長進(jìn)行確認(rèn)時(shí),系統(tǒng)對學(xué)生選擇的模式進(jìn)行初始化,在這時(shí)期左側(cè)的初始化燈(DV01熄滅。當(dāng)初始化達(dá)成以后,初始化燈亮。在這以后大概經(jīng)過5秒鐘,達(dá)成相應(yīng)模式參數(shù)的設(shè)置,并且在該菜單上打勾。菜單2-4是調(diào)制方式選擇;菜單6-11是輸入數(shù)據(jù)選擇;菜單13是一個(gè)復(fù)選菜單:第一次確認(rèn)選擇,第二次按確認(rèn)則撤消該參數(shù)的設(shè)置;菜單14-15是語音編碼方式選擇。實(shí)驗(yàn)一FSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理和電路說明(一FSK調(diào)制在二進(jìn)制頻移鍵控中,幅度恒定不變的載波信號的頻次跟著輸入碼流的變化而切換(稱為高音和低音,代表二進(jìn)制的1和0。往常,FSK信號的表達(dá)式為:bcbbFSKTttffTES≤≤?+=022cos(2ππ(二進(jìn)制1bcbbFSKTttffTES-=022cos(2≤≤?ππ(二進(jìn)制0此中2πΔ代f表信號載波的恒定偏移。產(chǎn)生FSK信號最簡單的方法是依據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0仍是1,在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采納這類方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的,所以這類FSK信號稱為不連續(xù)FSK信號。不連續(xù)的FSK信號表達(dá)式為:bHbbFSKTttfTES≤≤+=02cos(21θπ(二進(jìn)制1bLbbFSKTttfTES≤≤+=02cos(22θπ(二進(jìn)制0其實(shí)現(xiàn)如圖1-1所示:輸入數(shù)據(jù)振蕩器fH振蕩器fL放大輸出圖1-1非連續(xù)相位FSK的調(diào)制框圖因?yàn)橄辔坏牟贿B續(xù)會造頻譜擴(kuò)展,這類FSK的調(diào)制方式在傳統(tǒng)的通訊設(shè)施中采納許多。跟著數(shù)字辦理技術(shù)的不發(fā)展,愈來愈多地采納連繼相位FSK調(diào)制技術(shù)。目前較常用產(chǎn)生FSK信號的方法是,第一產(chǎn)生FSK基帶信號,利用基帶信號對單調(diào)載波振蕩器進(jìn)行頻次調(diào)制。所以,FSK可表示以下:](22cos[2](2cos[2(?∞-+=+=tfCbbbbFSKdnnmktfTEttfTEtSππθπ應(yīng)該注意,只管調(diào)制波形m(t在比特變換時(shí)不連續(xù),但相位函數(shù)θ(t是與m(t的積分紅比率的,因此是連續(xù)的,其相應(yīng)波形如圖1-2所示:圖1-2連續(xù)相位FSK的調(diào)制信號因?yàn)镕SK信號的復(fù)包絡(luò)是調(diào)制信號m(t的非線性函數(shù),確立一個(gè)FSK信號的頻譜往常是相當(dāng)困難的,常常采納及時(shí)均勻丈量的方法。二進(jìn)制FSK信號的功譜密度由失散頻率重量fc、fc+n、ffc-nf構(gòu)成,此中n為整數(shù)。相位連續(xù)的FSK信號的功率譜密度函數(shù)最后依據(jù)頻次偏移的負(fù)四次冪衰敗。假如相位不連續(xù),功率譜密度函數(shù)依據(jù)頻次偏移的負(fù)二次冪衰敗。FSK的信號頻譜如圖1-3所示。圖1-3FSK的信號頻譜FSK信號的傳輸帶寬Br,由Carson公式給出:Br=2f+2B此中B為數(shù)字基帶信號的帶寬。假定信號帶寬容制在主瓣范圍,矩形脈沖信號的帶寬B=R。所以,FSK的傳輸帶寬變成:Br=2(f+R假如采納升余弦脈沖濾波器,傳輸帶寬減為:Br=2f+(1+αR此中α為濾波器的滾降因子。在通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,FSK的調(diào)制方案以下:FSK信號:2cos((0tftwtsi?+=π此中:01{21當(dāng)輸入碼為當(dāng)輸入碼為fffi=因此有:(sinsin(coscos2sinsin2coscos(0000ttwttwtftwtftwtsii-=?-?θθππ=此中:∞-+=tcdttmKtft(22(ππθ假如結(jié)進(jìn)行量化辦理,采樣速率為fs,周期為Ts,有下式成立:sisssscTfnnKmfTnTnKmTfnnπθπθππθθ-=++-21(]([21((221((+=++-=依據(jù)上述原理,FSK正交調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)為如圖3.1-4構(gòu)造:f1f2輸入碼流cos(sin(正交調(diào)制器W0z-1圖1-4FSK正交調(diào)制器構(gòu)造圖如時(shí)發(fā)送0碼,則相位累加器在前一碼元結(jié)束時(shí)相位(nθ基礎(chǔ)上,在每個(gè)抽樣抵達(dá)時(shí)刻相位累加sTf12直π,到該碼元結(jié)束;如時(shí)發(fā)送1碼,則相位累加器在前一碼元結(jié)束時(shí)的相位(nθ基礎(chǔ)上,在每個(gè)抽樣抵達(dá)時(shí)刻相位累加sTf22直π,到該碼元結(jié)束。在通訊信道FSK模式的基帶信號中傳號采納Hf頻次,空號采納Lf頻次。在FSK模式下,不采納采納漢明糾錯(cuò)編譯碼技術(shù)。制器器供給的數(shù)據(jù)源有:1、外面數(shù)據(jù)輸入:可來自同步數(shù)據(jù)接口、異步數(shù)據(jù)接口和m序列;2、全1碼:可測試傳號時(shí)的發(fā)送頻次(高;3、全0碼:可測試空號時(shí)的發(fā)送頻次(低;4、0/1碼:0101交替碼型,用作一般測試;5、特別碼序列:周期為7的碼序列,以便于慣例示波器進(jìn)行察看;6、m序列:用于對通道性能進(jìn)行測試;FSK調(diào)制器基帶辦理構(gòu)造如圖1-5所示:外面數(shù)據(jù)信號全1碼全0碼01碼特別碼序列m序列數(shù)據(jù)選擇器控制發(fā)時(shí)鐘觸發(fā)器HfL相位累加sin(cos(D/AD/A低通濾波低通濾波TPM01TPM02TPi02TPi01TPi04TPi03FPGA圖調(diào)制器基帶辦理構(gòu)造表示圖(二FSK解調(diào)關(guān)于FSK信號的解調(diào)方式好多:相關(guān)解調(diào)、濾波非相關(guān)解調(diào)、正交相乘非相關(guān)解調(diào)。1、FSK相關(guān)解調(diào)FSK相關(guān)解調(diào)要求恢復(fù)出傳號頻次(Hf與空號頻次(Lf,恢復(fù)出的載波信號分別與接收的FSK中頻信號相乘,而后分別在一個(gè)碼元內(nèi)積分,將積分以后的結(jié)果進(jìn)行相減,假如差值大于0則目前接收信號判為1,不然判為0。相關(guān)FSK解調(diào)框圖如圖1-6所示:-+coswHtcoswHt載波恢復(fù)接收的FSK信號碼元積分碼元積分裁決圖1-6相關(guān)FSK的解調(diào)框圖相關(guān)FSK解調(diào)器是在加性高斯白噪聲信道下的最正確接收,其誤碼率為:(NEQPbe相關(guān)FSK解調(diào)在加性高斯白噪聲下?lián)碛休^好的性能,但在其余信道特征下情況則不完整相同,比如在無線衰敗信道下,其性能較差,一般采納非相關(guān)解調(diào)方案。2、FSK濾波非相關(guān)解調(diào)-+接收的FSK信號包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波裁決帶通濾波FH帶通濾波FL圖1-7非相關(guān)FSK接收機(jī)的方框圖關(guān)于FSK的非相關(guān)解調(diào)一般采納濾波非相關(guān)解調(diào),如圖1-7所示。輸入的FSK中頻信號分別經(jīng)過中心頻次為Hf、Lf的帶通濾波器,而后分別經(jīng)過包絡(luò)檢波,包絡(luò)檢波的輸出在t=kTb時(shí)抽樣(此中k為整數(shù),并且將這些值進(jìn)行比較。依據(jù)包絡(luò)檢波器輸出的大小,比較器裁決數(shù)據(jù)比特是1仍是0。使用非相關(guān)檢測時(shí)FSK系統(tǒng)的均勻誤碼率為:2exp(21NEPbe=在高斯白噪聲信道環(huán)境下FSK濾波非相關(guān)解調(diào)性能較相關(guān)FSK的性能要差,但在無線衰敗環(huán)境下,FSK濾波非相關(guān)解調(diào)卻表現(xiàn)出較好的穩(wěn)重性。FSK濾波非相關(guān)解調(diào)方法一般采納模擬方法來實(shí)現(xiàn),該方法不太適合對FSK的數(shù)字化解調(diào)。關(guān)于FSK的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法一般采納正交相乘方法加以實(shí)現(xiàn)。3、FSK的正交相乘非相關(guān)解調(diào)FSK的正交相乘非相關(guān)解調(diào)框圖如圖1-8所示:放大延時(shí)X低通濾波AB圖1-8FSK正交相乘非相關(guān)解調(diào)表示圖輸入的信號為cos((0twtwtR??±=傳號頻次為:ww?+0空號頻次為:ww?-0在上圖中,延時(shí)信號為:(cos((0'-?τ?±=twwtR此中τ為延時(shí)量。相乘以后的結(jié)果為:]cos[(]((2cos[(cos(cos(2((200000'?τττ?±+??±-??±=-??±*??±=?wwwwtwwtwwtwwtRtR在上式中,第一項(xiàng)經(jīng)過低通濾波器以后能夠?yàn)V除。當(dāng)2/0πτ=?w時(shí),上式可簡化為:wwtRtR???±≈=?sinsin(((2'因此經(jīng)過積分器(低通濾波器以后,輸出信號大小為:τwTb?±sin進(jìn)而,實(shí)現(xiàn)了FSK的正交相乘非相關(guān)解調(diào)。AB兩點(diǎn)的波形如圖1-9所示:R(tR’(t低通濾波后輸出圖1-9差分解調(diào)波形在FSK中位準(zhǔn)時(shí)的恢復(fù)見BPSK解調(diào)方式。通訊原理實(shí)驗(yàn)的FSK模式中,采樣速率為96KHz的采樣速率(每一個(gè)比特采16個(gè)樣點(diǎn),FSK基帶信號的載頻為24KHz,因此在DSP辦理過程中,延時(shí)取1個(gè)樣值。FSK的解調(diào)框圖如圖1-10所示:(三FSK系統(tǒng)性能關(guān)于FSK采納非相關(guān)解調(diào),在高斯白噪聲信道環(huán)境下的均勻誤碼率為:2exp(21NEPbe=關(guān)于一個(gè)實(shí)質(zhì)通訊設(shè)施,其性能一般較理論性能在NEb上要惡化幾個(gè)dB,一般可達(dá)(2~3dB。因此,關(guān)于一個(gè)調(diào)制方式已確立的信道設(shè)備,關(guān)于其誤碼率的丈量是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。一方面能夠權(quán)衡其在實(shí)質(zhì)信道環(huán)境下的性能,比理論值所惡化的程度;另一方面,經(jīng)過丈量設(shè)施的信道誤碼率指標(biāo),能夠判斷目前設(shè)施能否工作正常。對設(shè)施信道誤碼率指標(biāo)的丈量,不只是對該設(shè)施的性能有所認(rèn)識,同時(shí)它也是通訊系統(tǒng)工程方面(系統(tǒng)成立、保護(hù)重要的工具。1、信道NEb的丈量:關(guān)于FSK信道NEb的丈量一般可采納功率丈量。ACBFSK調(diào)制器FSK解調(diào)器高斯白噪聲功率計(jì)信道仿真設(shè)施圖1-11采納功率計(jì)丈量NEb連結(jié)表示圖第一,丈量高斯白噪聲譜密度0N。按圖1-11連結(jié),在A點(diǎn)將調(diào)制信號斷開,這樣在B點(diǎn)處將丈量得信道上高斯噪聲的能量NE,依據(jù)高斯噪聲所據(jù)有的帶寬NB可計(jì)算出高斯白噪聲的譜密度:NNBEN=0而后在C點(diǎn)處斷開,丈量信號功率SE,計(jì)算出信號的每比特能量:bSbREE=這樣經(jīng)過功率丈量即可丈量出FSK在實(shí)質(zhì)信道環(huán)境下的NEb。假如定性丈量可經(jīng)過通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的TPJ05進(jìn)行:第一斷開發(fā)信號在示波器上丈量接收的噪聲大小En,而后在沒有噪聲時(shí)在示波器上察看信號的大小Es,經(jīng)過這兩項(xiàng)預(yù)計(jì)目前0

,NEb的大概狀況。基帶等效帶寬為76.8KHz,信息速率為8KBPS,因此有下式成立:(8.98.76/8/E0dBEEEENnsnsb+??????=??????=??????這樣經(jīng)過改變噪聲大小,可丈量FSK的誤碼性能。2、誤碼率丈量對信道誤碼率的丈量一般需經(jīng)過誤碼測試儀進(jìn)行。誤碼測試儀第一發(fā)送一串偽碼給信道設(shè)施,信道設(shè)施將FSK信號發(fā)送,并經(jīng)信道返回(主假如達(dá)成加噪功能,而后解調(diào)。將解調(diào)以后的數(shù)據(jù)再送入誤碼測試儀進(jìn)行比較,將誤碼進(jìn)行計(jì)數(shù)。爾后將誤碼率顯示出來:發(fā)送的總碼數(shù)接收的誤碼數(shù)=eP二、實(shí)驗(yàn)儀器1、JH5001通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系一致臺2、20MHz雙蹤示波器一臺3、JH9001型誤碼測試儀(或GZ9001型一臺4、頻譜丈量儀一臺三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟習(xí)FSK調(diào)制和解調(diào)基本工作原理;2、掌握FSK數(shù)據(jù)傳輸過程;3、掌握FSK正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)方法;4、掌握FSK性能的測試;5、認(rèn)識FSK在噪聲下的基天性能;四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試前檢查:第一將通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“FSK傳輸系統(tǒng)”;用示波器丈量TPMZ07測試點(diǎn)的信號,假如有脈沖波形,說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作;假如沒有脈沖波形,則需按面板上的復(fù)位按鈕從頭對硬件進(jìn)行初始化。(一FSK調(diào)制1.FSK基帶信號觀察(1TPi03是基帶FSK波形(D/A模塊內(nèi)。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為1碼輸入數(shù)據(jù)信號,觀測TPi03信號波形,丈量其基帶信號周期。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為0碼輸入數(shù)據(jù)信號,觀察TPi03信號波形,丈量其基帶信號周期。將丈量結(jié)果與1碼比較。2.發(fā)端同相支路和正交支路信號時(shí)域波形觀察TPi03和TPi04分別是基帶FSK輸出信號的同相支路和正交支路信號。丈量兩信號的時(shí)域信號波形時(shí)將輸入全1碼(或全0碼,丈量其兩信號能否知足正交關(guān)系。思慮:產(chǎn)生兩個(gè)正交信號去調(diào)制的目的。3.發(fā)端同相支路和正交支路信號的李沙育(x-y圖形觀察將示波器設(shè)置在(x-y方式,可從相平面上察看TPi03和TPi04的正交性,其李沙育圖形應(yīng)為一個(gè)圓。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇在不一樣的輸入碼型下進(jìn)行丈量。4.連續(xù)相位FSK調(diào)制基帶信號觀察(1TPM02是發(fā)送數(shù)據(jù)信號(DSP+FPGA模塊左下腳,TPi03是基帶FSK波形。丈量時(shí),經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號,并以TPM02作為同步信號。觀察TPM02與TPi03點(diǎn)波形應(yīng)有明確的信號對應(yīng)關(guān)系。并且,在碼元的切換點(diǎn)發(fā)送波形的相位連續(xù)。思慮:非連續(xù)相位FSK調(diào)制在碼元切換點(diǎn)的相位是如何的。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為特別序列碼輸入數(shù)據(jù)信號,重復(fù)上述丈量步驟。記錄丈量結(jié)果。FSK調(diào)制中頻信號波形觀察在FSK正交調(diào)制方式中,一定采納FSK的同相支路與正交支路信號;不然假如只采一路同相FSK信號進(jìn)行調(diào)制,會產(chǎn)生兩個(gè)FSK頻譜信號,這需在后邊采納較復(fù)雜的中頻窄帶濾波器,如圖1-12所示:正交調(diào)制頻次頻次幅度幅度幅度頻次一般調(diào)制基帶頻譜中屢次譜帶通濾波器圖1-12FSK的頻譜調(diào)制過程(1調(diào)制模塊測試點(diǎn)TPK03為FSK調(diào)制中頻信號觀察點(diǎn)。丈量時(shí),經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號,并以TPM02作為同步信號。觀察TPM02與TPK03點(diǎn)波形應(yīng)有明確的信號對應(yīng)關(guān)系。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為特別序列碼輸入數(shù)據(jù)信號,重復(fù)上述丈量步驟。(3將正交調(diào)制輸入信號中的一路基帶調(diào)制信號斷開(D/A模塊內(nèi)的跳線器Ki01或Ki02,重復(fù)上述丈量步驟。觀察信號波形的變化,剖析變化原由。FSK調(diào)制信號頻譜觀察此項(xiàng)丈量視學(xué)校儀表狀況而定。丈量時(shí),用一條中頻電纜將頻譜儀連結(jié)接到調(diào)制器的KO02端口。調(diào)整頻譜儀中心頻率為1.024MHz,掃描頻次為10KHz/DIV,分辨率帶寬為1~10KHz左右,調(diào)整頻次儀輸入信號衰減器和掃描時(shí)間為適合地點(diǎn)。(1經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇不一樣的輸入數(shù)據(jù),觀察FSK信號頻譜。(2將正交調(diào)制輸入信號中的一路基帶調(diào)制信號斷開(D/A模塊內(nèi)的跳線器Ki01或Ki02,重復(fù)上述丈量步驟。觀察信號頻譜的變化,記錄丈量結(jié)果。思慮:聯(lián)合圖1-12剖析頻譜變化的原由。(二FSK解調(diào)1.解調(diào)基帶FSK信號觀察第一用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02,成立中頻自環(huán)(自覺自收。丈量FSK解調(diào)基帶信號測試點(diǎn)TPJ05的波形,觀察時(shí)仍用發(fā)送數(shù)據(jù)(TPM02作同步,比較其二者的對應(yīng)關(guān)系。(1經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為1碼(或0碼輸入數(shù)據(jù)信號,觀察TPJ05信號波形,丈量其信號周期。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為0/1碼(或特別碼輸入數(shù)據(jù)信號,觀察TPJ05信號波形。依據(jù)觀察結(jié)果,剖析解調(diào)端的基帶信號與發(fā)送端基帶波形(TPi03不一樣的原由?2.解調(diào)基帶信號的李沙育(x-y波形觀察將示波器設(shè)置在(x-y方式,從相平面上察看TPJ05和TPJ06的李沙育波形。(1經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為1碼(或0碼輸入數(shù)據(jù)信號,認(rèn)真觀察其李沙育信號波形。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為0/1碼(或特別碼輸入數(shù)據(jù)信號,認(rèn)真觀察李沙育信號波形。依據(jù)觀察結(jié)果,思慮接收端為何與發(fā)送端李沙育波形不一樣的原由?將跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn),調(diào)整電位器WL01(改變接收當(dāng)?shù)剌d頻——即改變收發(fā)頻差,持續(xù)察看。剖析波形的變化與什么要素有關(guān)。3.接收位同步信號相位顫動觀察用發(fā)送時(shí)鐘TPM01(DSP+FPGA模塊左下腳信號作同步,選擇不一樣的測試碼序列丈量接收時(shí)鐘TPMZ07(DSP芯片左端的顫動狀況。思慮:為何在全0或全1碼下察看不到位準(zhǔn)時(shí)的顫動?4.抽樣裁決點(diǎn)波形觀察將跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn),調(diào)整電位器WL01,以改變接收當(dāng)?shù)剌d頻(即改變收發(fā)頻差,察看抽樣裁決點(diǎn)TPN04(測試模塊內(nèi)波形的變化。在察看時(shí),示波器的掃描時(shí)間取大于2ms級較為適合,察看成效較好。擁有以下的波形:理想狀況下,正交相乘經(jīng)低通濾波以后在裁決器以前的變量應(yīng)取兩個(gè)值:+A或-A。而實(shí)質(zhì)狀況,的輸出如圖1-13所示,原由有以下幾個(gè)方面:(1位準(zhǔn)時(shí)顫動,因?yàn)槲粶?zhǔn)時(shí)的顫動,使前后的碼元產(chǎn)生了碼間串?dāng)_串(ISI,從而惹起裁決器以前的波形顫動;(2節(jié)余頻差:因?yàn)槭瞻l(fā)頻次不一樣,當(dāng)這類差異較大時(shí),會惹起裁決器以前的波形顫動;(3A/D量化時(shí)的直流漂移:因?yàn)锳/D在量化時(shí)存在直流漂移,惹起裁決器以前的波形顫動;(4線路噪聲:當(dāng)接進(jìn)出路存在噪聲時(shí),惹起裁決器以前的波形顫動;圖1-13FSK解調(diào)器抽樣裁決點(diǎn)的波形5.解調(diào)器位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)與最正確抽樣裁決點(diǎn)波形觀察TPMZ07為接收端DSP調(diào)整以后的最正確抽樣時(shí)刻。選擇輸入測試數(shù)據(jù)為m序列,用示波器同時(shí)察看TPMZ07(察看時(shí)以此信號作同步和察看抽樣裁決點(diǎn)TPN04波形(抽樣裁決點(diǎn)信號的之間的相位關(guān)系。6.位準(zhǔn)時(shí)鎖定和位準(zhǔn)時(shí)調(diào)整觀察TPMZ07為接收端恢復(fù)時(shí)鐘,它與發(fā)端時(shí)鐘(TPM01擁有明確的相位關(guān)系。(1在輸入測試數(shù)據(jù)為m序列時(shí),用示波器同時(shí)察看TPM01(察看時(shí)以此信號作同步和TPMZ07(收端最正確裁決時(shí)刻之間的相位關(guān)系。(2不停按確認(rèn)鍵,此時(shí)僅對DSP位準(zhǔn)時(shí)環(huán)路初始化,讓環(huán)路從頭調(diào)整鎖定,觀察TPMZ07的調(diào)整過程和鎖定后的相位關(guān)系。(3在測試數(shù)據(jù)為全1或全0碼時(shí)重復(fù)該實(shí)驗(yàn),并解說原由。斷開JL02接收中頻環(huán)路,在沒有接收信號的狀況下重復(fù)上述步驟實(shí)驗(yàn),觀察TPM01和TPMZ07之間的相位關(guān)系,并解說丈量結(jié)果的原由。7.察看在各樣輸入碼字下FSK的輸入/輸出數(shù)據(jù)測試點(diǎn)TPM02是調(diào)制輸入數(shù)據(jù),TPM04是解調(diào)輸出數(shù)據(jù)。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為不一樣碼型輸入數(shù)據(jù)信號,觀察輸出數(shù)據(jù)信號能否正確。觀察時(shí),用TPM02點(diǎn)信號同步。(三FSK系統(tǒng)性能測試準(zhǔn)備工作:(1第一用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02,成立中頻自環(huán)(自覺自收。(2誤碼儀關(guān)機(jī),將誤碼測試儀RS422端口用DB9電纜(在誤碼測試儀的后部連接到通訊原理實(shí)驗(yàn)箱同步接口模塊的數(shù)據(jù)通訊端口JH02上(經(jīng)過轉(zhuǎn)接電纜,誤碼儀一定斷電后連結(jié)!。(3將漢明編碼模塊中的信號工作跳線器開關(guān)SWC01中的H_EN和ADPCM開關(guān)去除,將輸入信號跳線開關(guān)KC01設(shè)置在同步數(shù)據(jù)接口DT_SYS上(左端;將漢明譯碼模塊中漢明譯碼使能開關(guān)KW03設(shè)置在OFF狀態(tài)(右端,輸入信號和時(shí)鐘開關(guān)KW01、KW02設(shè)置在來自信道CH地點(diǎn)(左端。(4經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)選擇外面數(shù)據(jù)源方式,此時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)將由誤碼測試儀供給,同時(shí)將解調(diào)以后的數(shù)據(jù)送到誤碼測試儀中進(jìn)行誤碼剖析。(5誤碼儀加電。將誤碼儀工作“模式”設(shè)置為連續(xù),“碼類”選擇29-1,“接口”選擇外時(shí)鐘和RS422方式。1.FSK誤碼指標(biāo)測試(1第一將噪聲模塊內(nèi)的噪聲輸出電平調(diào)整開關(guān)SWO01設(shè)置在最低一擋00000001,此時(shí)噪聲輸出電平最小,信噪比S/N最大。丈量該S/N下的誤碼率,記錄丈量結(jié)果填入表內(nèi)。(2將噪聲輸出電平調(diào)整開關(guān)SWO01增添一擋為00000010,降低一擋S/N。重復(fù)上述丈量,記錄丈量結(jié)果填入表內(nèi)。(3逐漸降低S/N,重復(fù)上述丈量,直至S/N最低。將不一樣信噪比下FSK誤碼丈量結(jié)果填入表內(nèi)。定性畫出各擋S/N~Pe特征曲線。eb/n0Pe注:有條件可精準(zhǔn)校準(zhǔn)各擋信噪比(eb/n0,畫出eb/n0~Pe特征曲線。2.噪聲環(huán)境下不一樣信噪比時(shí)解調(diào)基帶FSK信號觀察丈量方法見FSK解調(diào)中的第1項(xiàng)測試內(nèi)容。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為1碼(或0碼輸入數(shù)據(jù)信號,漸漸改變eb/n0,觀察解調(diào)基帶FSK信號受噪聲影響的變化。3.噪聲環(huán)境下不一樣信噪比時(shí)解調(diào)基帶信號的李沙育(x-y波形觀察丈量方法見FSK解調(diào)中的第2項(xiàng)測試內(nèi)容。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為1碼(或0碼輸入數(shù)據(jù)信號,漸漸改變eb/n0,觀察解調(diào)基帶FSK信號的李沙育(x-y波形受噪聲影響的變化。4.噪聲環(huán)境下不一樣信噪比時(shí)的接收位同步信號相位顫動觀察丈量方法見FSK解調(diào)中的第3項(xiàng)測試內(nèi)容。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為信號,漸漸改變eb/n0,觀察FSK解調(diào)器接收位同步信號相位顫動隨勢。

m序列輸入數(shù)據(jù)eb/n0變化趨5.噪聲環(huán)境下不一樣信噪比時(shí)的抽樣裁決點(diǎn)信號觀察丈量方法見FSK解調(diào)中的第4項(xiàng)測試內(nèi)容。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇為m序列輸入數(shù)據(jù)信號,漸漸改變eb/n0,觀察FSK解調(diào)器抽樣裁決點(diǎn)信號隨eb/n0變化的影響。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、FSK正交調(diào)制方式與傳統(tǒng)的一般FSK調(diào)制方式有什么差異?其有哪些特色?2、TPi03和TPi04兩信號擁有何關(guān)系?3、畫出各丈量點(diǎn)的工作波形;4、表達(dá)位準(zhǔn)時(shí)的調(diào)整過程,并說明輸入碼字對位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)的影響?在實(shí)質(zhì)通訊中為什么要加擾碼舉措?5、說明信道頻差對FSK解調(diào)性能的影響;6、畫出FSK解調(diào)器在不一樣信噪比時(shí)的誤碼性能曲線。實(shí)驗(yàn)二BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理和電路說明(一BPSK調(diào)制理論上二進(jìn)制相移鍵控(BPSK能夠用幅度恒定,而其載波相位跟著輸入信號m(1、0碼而改變,往常這兩個(gè)相位相差180°。假如每比特能量為Eb,則傳輸?shù)腂PSK信號為:2cos(2(ccbbfTEtSθπ+=此中===1180000mmcθ一個(gè)數(shù)據(jù)碼流直接調(diào)制后的信號如圖2-1所示:圖2-1數(shù)據(jù)碼流直接調(diào)制后的BPSK信號采納二進(jìn)制碼流直接載波信號進(jìn)行調(diào)相,信號占居帶寬大。上邊這類調(diào)制方式在實(shí)質(zhì)運(yùn)用中會產(chǎn)生以下三方面的問題:1、浪費(fèi)可貴的頻帶資源;2、會產(chǎn)生鄰道擾亂,對系統(tǒng)的通訊性能產(chǎn)生影響,在挪動無線系統(tǒng)中,要求在相鄰信道內(nèi)的帶外幅射一般應(yīng)比帶內(nèi)的信號功率譜要低40dB到80dB;3、如果該信號經(jīng)過帶寬受限信道會產(chǎn)生碼間串?dāng)_(ISI,影響自己通訊信道的性能。在實(shí)質(zhì)通訊系統(tǒng)中,往常采納Nyquist波形成形技術(shù),它擁有以下三方面的長處:1、發(fā)送頻譜在發(fā)端將遇到限制,提升信道頻帶利用率,減少鄰道擾亂;2、在接收端采納相同的濾波技術(shù),對BPSK信號進(jìn)行最正確接收;3、獲取無碼間串?dāng)_的信號傳輸;升余弦濾波器的傳達(dá)函數(shù)為:???????+>+<<-+-+-≤≤=SSSSSRCTfTfTfTTffH2/1(||02/1(||2/1(21||2(cos(1[212/1(||01(αααααπα此中,α是滾降因子,取值范圍為0到1。一般α=0.25~1時(shí),跟著α的增添,相鄰符號間隔內(nèi)的時(shí)間旁瓣減小,這意味著增添α能夠減小位準(zhǔn)時(shí)顫動的敏感度,但增添了占用的帶寬。關(guān)于矩形脈沖BPSK信號能量的90%在大概1.6Rb的帶寬內(nèi),而關(guān)于α=0.5的升余統(tǒng)濾波器,所有能量則在1.5Rb的帶寬內(nèi)。升余弦滾降傳達(dá)函數(shù)能夠經(jīng)過在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)使用相同的濾波器來實(shí)現(xiàn),其頻響為開根號升余弦響應(yīng)。依據(jù)最正確接收原理,這類響應(yīng)特征的分派供給了最正確接收方案。升余弦濾波器在頻域上是有限的,那它在時(shí)域上的響應(yīng)將是無窮的,其是一個(gè)非因果沖激響應(yīng)。為了在實(shí)質(zhì)系統(tǒng)上可實(shí)現(xiàn),一般將升余弦沖激響應(yīng)進(jìn)行截短,并進(jìn)行時(shí)延使其成為因果響應(yīng)。截短長度一般從中央最大點(diǎn)處向兩邊延伸4個(gè)碼元。由截短的升余響應(yīng)而成形的調(diào)制基帶信號,其頻譜一般能很好地知足實(shí)質(zhì)系統(tǒng)的使用要求。為實(shí)現(xiàn)濾波器的響應(yīng),脈沖成形濾波器能夠在基帶實(shí)現(xiàn),也能夠設(shè)置在發(fā)射機(jī)的輸出端。一般說來,在基帶上脈沖成形濾波器用DSP或FPGA來實(shí)現(xiàn),每個(gè)碼元一般需采樣4個(gè)樣點(diǎn),并考慮目前輸出基帶信號的樣點(diǎn)值與8個(gè)碼元有關(guān),因?yàn)檫@個(gè)原由使用脈沖成形的數(shù)字通訊系統(tǒng)常常在調(diào)制器中同一時(shí)刻儲存了幾個(gè)符號,而后經(jīng)過查問一個(gè)代表了儲存符號失散時(shí)間波形來輸出這幾個(gè)符號(表的大小為210,這類查表法能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)字成形濾波,其辦理過程如圖2-2所示:串/并變換D0D1D2D3D4D5D6D7輸入碼流時(shí)鐘計(jì)數(shù)器A0A1EPROM倍時(shí)鐘樣點(diǎn)鎖存圖2-2BPSK基帶成形原理表示圖成形以后的基帶信號經(jīng)D/A變換以后,直接對載波進(jìn)行調(diào)制。在“通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”中,BPSK的調(diào)制工作過程以下:第一輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行Nyquist濾波,濾波后的結(jié)果分別送入I、Q兩路支路。因?yàn)镮、Q兩路信號相同,本振頻次是相同的,相位相差180度,所以經(jīng)調(diào)制合路以后仍為BPSK方式。采納直接數(shù)據(jù)(非歸零碼調(diào)制與成形信號調(diào)制的信號如圖2-3所示:歸零碼載波直接調(diào)制成形調(diào)制Tb圖2-3直接數(shù)據(jù)調(diào)制與成形信號調(diào)制的波形在接收端采納相關(guān)解調(diào)時(shí),恢復(fù)出來的載波與發(fā)送載波在頻次上是相同的,但相位存在兩種關(guān)系:00,1800。假如是00,則解調(diào)出來的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)相同,不然,解調(diào)出來的數(shù)據(jù)將與發(fā)送數(shù)據(jù)反相。為認(rèn)識決這一技術(shù)問題,在發(fā)端碼字上采納了差分編碼,經(jīng)相關(guān)解調(diào)后再進(jìn)行差分譯碼。差分編碼原理為:(1((nbnana⊕-=實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-4所示:a(n-1存貯輸入碼流輸出碼流b(na(n圖2-4差分編碼表示圖一個(gè)典型的差分編碼調(diào)制過程如圖2-5所示:輸入數(shù)據(jù)差分編碼數(shù)據(jù)載波相位參照π0ππππ0π0圖2-5差分編碼與調(diào)制相位表示圖BPSK的實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-6所示。(二BPSK解調(diào)接收的BPSK信號能夠表示成:2cos(2((θπ+=cbbfTEtatR為了對接收信號中的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的解調(diào),這要求在接收機(jī)端知道載波的相位和頻次信息,同時(shí)還要在正確時(shí)間點(diǎn)對信號進(jìn)行裁決。這就是我們常說的載波恢復(fù)與位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)。1、載波恢復(fù)對二相調(diào)相信號中的載波恢復(fù)有好多的方法,最常用的有平方變換法、裁決反應(yīng)環(huán)等。平方變換法如圖2-7所示:BPSK接收信號平方電路中心頻次為2fc帶通濾波二分頻器載波恢復(fù)輸出圖2-7平方環(huán)載波恢復(fù)電路構(gòu)造接收端將接收信號進(jìn)行平方變換,馬上信號R(t經(jīng)過一個(gè)平方律器件后:222cos(212(212(]222cos(1[212(2(cos2((222222θπθπθπ++=++=+=cbbbbcbbcbbfTEtaTEtafTEtafTEtatR從上式看出:R(t經(jīng)平方辦理以后產(chǎn)生了直流重量,而在上式第二項(xiàng)中擁有2fC頻次重量。若應(yīng)用一個(gè)窄帶濾波器將2fC項(xiàng)濾出,再經(jīng)二分頻,即可獲取所需的載波重量。從上述電路中能夠看出,因?yàn)槎诸l電路的存在,恢復(fù)出的載波信號存在相位模糊。該方法的特色是載波恢復(fù)快,但因?yàn)閹V波器的帶寬一般不易做到很窄,因此該電路在低信噪比條件下性能較差。為了提升所提取載波的質(zhì)量,一般采納鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)。裁決反應(yīng)環(huán)構(gòu)造如圖2-8所示:R(t般配濾波碼字輸出裁決VCO900環(huán)路濾波圖2-8BPSK裁決反應(yīng)環(huán)構(gòu)造裁決反應(yīng)環(huán)鑒相器擁有圖2-9所示的特征:180000圖2-9裁決反應(yīng)環(huán)鑒相特征從圖2-9中能夠看出,裁決反應(yīng)環(huán)也擁有00、1800兩個(gè)相位均衡點(diǎn),因此采納裁決反應(yīng)環(huán)存在相位模糊點(diǎn)。在采納PLL方式進(jìn)行載波恢復(fù)時(shí),PLL環(huán)路對輸入信號的幅度較為敏感,因此在實(shí)質(zhì)使用中一般在前端還需加性能較好的AGC電路。在BPSK解調(diào)器中,載波恢復(fù)的指標(biāo)主要有:同步成即刻間、保持時(shí)間、穩(wěn)態(tài)相差、相位顫動等。載波恢復(fù)同步時(shí)間將影響B(tài)PSK在正確解調(diào)時(shí)所需耗費(fèi)的比特?cái)?shù),該指標(biāo)一般對突發(fā)工作(解調(diào)器是一個(gè)分幀一個(gè)分幀地接收并進(jìn)行解調(diào),并且在這些分幀之間載波信息與位準(zhǔn)時(shí)信息之間沒有任何關(guān)系的解調(diào)器有要求,而關(guān)于連續(xù)工作的解調(diào)器該指標(biāo)一般不作要求。載波恢復(fù)電路的保持時(shí)間在不一樣場合要求不一樣,比如在無線衰敗信道中,一旦接收載波出現(xiàn)短時(shí)的深衰敗,要求接收機(jī)的恢復(fù)載波信號還能追蹤一段時(shí)間。當(dāng)?shù)鼗謴?fù)載波信號的穩(wěn)態(tài)相位偏差對解調(diào)性能存在影響,關(guān)于BPSK接收信號為:2cos(2((θπ+=cbbfTEtatR而恢復(fù)的相關(guān)載波為2cos(?++θπcf,經(jīng)相乘器、低通濾波后輸出的信號為:?=cos212(('bbTEtata若提取的相關(guān)載波與輸入載波沒有相位差的信號為2

,即

=0,則解調(diào)輸出12(('bbTEtata=;若存在相差Δ,則輸出信號降落cos2倍,即輸出信噪比降落cos2Δ,其將影響信道的誤碼任性能,使誤碼增添。對BPSK而言,在存在載波恢復(fù)穩(wěn)態(tài)相差時(shí)信道誤碼率為:]cos[210?=NEerfcPbe為了提升BPSK的解調(diào)性能,一般盡可能地減小穩(wěn)態(tài)相差,在實(shí)際中一般要求其小于50。改良這方面的性能一般可經(jīng)過提升路環(huán)路的開環(huán)增益、減少環(huán)路時(shí)延。自然在提升環(huán)路增益的同時(shí),對環(huán)路的帶寬可能產(chǎn)生影響。環(huán)路的相位顫動是指環(huán)路輸出的載波在某一載波相位點(diǎn)按必定散布隨機(jī)搖動,其搖動的方差對解調(diào)性能有很大的影響:一方面其與穩(wěn)態(tài)相差相同對BPSK解調(diào)器的誤碼率產(chǎn)生影響;另一方面還使環(huán)路產(chǎn)生必定的跳周率(按工程經(jīng)驗(yàn),在門限信噪比條件時(shí)跳周一般要求小于每二小時(shí)一次。采納PLL環(huán)路進(jìn)行載波恢復(fù)擁有環(huán)路帶寬可控。一般而言,環(huán)路帶寬越寬,載波恢復(fù)時(shí)間越短,輸出載波相位顫動越大,環(huán)路越簡單出現(xiàn)跳周(所謂跳周是指環(huán)路從一個(gè)相位均衡點(diǎn)跳向相鄰的均衡點(diǎn),進(jìn)而使解調(diào)數(shù)據(jù)出現(xiàn)倒相或其余的錯(cuò)誤規(guī)律;反之,環(huán)路帶寬越窄,載波恢復(fù)時(shí)間越長,輸出載波相位顫動越小,環(huán)路的跳周率越小。因此,可依據(jù)實(shí)質(zhì)需要,調(diào)整環(huán)路帶寬的大小。2、位準(zhǔn)時(shí)關(guān)于接收的BPSK信號,與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)載波相乘并經(jīng)般配濾波以后,在什么時(shí)刻對該信號進(jìn)行抽樣、裁決,這一功能主要由位準(zhǔn)時(shí)來實(shí)現(xiàn)。解調(diào)器輸出的基帶信號如圖2-10所示,抽樣時(shí)鐘B偏離信號能量的最大點(diǎn),使信噪比降落。因?yàn)槲粶?zhǔn)時(shí)存在相位差,使誤碼率有所增添。而抽樣時(shí)鐘A在信號最大點(diǎn)處進(jìn)行抽樣,保證了輸出信號擁有最大的信噪比性能,進(jìn)而也使誤碼率較小。在剛接收到BPSK信號以后,位準(zhǔn)時(shí)一般不處于正確的抽樣地點(diǎn),一定采納必定的算法對抽樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,這個(gè)過程稱為位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)。常用的位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)有:濾波法、數(shù)字鎖相環(huán)等。AB圖2-10BPSK的位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)(1濾波法在不歸零的隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列功率譜中沒有位同步信號的失散重量,所以不可以直接從中提取位同步,若將不歸零脈沖變成歸零二進(jìn)制脈沖序列,則變換后的信號中出現(xiàn)了碼元信號的頻次重量,而后再采納窄帶濾波器提取、移相后形成位準(zhǔn)時(shí)脈沖。圖2-11就是濾波法提取位同步的原理方框圖。解調(diào)基帶信號裁決非歸零碼產(chǎn)生器(單穩(wěn)電路窄帶濾波(Rb時(shí)鐘沿調(diào)整圖2-11采納濾波法恢復(fù)BPSK的位準(zhǔn)時(shí)構(gòu)造框圖此外一種波形變換的方法是對帶限信號進(jìn)行包絡(luò)檢波。這類方法常用于數(shù)字微波的中繼通訊系統(tǒng)中,圖2-12是頻帶受限的二相相移信號2PSK的位同步提取過程。因?yàn)轭l帶受限,在相鄰碼元相位突變點(diǎn)鄰近會產(chǎn)生幅度的“凹陷”,經(jīng)包絡(luò)檢波后,能夠用窄帶濾波器提取位同步信號。接收中頻信號檢波窄帶濾波(Rb時(shí)鐘沿調(diào)整圖2-12采納檢波恢復(fù)BPSK位準(zhǔn)時(shí)構(gòu)造框圖(2鎖相環(huán)法以四倍碼元速率抽樣為例:信號取樣如圖2-13所示。S(n-2、S(n+2為調(diào)整后的最正確樣點(diǎn),S(n為碼元中間點(diǎn)。第一位準(zhǔn)時(shí)偏差的提取時(shí)刻為其基帶信號存在過零點(diǎn),即如圖2-13中的狀況所示。位準(zhǔn)時(shí)偏差的大小按下式進(jìn)行計(jì)算:]2(2([((+--=nSnSnSnebS(n-2S(n-1S(nS(n+1S(n+2圖2-13位準(zhǔn)時(shí)偏差提取表示圖假如0(>neb,則位準(zhǔn)時(shí)抽樣脈沖應(yīng)向前調(diào)整;反之應(yīng)向后調(diào)整。這個(gè)調(diào)整過程主假如經(jīng)過調(diào)整分頻計(jì)數(shù)器進(jìn)行的,如圖2-14所示。位準(zhǔn)時(shí)輸出本振源標(biāo)準(zhǔn):計(jì)數(shù)器1/N前調(diào):計(jì)數(shù)器1/(N-1后調(diào):計(jì)數(shù)器1/(N+1選擇器圖2-14位準(zhǔn)時(shí)調(diào)整表示圖須注意的是,一般在實(shí)質(zhì)應(yīng)用中還須對位準(zhǔn)時(shí)的偏差信號進(jìn)行濾波(位準(zhǔn)時(shí)環(huán)路濾波,這樣可提升環(huán)路的抗噪聲性能。最后,對通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中最常用的幾個(gè)丈量工具作一介紹:眼圖、星座圖與抽樣裁決點(diǎn)波形。1、眼圖:利用眼圖可方便直觀地預(yù)計(jì)系統(tǒng)的性能。對眼圖的測試方法以下:用示波器的同步輸入通道接收碼元的時(shí)鐘信號,用示波器的另一通道接在系統(tǒng)接收濾波器的輸出端(比如I支路,而后調(diào)整示波器的水平掃描周期(或掃描頻次,使其與接收碼元的周期同步。這時(shí)就能夠在熒光屏上看到顯示的圖型很像人的眼睛,所以稱為眼圖(如圖2-15所示。在這個(gè)圖形上,能夠察看到碼間串?dāng)_和噪聲擾亂的影響,進(jìn)而預(yù)計(jì)出系統(tǒng)性能的好壞程度。圖2-15BPSK眼圖的察看方法一般而言,眼皮越厚,則噪聲與ISI越嚴(yán)重,系統(tǒng)的誤碼率越高。2、星座圖:與眼圖相同,能夠較為方便地預(yù)計(jì)出系統(tǒng)的性能,同時(shí)它還能夠供給更多的信息,如I、Q支路的正交性、電均勻衡性能等。星座圖的察看方法以下:用一個(gè)示波器的一個(gè)通道接收I支路信號,另一通道接Q支路信號,將示波器設(shè)置成X-Y方式,這時(shí)就能夠在熒光屏上看到如圖2-16所示的星座圖。星座點(diǎn)聚焦越好,則系統(tǒng)性能越好;不然,噪聲與ISI越嚴(yán)重,系統(tǒng)的誤碼率越高。圖2-16BPSK星座圖3、抽樣裁決點(diǎn)波形:是在裁決器以前的波形。抽樣裁決點(diǎn)波形能夠較好地反應(yīng)最后輸出性能的利害。一般的抽樣裁決點(diǎn)波形如圖2-17所示。抽樣裁決點(diǎn)波形上下兩線齊集越好,則系統(tǒng)性能越好,反之越差。圖2-17BPSK的抽樣裁決點(diǎn)波形在通訊原理實(shí)驗(yàn)平臺中BPSK的DSP解調(diào)方法如圖2-18所示:1、在圖中,A/D采樣速率為4倍的碼元速率,即每個(gè)碼元采樣4個(gè)樣點(diǎn)。2、采樣以后,進(jìn)行平方根Nyquist般配濾波。3、將般配濾波以后的樣點(diǎn)進(jìn)行樣點(diǎn)抽取,每兩個(gè)樣點(diǎn)抽取一個(gè)采樣點(diǎn)。即每個(gè)碼元采樣2個(gè)點(diǎn)送入后續(xù)電路進(jìn)行辦理。4、將每個(gè)碼元2個(gè)點(diǎn)進(jìn)行位準(zhǔn)時(shí)辦理,依據(jù)偏差信號對位準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。TPMZ07丈量點(diǎn)為最后恢復(fù)的位準(zhǔn)不時(shí)鐘。5、再將位準(zhǔn)時(shí)辦理以后的最正確樣點(diǎn)送入后續(xù)辦理(即又進(jìn)行了2:1的樣點(diǎn)抽取。6、依據(jù)最正確樣點(diǎn)值進(jìn)行載波鑒相辦理,鑒相輸出在丈量點(diǎn)TPN03能夠察看到。鑒相后的結(jié)果送PLL環(huán)路濾波,控制VCXO。最后使當(dāng)?shù)剌d波與輸入信號的載波達(dá)到同頻、同相(也可能存在180度相差。7、位準(zhǔn)時(shí)與載波恢復(fù)以后,進(jìn)行裁決辦理,裁決前信號可在丈量點(diǎn)察看到。(三BPSK系統(tǒng)性能關(guān)于調(diào)相信號,0NEb的丈量一般采納圖2-19所示的丈量方法。ACBFSK調(diào)制器FSK解調(diào)器高斯白噪聲頻譜儀信道仿真設(shè)施圖2-19采納頻譜儀丈量0NEb連結(jié)表示圖利用頻譜儀能夠直接在B點(diǎn)丈量出0NEb。將頻譜儀的帶寬調(diào)整到較為適合的狀態(tài),使BPSK的信號頻譜據(jù)有頻譜儀的2/3左右。頻譜儀的剖析帶寬RB調(diào)整到BPSK信號帶寬的1/10~1/100左右,一般可獲取如圖2-20所示的頻譜:X背景噪聲信號譜圖2-20BPSK的頻譜表示圖在圖中X是信號譜密度與噪聲密度的差值,有下式成立:1//0-==XRERENEbNbsb因此經(jīng)過頻譜儀能夠較為方便地丈量0NEb。對信道誤碼率的丈量一般需經(jīng)過專用儀表“誤碼測試儀”進(jìn)行。誤碼測試儀第一發(fā)送一串偽碼數(shù)據(jù)給信道設(shè)施,在信道設(shè)施進(jìn)行BPSK調(diào)制,并經(jīng)信道返回(主假如達(dá)成加噪功能,而后解調(diào)。解調(diào)以后的數(shù)據(jù)送入誤碼測試儀中進(jìn)行比較,將誤碼進(jìn)行計(jì)數(shù)。且將誤碼率顯示出來。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、JH5001通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系一致臺2、20MHz雙蹤示波器一臺3、JH9001型誤碼測試儀(或GZ9001型一臺4、頻譜丈量儀一臺三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握BPSK調(diào)制和解調(diào)的基來源理;2、掌握BPSK數(shù)據(jù)傳輸過程,熟習(xí)典型電路;3、認(rèn)識數(shù)字基帶波形時(shí)域形成的原理和方法,掌握滾降系數(shù)的觀點(diǎn);4、掌握BPSK眼圖察看的正確方法,能經(jīng)過察看接收眼圖判斷信號的傳輸質(zhì)量;5、熟習(xí)BPSK調(diào)制載波包落的變化;6、掌握BPSK載波恢復(fù)特色與位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)的基本方法;7、認(rèn)識BPSK/DBPSK在噪聲下的基天性能。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試前檢查:第一經(jīng)過菜單將通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“BPSK傳輸系統(tǒng)”;用示波器丈量TPMZ07測試點(diǎn)的信號,假如有脈沖波形,說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作;假如沒有脈沖波形,則需按面板上的復(fù)位按鈕從頭對硬件進(jìn)行初始化。(一BPSK調(diào)制1.BPSK調(diào)制基帶信號眼圖觀察(1經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇不激活“般配濾波”方式(未打勾,此時(shí)基帶信號頻譜成形濾波器所有放在發(fā)送端。以發(fā)送時(shí)鐘(TPM01作同步,觀察發(fā)送信號眼圖(TPi03的波形。成型濾波器使用升余弦響應(yīng),ɑ=0.4。判斷信號察看的成效。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇激活“般配濾波”方式(打勾,此時(shí)系統(tǒng)構(gòu)成收發(fā)般配濾波最佳接收機(jī),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。認(rèn)真察看和差異與上述兩種方式下發(fā)送信號眼圖(TPi03的波形。注:當(dāng)經(jīng)過選擇菜單激活“般配濾波”方式時(shí),表示系統(tǒng)按般配濾波最正確接收機(jī)組成,即發(fā)射機(jī)端和接收機(jī)端采納相同的開根號升余弦響應(yīng)濾波器。當(dāng)未激活“般配濾波”方式時(shí),系統(tǒng)為非般配最正確接收機(jī),整個(gè)濾波器滾降特征所有放在發(fā)射機(jī)端達(dá)成,但信道成型濾波器特征不變。思慮:如何的系統(tǒng)才是最正確的?般配濾波器最正確接收機(jī)性能如何從系統(tǒng)指標(biāo)中反應(yīng)出來?采納什么手段丈量?2.I路和Q路調(diào)制信號的相平面(矢量圖信號察看(1丈量I支路(TPi03和Q支路信號(TPi04李沙育(x-y波形時(shí),應(yīng)將示波器設(shè)置在(x-y方式,可從相平面上察看TPi03和TPi04的合成矢量圖,其相位矢量圖應(yīng)為0、π兩種相位。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇在不一樣的輸入碼型下進(jìn)行丈量;結(jié)合BPSK調(diào)制器原理剖析測試結(jié)果。(2經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇“般配濾波”方式設(shè)置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。認(rèn)真察看和差異兩種方式下矢量圖信號。3.BPSK調(diào)制信號0/π相位丈量選擇輸入調(diào)制數(shù)據(jù)為0/1碼。用示波器的一路察看調(diào)制輸出波形(TPK03,并采納該信號作為示波器的同步信號;示波器的一路連結(jié)到調(diào)制參照載波上(TPK06/或TPK07,以此信號作為觀察的參照信號。認(rèn)真調(diào)整示波器同步,察看和考證調(diào)制載波在數(shù)據(jù)變化點(diǎn)發(fā)生相位0/π翻轉(zhuǎn)。4.BPSK調(diào)制信號包絡(luò)察看BPSK調(diào)制為非恒包絡(luò)調(diào)制,調(diào)制載波信號包絡(luò)擁有顯然的過零點(diǎn)。經(jīng)過本丈量讓學(xué)生熟習(xí)BPSK調(diào)制信號的包落特色。丈量前將模擬鎖相環(huán)模塊內(nèi)的跳線開關(guān)KP02設(shè)置在TEST地點(diǎn)(右端。(1選擇0/1碼調(diào)制輸入數(shù)據(jù),觀察調(diào)制載波輸出測試點(diǎn)TPK03的信號波形。調(diào)整示波器同步,注意觀察調(diào)制載波的包落變化與基帶信號(TPi03的互相關(guān)系。畫下丈量波形。(2用特別碼序列重復(fù)上一步實(shí)驗(yàn),并從載波的包絡(luò)上判斷特列碼序列。畫下測量波形。(3用m序列重復(fù)上一步實(shí)驗(yàn),觀察載波的包絡(luò)變化。5.BPSK調(diào)制信號頻譜丈量此項(xiàng)丈量視學(xué)校儀表狀況而定,無頻譜儀可不丈量。丈量時(shí),用一條中頻電纜將頻譜儀連結(jié)接到調(diào)制器的KO02端口。調(diào)整頻譜儀中心頻次為1.024MHz,掃描頻次為10KHz/DIV,分辨率帶寬為1~10KHz左右,調(diào)整頻次儀輸入信號衰減器和掃描時(shí)間為適合地點(diǎn)。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇m序列碼輸入數(shù)據(jù),觀察BPSK信號頻譜。丈量調(diào)制頻譜占用帶寬、電同等,記錄實(shí)質(zhì)丈量結(jié)果,畫下丈量波形。6.BPSK調(diào)制信號頻譜載漏信號丈量此項(xiàng)丈量視學(xué)校儀表狀況而定,無頻譜儀可不丈量。頻譜儀連結(jié)、設(shè)置同上。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇0/1碼輸入數(shù)據(jù),觀察BPSK信號頻譜。丈量調(diào)制頻譜載漏與信號電平的差值,記錄實(shí)質(zhì)丈量結(jié)果,畫下丈量波形。思慮:載漏過大會對系統(tǒng)帶來什么影響?載漏的產(chǎn)生與什么要素有關(guān)?如何減小載漏電平?(二BPSK解調(diào)1.接收端解調(diào)器眼圖信號觀察(1第一用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02,成立中頻自環(huán)(自覺自收。丈量解調(diào)器I支路眼圖信號測試點(diǎn)TPJ05(在A/D模塊內(nèi)波形,觀察時(shí)用發(fā)時(shí)鐘TPM01作同步。將接收端與發(fā)射端眼圖信號TPI03進(jìn)行比較,觀察接收眼圖信號有何變化(有噪聲。(2觀察正交Q支路眼圖信號測試點(diǎn)TPJ06(在A/D模塊內(nèi)波形,比較與TPJ05測試波形有什么不一樣?依據(jù)電路原理圖,剖析解說其原由。(3測試模塊中的TPN02測試點(diǎn)為接收端經(jīng)般配濾波器以后的眼圖信號觀察點(diǎn)。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇“般配濾波”方式設(shè)置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。解說為何發(fā)端眼圖已發(fā)生變化,而收端TPN02的眼圖沒有發(fā)生變化(僅電平變化。2.解調(diào)器失鎖時(shí)的眼圖信號觀察將解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn)(開環(huán),使環(huán)路失鎖。觀察失鎖時(shí)的解調(diào)器眼圖信號TPJ05,熟習(xí)BPSK調(diào)制器失鎖時(shí)的眼圖信號(未張開。觀察失鎖時(shí)正交支路解調(diào)器眼圖信號TPJ06波形。注意:將示波器時(shí)基從正常地點(diǎn)調(diào)整2~5ms/DIV對照觀察。3.接收端I路和Q路解調(diào)信號的相平面(矢量圖波形察看丈量I支路(TPJ05和Q支路信號(TPJ06李沙育(x-y波形時(shí),應(yīng)將示波器設(shè)置在(x-y方式,可從相平面上察看TPJ05和TPJ06的合成矢量圖。在解調(diào)器鎖準(zhǔn)時(shí),其相位矢量圖應(yīng)為0、π兩種相位。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇在不一樣的輸入碼型下進(jìn)行丈量;聯(lián)合BPSK解調(diào)器原理剖析測試結(jié)果。4.解調(diào)器失鎖時(shí)I路和Q路解調(diào)信號的相平面(矢量圖波形察看將解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL路失鎖。觀察接收端失鎖時(shí)I路和調(diào)信號的相平面(矢量圖波形的變化

環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn)(右端,使環(huán)Q路的合成矢量圖。掌握解調(diào)器時(shí)I路和Q路解,剖析丈量結(jié)果。5.裁決反應(yīng)環(huán)解調(diào)器鑒相特征察看解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3(右端地點(diǎn),察看鎖相環(huán)鑒相器輸出點(diǎn)TPN03的波形(在測試模塊。通訊原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對BPSK信號解調(diào)采納裁決反應(yīng)環(huán)解調(diào)器,其PLL環(huán)路鑒相特征擁有鋸齒余弦特征。6.解調(diào)器PLL環(huán)路鑒相器差拍電壓和鎖定過程察看將跳線開關(guān)KL01設(shè)置在1_2地點(diǎn)(PLL閉環(huán)和2_3(PLL開環(huán)地點(diǎn)往返切換,認(rèn)真察看測試模塊內(nèi)TPN01丈量點(diǎn)的工作波形。觀察時(shí)將示波器時(shí)基設(shè)定在5ms~10ms,有條件可使用儲存示波器觀察。7.解調(diào)器抽樣裁決點(diǎn)信號察看(1選擇輸入測試數(shù)據(jù)為m序列,用示波器察看測試模塊內(nèi)抽樣裁決點(diǎn)(TPN04的工作波形(示波器時(shí)基設(shè)定在2~5ms。(2TPMZ07為接收端DSP調(diào)整以后的最正確抽樣時(shí)刻。用示波器同時(shí)察看TPMZ07(察看時(shí)以此信號作同步和察看抽樣裁決點(diǎn)TPN04信號波形之間的相位關(guān)系。8.解調(diào)器失鎖時(shí)抽樣裁決點(diǎn)信號察看將解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn),使環(huán)路失鎖。用示波器察看測試模塊內(nèi)抽樣裁決點(diǎn)TPN04信號波形,觀察時(shí)示波器時(shí)基設(shè)定在2~5ms。熟習(xí)解調(diào)器失鎖時(shí)的抽樣裁決點(diǎn)信號波形。9.差分編碼信號觀察通訊原理實(shí)驗(yàn)箱僅對“外面數(shù)據(jù)輸入”方式輸入數(shù)據(jù)供給差分編碼功能。外面數(shù)據(jù)能夠來自誤碼儀產(chǎn)生或漢明編碼模塊產(chǎn)生的m序列輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)使用漢明編碼模塊產(chǎn)生的m序列輸出數(shù)據(jù)時(shí),將漢明編碼模塊中的信號工作跳線器開關(guān)SWC01中的H_EN和ADPCM開關(guān)去除,將輸入信號跳線開關(guān)KC01設(shè)置在m序列輸出口DT_M上(右端;將漢明譯碼模塊中漢明譯碼使能開關(guān)KW03設(shè)置在OFF狀態(tài)(右端,輸入信號和時(shí)鐘開關(guān)KW01、KW02設(shè)置在來自信道CH地點(diǎn)(左端。經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“外面數(shù)據(jù)輸入”方式。(1將漢明編碼模塊中的信號工作跳線器開關(guān)SWC01中M_SEL2跳線器插入,產(chǎn)生7位周期m序列。用示波器同時(shí)察看DSP+FPGA模塊內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)信號TPM02和差分編碼輸出數(shù)據(jù)TPM03,剖析兩信號間的編碼關(guān)系。記錄丈量結(jié)果。(2將漢明編碼模塊中的信號工作跳線器開關(guān)SWC01中M_SEL2和M_SEL2跳線器都插入,產(chǎn)生15位周期m序列,重復(fù)上述丈量步驟。記錄丈量結(jié)果。10.解調(diào)數(shù)據(jù)察看(1在上述設(shè)置跳線開關(guān)基礎(chǔ)上,用示波器同時(shí)察看DSP+FPGA模塊內(nèi)接收數(shù)據(jù)信號TPM04和發(fā)送數(shù)據(jù)信號TPM02,比較兩數(shù)據(jù)信號進(jìn)行能否相同一致(正常差分譯碼。丈量發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信號的傳輸延時(shí),記錄丈量結(jié)果。(2在“外面數(shù)據(jù)輸入”方式下,重復(fù)按選擇菜單確實(shí)認(rèn)按鍵,讓解調(diào)器從頭鎖定(存在相位模糊度,會使解調(diào)數(shù)據(jù)反向,觀察解調(diào)器差分譯碼電路能否正確譯碼。11.解調(diào)器相關(guān)載波觀察第一成立中頻自環(huán),經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇輸入測試數(shù)據(jù)為“特別碼序列”或“m序列”。(1用雙蹤示波器同時(shí)丈量發(fā)端調(diào)制載波(TPK07和收端恢復(fù)相關(guān)載波(TPLZ07,并以TPK07作為示波器的同步信號。在環(huán)路正常鎖準(zhǔn)時(shí),觀察收發(fā)載波信號的有關(guān)關(guān)系。(2將解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3地點(diǎn)(開環(huán),使環(huán)路失鎖。重復(fù)上述丈量步驟,觀察在解調(diào)器失鎖時(shí)收發(fā)載波信號的有關(guān)關(guān)系。(3將解調(diào)器相關(guān)載波鎖相環(huán)(PLL環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在1_2地點(diǎn)(閉環(huán),讓解調(diào)器鎖定(如沒法鎖定,可按選擇菜單上確實(shí)認(rèn)鍵,讓解調(diào)器從頭同步鎖定。斷開中頻連結(jié)電纜,觀察在無輸入信號狀況下,解調(diào)器載波能否與發(fā)端同步。記錄丈量結(jié)果。12.解調(diào)器相關(guān)載波相位模糊度觀察第一成立中頻自環(huán),經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇輸入測試數(shù)據(jù)為“特別碼序列”或“m序列”。用雙蹤示波器同時(shí)丈量發(fā)端調(diào)制載波(TPK07和收端恢復(fù)相關(guān)載波(TPLZ07,并以TPK07作為示波器的同步信號。頻頻的斷開和接回中頻自環(huán)電纜,觀察兩載波失步后再同步時(shí)之間的相位關(guān)系。13.解調(diào)器相關(guān)載波相位模糊度對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響觀察第一成立中頻自環(huán),經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“特別碼序列”方式。用雙蹤示波器同時(shí)比較接收數(shù)據(jù)信號眼圖(TPJ05和發(fā)送數(shù)據(jù)信號眼圖(TPi03,并以TPi03作為示波器的同步信號。不停的斷開和接回中頻自環(huán)電纜,觀察收發(fā)眼圖信號。(在“特別碼序列”方式下,重復(fù)按選擇菜單確實(shí)認(rèn)按鍵,讓解調(diào)器從頭鎖定。剖析接收時(shí)眼圖信號的電平極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的原由。14.解調(diào)器位準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)信號調(diào)整鎖定過程察看TPMZ07為DSP調(diào)整以后的最正確抽樣時(shí)刻,它與TPM01(發(fā)端時(shí)鐘擁有明確的相位關(guān)系。(1經(jīng)過菜單項(xiàng)選擇擇輸入測試數(shù)據(jù)為m序列,用示波器同時(shí)察看TPM01(察看時(shí)以它作同步、TPMZ07(收端最正確裁決時(shí)刻之間的相位關(guān)系。(2不停按確認(rèn)鍵(此時(shí)僅對DSP位準(zhǔn)時(shí)環(huán)路初始化,察看TPMZ07的調(diào)整過程。(3斷開S002接收中頻接頭,在沒有接收信號的狀況下重復(fù)該步實(shí)驗(yàn),并解說原因。15.解調(diào)器位準(zhǔn)時(shí)信號相位顫動觀察示波器以發(fā)送時(shí)鐘TPM01信號為同步,在不一樣的測試碼型下觀察接收時(shí)鐘TPMZ07的相位顫動狀況。將各項(xiàng)測試結(jié)果作比較剖析能否切合理論?(三BPSK系統(tǒng)性能丈量準(zhǔn)備工作:(1第一用中頻電纜連結(jié)KO