1、通信系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一信號源及終端實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)三時(shí)分復(fù)用與基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)四相移鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)五相移鍵控解調(diào)實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)六碼型變換實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)一 信號源及終端實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解頻率連續(xù)變化的各種波形的產(chǎn)生方法。2、熟練掌握信號源模塊的使用方法。3、了解終端在整個(gè)通信系統(tǒng)中的作用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察頻率連續(xù)可變信號發(fā)生器輸出的各種波形及7段數(shù)碼管的顯示。2、觀察點(diǎn)頻方波信號的輸出。3、觀察點(diǎn)頻正弦波信號的輸出。4、撥動(dòng)撥碼開關(guān)，觀察碼型可變NRZ碼的輸出。5、觀察位同步信號和幀同步信號的輸出。6、將原始數(shù)字基帶信號和接收到的數(shù)字信號送入終端模

2、塊，觀察發(fā)光二極管的顯示，判斷是否出現(xiàn)誤碼。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊 2、20M雙蹤示波器 一臺3、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理信號源模塊可以大致分為模擬部分和數(shù)字部分，分別產(chǎn)生模擬信號和數(shù)字信號。1、模擬信號源部分圖1-1 模擬信號源部分原理框圖模擬信號源部分可以輸出頻率和幅度可任意改變的正弦波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、三角波（頻率變化范圍100Hz1KHz）、方波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、鋸齒波（頻率變化范圍100Hz1KHz）以及32KHz、64KHz的點(diǎn)頻正弦波（幅度可以調(diào)節(jié)），各種波形的頻率和幅度的調(diào)節(jié)方法請參考實(shí)驗(yàn)步驟。該部分電路原理框圖如圖1-1所示。在實(shí)驗(yàn)

3、前，我們已經(jīng)將各種波形在不同頻段的數(shù)據(jù)寫入了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U04,并存放在固定的地址中。當(dāng)單片機(jī)U03檢測到波形選擇開關(guān)和頻率調(diào)節(jié)開關(guān)送入的信息后，一方面通過預(yù)置分頻器調(diào)整U01中分頻器的分頻比(分頻后的信號頻率由數(shù)碼管SM01SM04顯示)；另一方面根據(jù)分頻器輸出的頻率和所選波形的種類，通過地址選擇器選中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U04中對應(yīng)地址的區(qū)間，輸出相應(yīng)的數(shù)字信號。該數(shù)字信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器U05和開關(guān)電容濾波器U06后得到所需模擬信號。2、數(shù)字信號源部分?jǐn)?shù)字信號源部分可以產(chǎn)生多種頻率的點(diǎn)頻方波、NRZ碼（可通過撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03改變碼型）以及位同步信號和幀同步信號。絕大部分電路功能由

4、U01來完成，通過撥碼開關(guān)SW04、SW05可改變整個(gè)數(shù)字信號源位同步信號和幀同步信號的速率，該部分電路原理框圖如圖1-2所示。圖1-2 數(shù)字信號源部分原理框圖晶振出來的方波信號經(jīng)3分頻后分別送入分頻器和另外一個(gè)可預(yù)置分頻器分頻，前一分頻器分頻后可得到1024KHz、256KHz、64KHz、32KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脈沖信號?？深A(yù)置分頻器的分頻值可通過撥碼開關(guān)SW04、SW05來改變，分頻比范圍是19999。分頻后的信號即為整個(gè)系統(tǒng)的位同步信號（從信號輸出點(diǎn)“BS”輸出）。數(shù)字信號源部分還包括一個(gè)NRZ碼產(chǎn)生電路，通過該電路可產(chǎn)生以24位為一幀的周期性NRZ碼序列，該序列的碼

5、型可通過撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03來改變。在后繼的碼型變換、時(shí)分復(fù)用、CDMA等實(shí)驗(yàn)中，NRZ碼將起到十分重要的作用。3、終端數(shù)字部分本實(shí)驗(yàn)中數(shù)字基帶信號的接收與發(fā)送均為串行通信，每一幀為24位。實(shí)驗(yàn)時(shí)將接收到的數(shù)字信號、位同步信號、幀同步信號分別從輸入點(diǎn)“DATA2”、“BS2”、“FS2”送入U(xiǎn)04，它為一可編程邏輯器件，通過其經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后由發(fā)光二極管D25D48分別顯示；然后再將原始數(shù)字基帶信號、位同步信號、幀同步信號分別從輸入點(diǎn)“DATA1”、“BS1”、“FS1”送入U(xiǎn)04，經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后由發(fā)光二極管D01D24分別顯示。通過比較這兩組發(fā)光二極管的亮滅情況，就可以直觀判斷

6、接收到的數(shù)字信號是否出現(xiàn)了誤碼。兩組數(shù)字信號的串/并轉(zhuǎn)換均在U04內(nèi)部完成，其工作原理如下：以位同步信號為時(shí)鐘，數(shù)字信號逐位移入三片串聯(lián)的74164（八位移位寄存器，三級串聯(lián)后可保存24位數(shù)據(jù)），三片74164的輸出腳分別連至三片74374（八上升沿D觸發(fā)器）的輸入端，當(dāng)幀同步信號的上升沿到來時(shí)，一幀完整的數(shù)字信號（24位）恰好全部移入三片74164，此時(shí)三片74374開始讀數(shù)，24位數(shù)字信號被讀入24個(gè)D觸發(fā)器的D端。因?yàn)閹叫盘柕母唠娖骄S持時(shí)間小于一位碼元的寬度，所以幀同步信號每來一個(gè)上升沿時(shí)，74374只能從外部讀入一位數(shù)據(jù)，其它時(shí)間處于鎖存狀態(tài)，從而避免了數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤讀寫。讀入D端的數(shù)

7、據(jù)在觸發(fā)器時(shí)鐘的控制下從 Q端輸出驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇?并轉(zhuǎn)換。同理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟?串轉(zhuǎn)換也采用類似的電路，在此不再重述。特別值得注意的是，送入終端模塊的數(shù)字信號必須是以24位為一幀的周期性信號。五、實(shí)驗(yàn)步驟示波器校準(zhǔn)：用（2Vp-p,1KHz）信號校正測試棒及示波器的靈敏度。1、將信號源模塊、終端模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再按下開關(guān)POWER1、POWER2，發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下復(fù)位鍵，信號源模塊開始工作。（注意：此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線

8、 ）3、模擬信號源部分觀察“32K正弦波”和“64K正弦波”輸出的正弦波波形，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器的“幅度調(diào)節(jié)”可分別改變各正弦波的幅度。按下“復(fù)位”按鍵使U03復(fù)位，波形指示燈“正弦波”亮，波形指示燈“三角波”、“鋸齒波”、“方波”以及發(fā)光二極管LED07滅，數(shù)碼管SM01SM04顯示“2000”。按一下“波形選擇”按鍵，波形指示燈“三角波”亮（其它仍熄滅），此時(shí)信號輸出點(diǎn)“模擬輸出”的輸出波形為三角波。逐次按下“波形選擇”按鍵，四個(gè)波形指示燈輪流發(fā)亮，此時(shí)“模擬輸出”點(diǎn)輪流輸出正弦波、三角波、鋸齒波和方波。將波形選擇為正弦波時(shí)（對應(yīng)發(fā)光二極管亮），轉(zhuǎn)動(dòng)“頻率調(diào)節(jié)”的旋轉(zhuǎn)編碼器，可改變輸出信號的

9、頻率，觀察“模擬輸出”點(diǎn)的波形，并用頻率計(jì)查看其頻率與數(shù)碼管顯示的是否一致。轉(zhuǎn)動(dòng)對應(yīng)電位器“幅度調(diào)節(jié)”可改變輸出信號的幅度，幅度最大可達(dá)5V以上。（注意:發(fā)光二極管LED07熄滅，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)，頻率以1Hz為單位變化；按一下旋轉(zhuǎn)編碼器，LED07亮，此時(shí)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)編碼器，頻率以50Hz為單位變化；再按一下旋轉(zhuǎn)編碼器，LED07熄滅，頻率再次以1Hz為單位變化）將波形分別選擇為三角波、鋸齒波、方波，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。電位器W02用來調(diào)節(jié)開關(guān)電容濾波器U06的控制電壓，電位器W01用來調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器U05的參考電壓，這兩個(gè)電位器在出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)好，切勿自行調(diào)節(jié)。4、數(shù)字信號源部分撥碼開關(guān)SW04、S

10、W05的作用是改變分頻器的分頻比（以4位為一個(gè)單元，對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的1位，以BCD碼分別表示分頻比的千位、百位、十位和個(gè)位），得到不同頻率的位同步信號。分頻前的基頻信號為2MHz，分頻比變化范圍是19999，所以位同步信號頻率范圍是200Hz2MHz。例如，若想信號輸出點(diǎn)“BS”輸出的信號頻率為15.625KHz，則需將基頻信號進(jìn)行128分頻，將撥碼開關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00101000（表示4位0128），就可以得到2000KHz/128=15.625KHz的方波信號。撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03的作用是改變NRZ碼的碼型。1位撥碼開關(guān)就對應(yīng)著NRZ碼中的一個(gè)碼

11、元，當(dāng)該位開關(guān)往上撥時(shí)，對應(yīng)的碼元為1，往下?lián)軙r(shí)，對應(yīng)的碼元為0。將撥碼開關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00101000，SW01、SW02、SW03設(shè)置為11110000 11001100 10101010，觀察BS、2BS、FS、NRZ波形。改變各撥碼開關(guān)的設(shè)置，重復(fù)觀察以上各點(diǎn)波形。 觀察1024K、256K、64K、32K、8K各點(diǎn)波形（由于時(shí)鐘信號為晶振輸出的24MHz方波，所以整數(shù)倍分頻后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K信號，電路板上的標(biāo)識為近似值，這一點(diǎn)請注意）。 觀測偽隨機(jī)序列：PN15、PN31及PN511,記錄PN15波

12、形。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明模擬輸出：波形種類、幅度、頻率均可調(diào)節(jié)。各種波形的頻率變化范圍如下：正弦波：100Hz10KHz；三角波：100Hz1KHz鋸齒波：100Hz1KHz；方 波：100Hz10KHz32KHz正弦波：31.25KHz正弦波輸出點(diǎn)。（幅度最大可達(dá)5V以上）64KHz正弦波：62.5KHz正弦波輸出點(diǎn)。（幅度最大可達(dá)5V以上）數(shù)字輸出：Z8K：7.8125KHz窄脈沖輸出點(diǎn)。8K：7.8125KHz方波輸出點(diǎn)。32K：31.25KHz方波輸出點(diǎn)。64K：62.5KHz方波輸出點(diǎn)。256K：250KHz方波輸出點(diǎn)。1024K：1000KHz方波輸出點(diǎn)。BS：位同步信號輸出點(diǎn)

13、。（方波，頻率可通過撥碼開關(guān)SW04、SW05改變）2BS：2倍位同步信號頻率方波輸出點(diǎn)。FS：幀同步信號輸出點(diǎn)。（窄脈沖，頻率是位同步信號頻率的二十四分之一）NRZ：24位NRZ碼輸出點(diǎn)。（碼型可通過撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03改變，碼速率和位同步信號頻率相同）D0-D7：預(yù)留端口，便于二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)自行開發(fā)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，記錄下列要求的各測量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：32KHz正弦波測試點(diǎn)輸出波形；模擬輸出：2KHz正弦波，1KHz三角波；示波器雙蹤觀察BS、FS，比較二者之間的頻率關(guān)系；NRZ點(diǎn)波形，并比較其與SW0

14、1、SW02、SW03之間的關(guān)系；1024KHz測試點(diǎn)輸出波形；PN15點(diǎn)信號波形。要求標(biāo)出：波形圖的縱、橫坐標(biāo)軸，波形幅度、周期實(shí)驗(yàn)二 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理。2、定量分析并掌握模擬信號13折線A律編碼方法。3、了解大規(guī)模集成電路TP3067的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的結(jié)果，分析調(diào)制信號與基帶信號之間的關(guān)系。2、改變基帶信號的幅度，觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號的信噪比的變化情況。3、改變基帶信號的頻率，觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號幅度的變化情況。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊2、模擬信號數(shù)字化模塊3、20M雙蹤示波器 一臺4、連接

15、線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理先規(guī)定模擬信號進(jìn)行抽樣后，其抽樣值還是隨信號幅度連續(xù)變化的，當(dāng)這些連續(xù)變化的抽樣值通過有噪聲的信道傳輸時(shí)，接收端就不能對所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值。如果發(fā)送端用預(yù)的有限個(gè)電平來表示抽樣值，且電平間隔比干擾噪聲大，則接收端將有可能對所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值，從而有可能消除隨機(jī)噪聲的影響。發(fā)送端接收端模擬信源抽樣器預(yù)濾波器模擬終端波形編碼器量化、編碼數(shù)字信道波形解碼器重建濾波器抽樣保持、低通脈沖編碼調(diào)制（PCM）簡稱為脈碼調(diào)制，它是一種將模擬語音信號變換成數(shù)字信號的編碼方式。脈碼系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。圖2-1 PCM 系統(tǒng)原理框圖PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過程。抽樣是把

16、時(shí)間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號；量化是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號；編碼是將量化后的信號編碼形成一個(gè)二進(jìn)制碼組輸出。國際標(biāo)準(zhǔn)化的PCM碼組（電話語音）是用八位碼組代表一個(gè)抽樣值。編碼后的PCM碼組，經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，用二進(jìn)制碼組重建模擬信號，在解調(diào)過程中，一般采用抽樣保持電路。預(yù)濾波是為了把原始語音信號的頻帶限制在3003400Hz左右，所以預(yù)濾波會(huì)引入一定的頻帶失真。在整個(gè)PCM系統(tǒng)中，重建信號的失真主要來源于量化以及信道傳輸誤碼。通常，用信號與量化噪聲的功率比，即信噪比S/N來表示。國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（ITU-T）詳細(xì)規(guī)

17、定了它的指標(biāo)，還規(guī)定比特率為64kb/s，使用A律或律編碼律。下面將詳細(xì)介紹PCM編碼的整個(gè)過程，由于抽樣原理已在前面實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)討論過，故在此只講述量化及編碼的原理。1、量化從數(shù)學(xué)上來看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖8-2所示，量化器Q輸出L個(gè)量化值，k=1，2，3，L。常稱為重建電平或量化電平。當(dāng)量化器輸入信號幅度落在與之間時(shí)，量化器輸出電平為。這個(gè)量化過程可以表達(dá)為：模擬輸入入量化器量化值這里稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。圖2-2 模擬信號的量化模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化，我們先討論均勻量化。把輸入模擬信號的取值域按等距

18、離分割的量化稱為均勻量化。在均勻量化中，每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的中點(diǎn)，如圖2-3所示。其量化間隔（量化臺階）取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)。當(dāng)輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)確定后，量化間隔也被確定。例如，輸入信號的最小值和最大值分用a和b表示，量化電平數(shù)為M，那么，均勻量化的量化間隔為：0 量化誤差 信號實(shí)際值信號量化值圖2-3 均勻量化過程示意圖量化器輸出為： 當(dāng)式中為第個(gè)量化區(qū)間的終點(diǎn)，可寫成:為第個(gè)量化區(qū)間的量化電平，可表示為 上述均勻量化的主要缺點(diǎn)是，無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當(dāng)信號較小時(shí)，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣，對于弱信號時(shí)

19、的量化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見，均勻量化時(shí)的信號動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中，往往采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔也小；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，當(dāng)輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度（實(shí)際中常常是這樣）時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號時(shí)的量化信噪比。實(shí)際中

20、，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國采用壓縮律，我國和歐洲各國均采用A壓縮律，因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用的PCM編碼方式也是A壓縮律。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律：A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性亦不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)際中，往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴(kuò)特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中所用到的PCM編碼芯片TP3067正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的。表2-

21、1列出了13折線時(shí)的值與計(jì)算值的比較。表 2-10101按折線分段時(shí)的01段落12345678斜率16168421表中第二行的值是根據(jù)時(shí)計(jì)算得到的，第三行的值是13折線分段時(shí)的值?？梢?，13折線各段落的分界點(diǎn)與曲線十分逼近，同時(shí)按2的冪次分割有利于數(shù)字化。2、編碼所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級聯(lián)型、混合型。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的編碼芯片TP

22、3067采用的是逐次比較型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的量化來加以說明。表2-2 段落碼 表2-3 段內(nèi)碼段落序號段落碼量化級段內(nèi)碼8111151111141110711013110112110061011110111010105100910018100040117011160110301050101401002001300112001010001000100000在13折線法中，無論輸入信號是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來表示輸入信號的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（

23、第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分成27128個(gè)量化級。段落碼和8個(gè)段落之間的關(guān)系如表2-2所示；段內(nèi)碼與16個(gè)量化級之間的關(guān)系見表2-3?？梢?，上述編碼方法是把壓縮、量化和編碼合為一體的方法。本實(shí)驗(yàn)采用大規(guī)模集成電路TP3067對語音信號進(jìn)行PCM編、解碼。TP3067在一個(gè)芯片內(nèi)部集成了編碼電路和譯碼電路，是一個(gè)單路編譯碼器。幀同步信號為8KHz，每幀32個(gè)時(shí)隙。模擬信號在編碼電路中，

24、經(jīng)過抽樣、量化、編碼，最后得到PCM編碼信號。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去的，在其他的時(shí)隙中編譯碼器是沒有輸出的，即對一個(gè)單路編譯碼器來說，它在一個(gè)PCM幀（32個(gè)時(shí)隙）里，只在一個(gè)中發(fā)送編碼信號。同樣，譯碼電路也只是在一個(gè)特定的時(shí)隙（此時(shí)隙應(yīng)與發(fā)送時(shí)隙相同，否則接收不到PCM編碼信號）里才從外部接收PCM編碼信號，然后進(jìn)行譯碼，經(jīng)過帶通濾波器、放大器后輸出。該特定的時(shí)隙可供一個(gè)PCM8位碼，所以其編碼速率為64kb/s。具體電路圖如圖2-5所示。， 圖2-5 PCM編譯碼電路原理圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號源模塊、模擬信號數(shù)字化模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接

25、觸良好。2、 插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個(gè)模塊中的相應(yīng)開關(guān)POWER1、POWER2，對應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵，三個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、對任意頻率、幅度的模擬信號脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（1）將信號源模塊的撥碼開關(guān)SW04、SW05設(shè)置為0000000 0000001（1分頻）；模擬信號數(shù)字化模塊中撥碼開關(guān)S1設(shè)置為0000；“編碼幅度”電位器（標(biāo)號為P06）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂。（2）編碼：將信號源模塊產(chǎn)生的正弦波信號（頻率為1.5KHz，峰-峰值

26、為2V）從點(diǎn)“S-IN”輸入模擬信號數(shù)字化模塊，將信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“64K”、“8K”、“BS”分別與模擬信號數(shù)字化模塊的信號輸入點(diǎn)“CLKB-IN”、“FramB-IN”、“2048K-IN”連接，雙蹤觀察信號編碼輸出點(diǎn)“PCMB-OUT”和FramB-IN的波形。（3）譯碼：斷電，再連接“CLKB-IN”和“CLK2-IN”，“FRAMB-IN”和“FRAM2-IN”，連接信號輸出點(diǎn)“PCMB-OUT”和信號輸入點(diǎn)“PCM2-IN”，比較基帶模擬信號S-IN與譯碼輸出點(diǎn)“JPCM”輸出的波形。（4）改變輸入正弦信號的頻率觀察“JPCM”的在0-4000Hz之間的變化情況。然后，記錄信

27、號頻率大于3400Hz或小于100Hz時(shí)，觀察點(diǎn)“JPCM”、“S-IN”端口的波形。（5）將正弦信號頻率調(diào)節(jié)在400-700Hz附近，改變輸入正弦信號的幅度至最大（可調(diào)節(jié)“編碼幅度”旋鈕），改變輸入信號幅度，分別使其峰-峰值大于5V，將示波器探頭分別接在信號輸出點(diǎn) “S-IN” 和“JPCM”上，觀察“過載”時(shí)的脈沖幅度調(diào)制和解調(diào)的波形，并記錄下來。4、用模擬示波器定量觀察PCM八位編碼實(shí)驗(yàn)（1）斷電，拆除所有連線，將模擬信號數(shù)字化模塊中撥碼開關(guān)SW01設(shè)置為1111。（2）編碼：觀察2KHz基帶信號“S-IN2”、 8KHz幀同步信號 “FRAMB-IN”、64KHz編碼時(shí)鐘信號“CLKB

28、-IN”與PCM編碼信號“PCMBOUT”的波形，調(diào)節(jié)“編碼幅度”電位器，分析PCM八位編碼的性極碼、段落碼與段內(nèi)碼隨基帶信號幅值大小的變化而變化的情況（建議：以幀同步為示波器的同步觸發(fā)源，調(diào)節(jié)時(shí)基靈敏度和掃描微調(diào)等旋鈕，使一個(gè)幀周期占4格，這樣易于觀察8位PCM編碼）。（3）譯碼：斷電，連接“CLKB-IN”和“CLK2-IN”, “PCMB-OUT”和“PCM2-IN”，“FRAMB-IN”和“FRAM2-IN”。觀察并比較基帶模擬信號“SIN2”和輸出點(diǎn)“JPCM”的譯碼波形。注：實(shí)驗(yàn)完后必將撥碼開關(guān)S1重新設(shè)置為0000。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明1、 輸入點(diǎn)參考說明2048K-IN：P

29、CM所需時(shí)鐘信號輸入點(diǎn)。S-IN：模擬信號輸入點(diǎn)（基帶信號）。CLKB-IN：PCM編碼所需時(shí)鐘信號輸入點(diǎn)。FRAMB-IN：PCM編碼幀同步信號輸入點(diǎn)。PCM2-IN：PCM解調(diào)信號輸入點(diǎn)。（用數(shù)字示波器觀察）CLK2-IN：PCM解碼所需時(shí)鐘信號輸入點(diǎn)。FRAM2-IN：PCM解碼幀同步信號輸入點(diǎn)。2、 輸出點(diǎn)參考說明SIN2： 2KHz基帶信號測試點(diǎn)。JPCM：PCM解調(diào)信號輸出點(diǎn)。PCMB-OUT：脈沖編碼調(diào)制信號輸出點(diǎn)。（用數(shù)字示波器觀察）七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程，并嘗試畫出本實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，記錄以下要求的各測量點(diǎn)的波形圖，并分析

30、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：步驟3中：示波器雙蹤觀察S-In,JPCM；先將輸入信號頻率調(diào)節(jié)至300-3400Hz頻段內(nèi)，再將信號頻率調(diào)節(jié)在此頻段之外，分別用示波器雙蹤觀察S-In,JPCM，分析觀察現(xiàn)象；將輸入信號頻率調(diào)節(jié)至700Hz附近，改變輸入信號幅度至最大，示波器雙蹤觀察S-In,JPCM，分析觀察現(xiàn)象；步驟4中：示波器雙蹤觀察FramB-In,PcmB_out，解讀出8位PCM編碼；示波器雙蹤觀察S-In2,JPCM；八、實(shí)驗(yàn)思考題TP3067PCM編碼器輸出的PCM數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為什么要給TP3067提供2.048MHz的時(shí)鐘？實(shí)驗(yàn)三 時(shí)分復(fù)用與基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、

31、理解基帶傳輸系統(tǒng)的工作過程。2、理解時(shí)分復(fù)用的概念及時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。3、了解時(shí)分復(fù)用在整個(gè)通信系統(tǒng)中的作用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察語音信號波形；2、觀察對兩路信號進(jìn)行PCM編碼，譯碼后的波形。3、觀察對兩路信號經(jīng)過時(shí)分復(fù)用、解利用后的波形。2、觀察隨機(jī)信道對通信系統(tǒng)的影響。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、電話接口及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊或終端模塊2、時(shí)分復(fù)用模塊，3、模擬信號數(shù)字化模塊，4、信道模擬模塊，5、20M雙蹤示波器6、連接線， 7、電話機(jī)或耳機(jī)、麥克風(fēng)四、實(shí)驗(yàn)原理1、時(shí)分復(fù)用在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，為了提高通信系統(tǒng)的利用率，往往用多路通信的方式來傳輸信號。所謂多路通信，就是指把多個(gè)不同信

32、源所發(fā)出的信號組合成一個(gè)群信號，并經(jīng)由同一信道進(jìn)行傳輸，在收端再將它分離并將它們相應(yīng)接收。時(shí)分復(fù)用就是一種常用的多路通信方式。時(shí)分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的，因?yàn)槌闃佣ɡ硎惯B續(xù)的基帶信號有可能被在時(shí)間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖所代替。這樣，當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就留出了時(shí)間空隙。利用這些空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值，因此，就可能用一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號,并且每一個(gè)抽樣值占用的時(shí)間越短，能夠傳輸?shù)穆窋?shù)也就越多。圖6-1表示的是兩個(gè)基帶信號在時(shí)間上交替出現(xiàn)。顯然這種時(shí)間復(fù)用信號在接收端只要在時(shí)間上恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分離，各個(gè)信號就能分別得到恢復(fù)。這就是時(shí)分復(fù)用的概念。此外，時(shí)分復(fù)用

33、通信系統(tǒng)有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，一是多路信號的匯合與分路都是數(shù)字電路，簡單、可靠；二是時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)對非線性失真的要求比較低。然而，時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)對信道中時(shí)鐘相位抖動(dòng)及接收端與發(fā)送端的時(shí)鐘同步問題提出了較高的要求。所謂同步是指接收端能正確地從數(shù)據(jù)流中識別各路序號。為此，必須在每幀內(nèi)加上標(biāo)志信號（即幀同步信號）。它可以是一組特定的碼組，也可以是特定寬度的脈沖。在實(shí)際通信系統(tǒng)中還必須傳遞信令以建立通信連接，如傳送電話通信中的占線、摘機(jī)與掛機(jī)信號以及振鈴信號等信令。上述所有信號都是時(shí)間分割，按某種固定方式排列起來，稱為幀結(jié)構(gòu)。采用時(shí)分復(fù)用的數(shù)字通信系統(tǒng)，在國際上已逐步建立其標(biāo)準(zhǔn)。原則上是把一定路數(shù)電話語音

34、復(fù)合成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流（稱為基群），然后再把基群數(shù)據(jù)流采用同步或準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接技術(shù)，匯合成更高速的數(shù)據(jù)信號，復(fù)接后的序列中按傳輸速率不同，分別成為一次群、二次群、三次群、四次群等等。圖6-1 兩個(gè)信號的時(shí)分復(fù)用在本實(shí)驗(yàn)中，第一路模擬信號送入時(shí)分復(fù)用模塊，第二路模擬信號送入模擬信號數(shù)字化模塊，分別在這兩個(gè)模塊中進(jìn)行PCM編碼，得到兩路PCM碼（PCMA和PCMB-OUT），再和時(shí)分復(fù)用模塊產(chǎn)生的幀同步碼進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，得到包含四路數(shù)據(jù)（第四路為空數(shù)據(jù)）、一幀為32位的時(shí)分復(fù)用信號，其復(fù)用部分的原理框圖如圖17-2。圖6-2 時(shí)分復(fù)用原理框圖由圖6-2可見，時(shí)分復(fù)用是通過時(shí)鐘信號對移位寄存器構(gòu)成的并/

35、串轉(zhuǎn)換電路的輸出信號輪流進(jìn)行選通而實(shí)現(xiàn)的，時(shí)分復(fù)用輸出信號的位同步信號的頻率為CLKB-OUT的四倍，幀同步信號的頻率為位同步信號的三十二分之一。時(shí)分復(fù)用輸出信號每一幀由32位組成，其幀結(jié)構(gòu)如圖17-3所示，撥碼開關(guān)SW01可設(shè)置幀同步碼的碼型。數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)201110010數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)20111001000000000000000008位全零8位8位8位全零8位8位幀同步碼幀同步碼圖6-3 時(shí)分復(fù)用輸出信號幀結(jié)構(gòu)復(fù)用信號通過解復(fù)用電路還原出兩路PCM編碼信號，分別送入時(shí)分復(fù)用模塊和模擬信號數(shù)字化模塊進(jìn)行PCM譯碼輸出，得到的兩路信號分別與輸入信號相同。圖17-4是解復(fù)用部分的原理框圖。時(shí)分復(fù)用與

36、解復(fù)用的所有功能都是在U01中完成的。圖6-4 解復(fù)用原理框圖在解復(fù)用電路中，先通過幀同步信號和位同步信號把四路數(shù)據(jù)分開，然后通過移位寄存器構(gòu)成的并/串轉(zhuǎn)換電路輸出串行的數(shù)據(jù)。時(shí)分復(fù)用和解復(fù)用的電路都比較簡單，請同學(xué)們參照我們提供的原理框圖自己分析電路詳細(xì)的工作過程。2、基帶傳輸系統(tǒng)如框圖所示2號號1號號A用戶B用戶PCM編碼PCM解碼時(shí)分復(fù)用解復(fù)用信道PCM解碼PCM編碼A用戶B用戶解復(fù)用時(shí)分復(fù)用五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 將信信道模塊模塊、時(shí)分復(fù)用模塊、模擬信號數(shù)字化模塊、電話接口及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、 插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下幾個(gè)模

37、塊中的相應(yīng)開關(guān)POWER1、POWER2，對應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵，三個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、 在電話接口及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊的水晶頭插座上分別接上兩部電話機(jī)?；蛘?，將兩副耳機(jī)的兩個(gè)接頭分別插入終端模塊的對應(yīng)插口。4、 將時(shí)分復(fù)用模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置成11110010，特別注意要將第1位設(shè)置為1，第28位為巴克碼1110010（或任意碼型），即幀同步信號。再將模擬信號數(shù)字化模塊SW01設(shè)置為0000。5、信號的時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)：按以下連接方式連接終端為電話： 電話接口及計(jì)算

38、機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊模擬信號數(shù)字化模塊TEL1TX S-IN TEL2RX JPCM電話接口及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊時(shí)分復(fù)用模塊 TEL2TX SININ TEL1RX SINOUT終端為耳機(jī)、麥克風(fēng)： 終端模塊1 模擬信號數(shù)字化模塊 TOUT1 S-IN RIN JPCM終端模塊2 時(shí)分復(fù)用模塊 TOUT1 SININ RIN SINOUT時(shí)分復(fù)用模塊模擬信號數(shù)字化模塊工作信號：FRAMEB-OUTFRAME-INCLKB-OUTCLKB-IN2048K-OUT2048K-IN2路信號復(fù)用輸入：DATA2-INPCMB-OUT：2路信號編碼輸出2路信號解復(fù)用輸出：DATA2PCM2-IN：2路信號譯碼

39、輸入BS2CLK2-IN FS2FRAME2-IN時(shí)分復(fù)用模塊自身連接1路信號解復(fù)用：DATA1PCM1-IN BS1CLK1-IN FS1FRAME1-IN1路信號解碼：DATA1INPCMA 復(fù)用與解復(fù)用：DATA JDATABSJBS FSJFS此時(shí)，將時(shí)分復(fù)用模塊的撥碼開關(guān)的第1位撥到“1”（即撥上）。6、用示波器觀察時(shí)分復(fù)用模塊的2048OUT標(biāo)準(zhǔn)方波信號；CLKBOUT為64KHz的方波信號；FRAMEBOUT為8KHz的方波信號；BS為256KHz的方波信號；FS為8KHz的脈沖信號；BS1與BS2的波形相同，為64KHz的方波信號；FS1與FS2的波形相同，為8KHz的方波信號

40、。7、摘機(jī)通信，這時(shí)可以聽見雙方的聲音，如果條件不充許，可以按鍵聽鍵音。8、復(fù)用信號的信道模擬實(shí)驗(yàn)（1）斷開時(shí)分復(fù)用模擬中的DATA與JDATA的連接，分別連入信道模擬模塊的“信道輸入”和“輸出1”點(diǎn)。（2）調(diào)節(jié)信道模擬模塊的“噪聲調(diào)節(jié)”旋鈕，則可以聽見電話音有明顯的噪聲。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明1、輸入點(diǎn)參考說明TEL1RX：電話1接收話音輸入；TEL2RX：電話2接收話音輸入信道輸入：信道輸入點(diǎn)2048KIN：PCM所需時(shí)鐘輸入點(diǎn)；Sin-IN：第一路模擬信號輸入點(diǎn)。CLKBIN：PCM編碼所需時(shí)鐘輸入點(diǎn)；FRAMBIN：PCM編碼幀同步輸入點(diǎn)；PCM2IN：PCMQE解碼信號輸入點(diǎn)；CL

41、K2IN：PCM解碼所需時(shí)鐘輸入點(diǎn)；FRAM2IN：PCM解碼幀同步輸入點(diǎn)；DATA1-IN：第一路數(shù)據(jù)信號輸入點(diǎn)；DATA2-IN：第二路數(shù)據(jù)信號輸入點(diǎn)；J-DATA：時(shí)分復(fù)用信號輸入點(diǎn)。J-BS：解復(fù)用位同步信號輸入點(diǎn)；J-FS：解復(fù)用幀同步信號輸入點(diǎn)。PCM1-IN：解復(fù)用第一路PCM數(shù)據(jù)信號輸入點(diǎn)。CLK1-IN：解復(fù)用第一路PCM數(shù)據(jù)位同步信號輸入點(diǎn)。FRAME1-IN：解復(fù)用第一路PCM數(shù)據(jù)幀同步信號輸入點(diǎn)。2、輸出點(diǎn)參考說明TEL1TX：電話1接收話音輸出；TEL2TX：電話2接收話音輸出2048K-OUT：TP3067主時(shí)鐘輸出點(diǎn)。CLKB-OUT：PCM碼編碼位同步信號輸出點(diǎn)

42、（64K方波）。FRAMEB-OUT： PCM碼編碼幀同步信號輸出點(diǎn)（8K方波）。DATA：時(shí)分復(fù)用信號輸出點(diǎn)；BS：復(fù)用信號位同步信號輸出點(diǎn)。FS：復(fù)用信號幀同步信號輸出點(diǎn)。PCMA：第一路PCM編碼信號輸出點(diǎn)。DATA1：解復(fù)用后第一路數(shù)據(jù)輸出點(diǎn)。BS1：解復(fù)用后第一路數(shù)據(jù)位同步信號輸出點(diǎn)。FS1：解復(fù)用后第一路數(shù)據(jù)幀同步信號輸出點(diǎn)。JPCM：PCM解調(diào)信號輸出點(diǎn)DATA2：解復(fù)用后第二路數(shù)據(jù)輸出點(diǎn)。BS2：解復(fù)用后第二路數(shù)據(jù)位同步信號輸出點(diǎn)。FS2：解復(fù)用后第二路數(shù)據(jù)幀同步信號輸出點(diǎn)。Sin-OUT：解復(fù)用后第一路PCM譯碼輸出點(diǎn)。BS-OUT和FS-OUT為電話接口及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊

43、的位同步和幀同步信號輸出點(diǎn)。PCMA：脈沖編碼調(diào)制信號輸出點(diǎn)七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，畫出實(shí)驗(yàn)基帶通信系統(tǒng)信號流程圖。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，記錄以下要求測量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：示波器雙蹤觀察“CLKB”，“FramEB”波形；示波器雙蹤觀察“CLK1”，“FramEB”波形；“BS1”，“ FS1”波形；示波器雙蹤觀察“CLKB”，“CLK1”波形；“CLKB”，“ BS1”波形；示波器雙蹤觀察“CLKB”，“BS”波形；示波器雙蹤觀察“FramEB”，“FS”波形；示波器雙蹤觀察“BS”，“FS”波形；3、比較單路位同步“CLKB” 、復(fù)用“BS”、 復(fù)用“FS”頻

44、率間的關(guān)系，為什么？4、指出哪些是模擬信號，哪些是數(shù)字信號。實(shí)驗(yàn)四 移相鍵控調(diào)制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握絕對碼、相對碼的概念以及它們之間的變換關(guān)系和變換方法。2、掌握用鍵控法產(chǎn)生PSK、2DPSK信號的方法。3、掌握相對碼波形與2PSK信號波形之間的關(guān)系及絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察絕對碼和相對碼的波形。2、觀察2PSK、2DPSK信號波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊2、數(shù)字調(diào)制模塊3、20M雙蹤示波器 一臺4、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理調(diào)制信號為二進(jìn)制序列時(shí)的數(shù)字頻帶調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。由于被調(diào)載波有幅度、頻率、相位三個(gè)獨(dú)立的可控參量，當(dāng)用二進(jìn)制信號分別調(diào)

45、制這三種參量時(shí)，就形成了二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)、二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）、二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)三種最基本的數(shù)字頻帶調(diào)制信號，而每種調(diào)制信號的受控參量只有兩種離散變換狀態(tài)。2PSK信號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相位載波和相位載波分別代表傳1和傳0，其時(shí)域波形示意圖如圖所示。設(shè)二進(jìn)制單極性碼為an，其對應(yīng)的雙極性二進(jìn)制碼為bn，則2PSK信號的一般時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 其中： 則 2PSK信號是一種雙邊帶信號，比較（1510）式與（153）式可知，其雙邊功率譜表達(dá)式與2ASK的幾乎相同，即為： 2PSK信號的譜零點(diǎn)帶寬與2ASK的相同，即（Hz） 我們知道，2PS

46、K信號是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字信號而得出的，在這種絕對移相的方式中，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)象常稱為2PSK的“倒”現(xiàn)象，因此，實(shí)際中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對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2DPSK信號的碼元相位關(guān)系可舉例表示如下：數(shù)字信息： 001

47、11001012DPSK信號相位：000000或： 0 0 0 0 0下圖為對同一組二進(jìn)制信號調(diào)制后的2PSK與2DPSK波形。從圖中可以看出，2DPSK信號波形與2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元相對相位圖 2PSK與2DPSK波形對比的差才唯一決定信息符號。這說明，解調(diào)2DPSK信號時(shí)并不依賴于某一固定的載波相位參考值。只要前后碼元的相對相位關(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2PSK方式中的“倒”現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)我們也可以看到，單純從波形上看，2PSK與2DPSK信號是無法分辨的。這說明，一方面，只有已知移相鍵控方式是絕對

48、的還是相對的，才能正確判定原信息；另一方面，相對移相信號可以看成是把數(shù)字信息序列（絕對碼）變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進(jìn)行絕對移相而形成。為了便于說明概念，我們可以把每個(gè)碼元用一個(gè)下圖所示的矢量圖來表示。圖中，虛線矢量位置稱為基準(zhǔn)相位。在絕對移相中，它是未調(diào)制載波的相位；在相對移相中，它是前一碼元載波的相位。如果假設(shè)每個(gè)碼元中包含有整數(shù)個(gè)載波周期，那么，兩相鄰碼元載波的相位差既表示調(diào)制引起的相位變化，也是兩碼元交界點(diǎn)載波相位的瞬時(shí)跳變量。根據(jù)ITU-T的建議，下圖（a）所示的移相方式，稱為A方式。在這種方式中，每個(gè)碼元的載波相位相對于基準(zhǔn)相位可取0、。因此，在相對移相后，若后一碼元的載波相位

49、相對于基準(zhǔn)相位為0，則前后兩碼元載波的相位就是連續(xù)的；否則，載波相位在兩碼元之間要發(fā)生跳變。下圖（b）所示的移相方式，稱為B方式。在這種方式中，每個(gè)碼元的載波相位相對于基準(zhǔn)相位可取/2。因而，在相對移相時(shí)，相鄰碼元之間必然發(fā)生載波相位的跳變。這樣，在接收端接收該信號時(shí)，如果利用檢測此相位變化以確定每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，即可提供碼元定時(shí)信息，這正是B方式被廣泛采用的原因之一。圖 二相調(diào)制移相信號矢量圖2DPSK的調(diào)制原理與2PSK的調(diào)制原理類似，也是用二進(jìn)制基帶信號作為模擬開關(guān)的控制信號輪流選通不同相位的載波，完成2DPSK調(diào)制，其調(diào)制的基帶信號和載波信號分別從“PSK基帶輸入”和“PSK載波輸入

50、”輸入，差分變換的時(shí)鐘信號從“PSK-BS輸入”點(diǎn)輸入，其原理框圖如下圖所示：五、實(shí)驗(yàn)步驟 1、將信號源模塊、數(shù)字調(diào)制模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個(gè)模塊中的開關(guān)POWER1、POWER2，對應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵，三個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、PSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)（1）撥碼開關(guān)撥至0（PSK），將信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“BS”與數(shù)字調(diào)制模塊的信號輸入點(diǎn)“PSK-位同步輸入”相連接，將信號源模塊經(jīng)128分頻產(chǎn)生

51、的碼速率為15.625KHz的周期性NRZ碼和64KHz的正弦波（幅度為3V左右）分別送入數(shù)字調(diào)制模塊的信號輸入點(diǎn)“PSK基帶輸入”和“PSK載波輸入”。用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“PSK基帶輸入”與“PSK調(diào)制輸出”的波形。（2）改變送入的基帶信號和載波信號，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。 4、DPSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)（1）撥碼開關(guān)撥至1（DPSK），將信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“BS”與數(shù)字調(diào)制模塊的信號輸入點(diǎn)“PSK-BS輸入”相連接，將信號源模塊經(jīng)128分頻產(chǎn)生的碼速率為15.625KHz的周期性NRZ碼和64KHz的正弦波（幅度為3V左右）分別送入數(shù)字調(diào)制模塊的信號輸入點(diǎn)“PSK基帶輸入”和“PSK載波輸入”。以信

52、號輸入點(diǎn)“差分編碼輸出”的信號為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“PSK基帶輸入”，“差分編碼輸出”輸出的波形及“DPSK調(diào)制輸出”的波形。（2）改變送入的基帶信號和載波信號，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明 1、信號輸入點(diǎn)參考說明PSK基帶輸入：PSK基帶信號輸入點(diǎn)。PSK/DPSK載波輸入：PSK/DPSK載波信號輸入點(diǎn)。PSK/DPSK -BS輸入：PSK/DPSK差分編碼時(shí)鐘輸入點(diǎn)。2、信號輸出點(diǎn)參考說明PSK/DPSK調(diào)制輸出：PSK/DPSK調(diào)制信號輸出點(diǎn)。差分編碼輸出：PSK基帶信號經(jīng)差分編碼后的信號輸出點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程，并嘗試

53、畫出本實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，記錄以下要求的各測量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：示波器雙蹤觀察PSK調(diào)制時(shí)“基帶輸入”，“調(diào)制輸出”波形；示波器雙蹤觀察PSK調(diào)制時(shí)“載波輸入”，“調(diào)制輸出”波形；示波器雙蹤觀察PSK調(diào)制時(shí)“基帶輸入”，“差分編碼”波形，比較二者之間的關(guān)系；示波器雙蹤觀察DPSK調(diào)制時(shí)，“基帶輸入”， “調(diào)制輸出”波形；示波器雙蹤觀察DPSK調(diào)制時(shí)，“差分編碼輸出”，“調(diào)制輸出”波形；實(shí)驗(yàn)五 移相鍵控解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握2PSK、2DPSK相干解調(diào)的原理。2、觀察理解PSK相干解調(diào)時(shí)，載波相位模糊對解調(diào)產(chǎn)生的影響。3、觀察了解載波及同步信號提取的過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察2PSK、2DPSK解調(diào)信號波形。2、觀察2DPSK相干解調(diào)器各點(diǎn)波形。3、觀察相干載波相位模糊對解調(diào)產(chǎn)生的影響。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊，2、數(shù)字調(diào)制模塊，3、數(shù)字解調(diào)模塊， 4、同步信號提取模塊，5、20M雙蹤示波器， 6、連接線若干四、實(shí)驗(yàn)原理2DPSK解調(diào)最常用的方法是極性比較法和相位比較法，這里采用的是極性比較法對2DPS