【实验3】刘雨帆

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1、专业：信息与通信工程姓名：刘雨帆学号：3110104602日期：2014.4.1地点：教11-201实验报告课程名称：通信原理实验指导老师：金向东成绩：__________________实验名称：实验六2DPSK实验实验类型：验证型实验同组学生姓名：曹佳炯一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、学习2DPSK中频调制器原理。2、了解二相差分编译码原理和作用。3、正交调幅法2DPSK中频调

2、制器硬件实现方法。4、数字中频调制方式与频带利用率。二、实验内容和原理数字通信最简单的调制器是2PSK调制器，也称二相相移键控，这种调制器把数字信息“1”和“0”分别用载波的相位0和π这两个离散值来表示。其表达式为：式中取值0或π是由数字信息比特取“1”或“0”决定。在实际应用中，2PSK调制器分为绝对调相和相对调相两种。1、BPSK调制（绝对调相）利用载波相位的绝对数值来传送数字信息叫做绝对相移键控，也称BPSK调制。例如输入一串二进制数字序列，其值是“1”或“0”随机变化，经过BPSK调相后，其相角按如下式变化：因此：BPS

3、K信号可表示为：令：则BPSK信号可表示为：根据BPSK信号的表达式，模拟乘法器实现2DPSK调制器的原理框图如图6-1所示。BPSK调制器波形如图6-2所示。2、2DPSK调制（相对调相）为了克服BPSK移相键控中的相位模糊问题，实际应用中常采用相对调相，或叫做差分移相键控，记作DPSK。它的调制规律与BPSK的区别在于：以每个数字比特的载波相位为基准来取值。也就是说，它利用了前后两个相邻比特的载波相位差来传送数字信息“0”和“1”。差分编码的原则是：绝对码元“１”使编码后得到的相对码元改变，绝对码元“０”使相对码元不变。假设

4、Δθ为当前码元和前一码元的载波相位差，且：若有一基带序列（绝对码）：111001101，与它对应的载波相位差为：若初始相位为０，则相对码的载波相位为：所以，编码后得到的相对码元序列是：10110110。DPSK与BPSK相比较，在具体电路实现时仅在BPSK调制器增加一个差分编码器就构成了DPSK调制器。差分编码器的作用是把绝对二进制序列{bk}变换成相对二进制序列{dk},即：或相应的二相差分编译码器电路6-3（a）、（b）所示。图6-4是模拟乘法器实现的2DPSK调制器原理框图：2DPSK调制器波形如图6-5所示：三、主要仪器

5、设备装有quartusII的计算机、通信基础实验箱、100MHz示波器、频谱分析仪、螺丝刀。四、操作方法和实验步骤1、在quartusII设计平台下进行电路设计2DPSK调制FPGA基带处理处理电路主要包括分频器、伪随机发生器和差分编码三部分。2、实验板设置3、将实验电路下载到FPGA芯片4、2DPSK调制器实验电路互连实验电路如图6-8、6-9所示，由四部分组成：(1)数字电路（包括NRZ信号源、二相差分编码、电平变换）(2)载波发生器（采用VCO电路构成，实验时可以微调中频频率，观察2DPSK变化）(3)模拟乘法器（因为是2

6、DPSK实验，只需要一个模拟乘法器，因此使用模拟乘法器1）(4)声表面波滤波器滤波、中频放大5、实验测试用示波器按照测试点表要求测量数据。本实验要求对2DPSK调制信号在滤波前后的时域及频域波形进行测量和分析。五、实验结果与分析1、电路原理图2、时序仿真图从仿真波形中可以看到，NRZ序列为000100110101111，差分编码为000111011001010，与理论相符。3、下载程序测试（1）T816.9344MHz时钟信号以上时钟频率正确，但波形峰值处有一些失真。（2）T5经过选择开关时钟（3）T15调制信号时钟实验中采用了

7、四分频，得到4MHz的信号时钟。时钟波形与频率均较为正常。（4）T16NRZ码从示波器波形中看出，NRZ码为000100110101111，与仿真波形以及理论相符。（5）T17二相差分编码CNRZ从示波器波形中看出，经过差分编码后的序列为000111011001010，符合仿真波形及理论分析结果。（6）T23二相差分编码CNRZ2经过缓冲器后的码形消除了包络的误差，使得波形更理想。（7）J1535MHz载频载频频率与波形均与理论相符。（8）J162DPSK输出时域波形（左）和J162DPSK输出频域波形（右）两图为未经滤波的2D

8、PSK时域及频域波形，时域图我们发现波形的毛刺较多，包络有高低，并非恒包络，频频谱分析可以明显看到载频的旁瓣较多，高频分量衰减不够理想。（9）T272DPSK输出经滤波后时域波形（左）和T272DPSK输出经滤波后频域波形（右）两图经过滤波后的2DPSK波形，包