实验八 移相键控调制与解调实验

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1、实验八移相键控调制与解调实验一、实验目的1．掌握二相PSK（DPSK）调制解调的工作原理及电路组成。2．了解载频信号的产生方法。3．掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。4．掌握伪随机序列的产生过程。二、实验内容1．PSK调制用内时钟信号源产生的31位的伪随机码做输入信号来观察TP701∽TP707各测量点的波形。2．PSK解调依次测量TP708∽TP714各测量点的波形，画出波形图并做记录，注意时间、相位、幅度之间的关系。3．观察眼图，并作记录分析。三、实验原理1．PSK调制PSK系统的调制部分框图及原理电路分别如图8-1和图8

2、-2所示。PSK信号m序列发生器调相差分编码÷210MHz晶振÷10图8-1PSK调制部分框图（1）m序列发生器m序列发生器产生一个伪随机序列作为数字基带信号源。根据本原多项式f（x）=X5+X3+1组成五级移位寄存器，可得到31位码长的m序列。图8-3中码元速率约为1Mb/s，由实验1产生。U703：74LS164为移位寄存器，反相器U704A：74LS04、U704B：74LS04、U704C：74LS04、U704D：74LS04、U704E：74LS04、U704A：74LS04和异或门U706C：74LS86、U706

3、D：74LS86以及与门U705：74LS30共同形成移位寄存器74LS164的复位电路，防止全零码，反相器U704D：74LS04、U704E：74LS04起放大、整形作用。图8-2PSK调制电路原理图（2）绝对相移和相对相移移相键控分为绝对相移和相对相移两种。以未调载波的相位作为基准的相位调制叫做绝对移相。以二进制为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相：“1”和“0”时调制后载波相位差180o。绝对移相的波形如图8-3所示。在同步解调的PSK系统中，由于收端载波恢复存在相

4、位含糊的问题，即恢复的载波可能与未调载波同相，也可能反相，以至解调后的信码出现“0”、“1”倒置，发送为“1”码时，解调后得“0”码；发送“0”码时，解调后得“1”码，为了克服这种现象，需相对相移方式。相对相移的调制规律是：每一个码元的载波相位不是以固定的未调载波相位为基准的，而是以相邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。例如，当某一码元取“1”时，它的载波相位与前一码元的载波同相；码元取“0”时，它的载波相位与前一码元的载波反相。相对相移的波形如图8-3所示。通常，相对移相可以通过对信码进行变换和绝对移相来实现。将信码经

5、过差分编码变换成新的码组——相对码，再利用相对码对载波进行绝对移相，使输出的已调载波相位满足相对移相的相位关系。设绝对码为{ai}，相对码为{bi}，则二相编码的逻辑关系为：bi=ai+bi-1。图8-2中，U708B：74LS74为锁存器，形成一级移位寄存器，异或门U706A：74LS86为模二和电路，两者构成绝对码到相对码的转换电路。（3）0相载波、π相载波产生电路晶振J701：10.000MHz与反相器U707E：74LS04、U707F：74LS04共同产生10.000MHz的方波，U708A：74LS74为二分频电路，

6、在5脚和6脚分别输出5.000MHz的0相载波和π相载波。（4）调相电路调相电路是由数字选择器U709：74LS153完成。当2脚和14脚同时为高电平时，7脚输出与3脚输入的0相载波相同；当2脚和14脚同时为低电平时，7脚输出与6脚输入的π相载波相同，这样就完成了差分信码对载波的相位调制。图8-3示出了一个数字序列的相对移相的过程。对应于差分编码，在解调部分采用差分译码，差分译码的逻辑为：ci=bi+bi-100111001U(t)绝对码00101110Uˊ(t)绝对码图8-3绝对码实现相对移相的过程图8-3数字序列的相对移相过

7、程2．PSK解调2PSK系统的解调部分框图及原理电路图分别如图8-4和图8-5所示。（1）同相正交环Um2cos(ω0+ф2)码判决低通鉴相器Um2sin（ω0t+ф）UdPSK入差分译码压控振荡器模拟相乘器环路滤波器Um1cos（ω0t+ф）Ud2m序列输出低通鉴相器图8-4PSK解调部分框图绝大多数二相PSK信号采用对称的移相键控，因而在码元“1”、“0”等概率条件下都是抑制载波的，即在调制信号的频谱中不含载波线谱，这样就无法用窄带滤波器从调制信号中直接提取参考相位载波。对PSK而言，只要用某种非线性处理的方法去掉相位调制，

8、就能产生与载波有一定关系的分量，恢复出同步解调所需要的参考相位载波，实现对被抑制掉的载波跟踪。从PSK信号中提取载波的常用方法是采用载波跟踪锁相环，如平方环、同相正交环、逆调制环和判决反馈环等。本实验采用同相正交环，同相正交环又叫科斯塔斯（Costas）环。在这