實(shí)驗(yàn)三 BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)三 BPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試前檢查：首先通過菜單將通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“BPSK傳輸系統(tǒng)”；用示波器測量TPMZ07測試點(diǎn)的信號，如果有脈沖波形，說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作；如果沒有脈沖波形，則需按面板上的復(fù)位按鈕重新對硬件進(jìn)行初始化。（一）BPSK調(diào)制1. BPSK調(diào)制基帶信號眼圖觀測（以m序列觀測眼圖）（1） 通過菜單選擇不激活“匹配濾波”方式（未打勾），此時基帶信號頻譜成形濾波器全部放在發(fā)送端。以發(fā)送時鐘（TPM01）作同步，觀測發(fā)送信號眼圖（TPi03）的波形。成型濾波器使用升余弦響應(yīng)，=0.4。判斷信號觀察的效果。（2）（3） 通過菜單選擇激活“匹配濾波”方

2、式（打勾），此時系統(tǒng)構(gòu)成收發(fā)匹配濾波最佳接收機(jī)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別與上述兩種方式下發(fā)送信號眼圖（TPi03）的波形。（4）注：當(dāng)通過選擇菜單激活“匹配濾波”方式時，表示系統(tǒng)按匹配濾波最佳接收機(jī)組成，即發(fā)射機(jī)端和接收機(jī)端采用同樣的開根號升余弦響應(yīng)濾波器。當(dāng)未激活“匹配濾波”方式時，系統(tǒng)為非匹配最佳接收機(jī)，整個濾波器滾降特性全部放在發(fā)射機(jī)端完成，但信道成型濾波器特性不變。思考：怎樣的系統(tǒng)才是最佳的？匹配濾波器最佳接收機(jī)性能如何從系統(tǒng)指標(biāo)中反映出來？采用什么手段測量？結(jié)論：匹配濾波巖土更加清晰性能更佳2. I路和Q路調(diào)制信號的相平面（矢量圖）信號觀察（1） 測量I支路（TPi03）和Q

3、支路信號（TPi04）李沙育（x-y）波形時，應(yīng)將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPi03和TPi04的合成矢量圖，其相位矢量圖應(yīng)為0、兩種相位。通過菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測量；結(jié)合BPSK調(diào)制器原理分析測試結(jié)果。（2） 全0碼和全1碼（3）（4） 01碼（5）（6） 特殊碼（7）結(jié)論全一碼和全0碼只有一個碼型所以李莎宇波形 只有一個點(diǎn)0|1碼特殊嘛序列存在0.1碼交替所以存在0.pai兩種相位。（8） 通過菜單選擇“匹配濾波”方式設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別兩種方式下矢量圖信號。匹配濾波下，0|1碼的李莎宇圖形方向有所變化，其他碼型的李莎宇圖基本一致3. BP

4、SK調(diào)制信號0/相位測量(將KPO2設(shè)置在T位置)選擇輸入調(diào)制數(shù)據(jù)為01碼。用示波器的一路觀察已調(diào)制信號輸出波形（TPK03），并選用該信號作為示波器的同步信號；示波器的另一路連接到調(diào)制參考載波上（TPK06/或TPK07），以此信號作為觀測的參考信號。仔細(xì)調(diào)整示波器同步，觀察和驗(yàn)證調(diào)制載波在數(shù)據(jù)變化點(diǎn)發(fā)生相位0/翻轉(zhuǎn)。4. BPSK調(diào)制信號包絡(luò)觀察(將KPO2設(shè)置在T位置)BPSK調(diào)制為非恒包絡(luò)調(diào)制，調(diào)制載波信號包絡(luò)具有明顯的過零點(diǎn)。通過本測量讓學(xué)生熟悉BPSK調(diào)制信號的包落特征。測量前將模擬鎖相環(huán)模塊內(nèi)的跳線開關(guān)KP02設(shè)置在TEST位置（右端）。（1） 選擇0/1碼調(diào)制輸入數(shù)據(jù)，觀測調(diào)制

5、載波輸出測試點(diǎn)TPK03的信號波形。調(diào)整示波器同步，注意觀測調(diào)制載波的包落變化與基帶信號（TPi03）的相互關(guān)系。畫下測量波形。（2） 用特殊碼序列重復(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)，觀測載波的包絡(luò)變化。5. BPSK調(diào)制信號頻譜測量此項(xiàng)測量視學(xué)校儀表情況而定，無頻譜儀可不測量。測量時，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，掃描頻率為10KHz/DIV，分辨率帶寬為110KHz左右，調(diào)整頻率儀輸入信號衰減器和掃描時間為合適位置。通過菜單選擇m序列碼輸入數(shù)據(jù)，觀測BPSK信號頻譜。測量調(diào)

6、制頻譜占用帶寬、電平等，記錄實(shí)際測量結(jié)果，畫下測量波形。6. BPSK調(diào)制信號頻譜載漏信號測量此項(xiàng)測量視學(xué)校儀表情況而定，無頻譜儀可不測量。頻譜儀連接、設(shè)置同上。通過菜單選擇0/1碼輸入數(shù)據(jù)，觀測BPSK信號頻譜。測量調(diào)制頻譜載漏與信號電平的差值，記錄實(shí)際測量結(jié)果，畫下測量波形。思考：載漏過大會對系統(tǒng)帶來什么影響？載漏的產(chǎn)生與什么因素有關(guān)？如何減小載漏電平？（二）BPSK解調(diào)1. 接收端解調(diào)器眼圖信號觀測（1） 首先用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02，建立中頻自環(huán)（自發(fā)自收）。測量解調(diào)器I支路眼圖信號測試點(diǎn)TPJ05（在A/D模塊內(nèi)）波形，觀測時用發(fā)時鐘TPM01作同步。將接收端與發(fā)射端眼圖信號

7、TPI03進(jìn)行比較，觀測接收眼圖信號有何變化（有噪聲）。（2） 觀測正交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測試波形有什么不同？根據(jù)電路原理圖，分析解釋其原因。（3） 測試模塊中的TPN02測試點(diǎn)為接收端經(jīng)匹配濾波器之后的眼圖信號觀測點(diǎn)。通過菜單選擇“匹配濾波”方式設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。解釋為什么發(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)器失鎖時的眼圖信號觀測將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（開環(huán)），使環(huán)路失鎖。觀測失鎖時的解調(diào)器眼圖信號TPJ05，熟悉BPSK調(diào)制器失鎖時的眼圖信號（

8、未張開）。觀測失鎖時正交支路解調(diào)器眼圖信號TPJ06波形。注意：將示波器時基從正常位置調(diào)整25ms/DIV對比觀測。3. 接收端I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形觀察測量I支路（TPJ05）和Q支路信號（TPJ06）李沙育（x-y）波形時，應(yīng)將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPJ05和TPJ06的合成矢量圖。在解調(diào)器鎖定時，其相位矢量圖應(yīng)為0、兩種相位。通菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測量；結(jié)合BPSK解調(diào)器原理分析測試結(jié)果。全1碼和全0碼4. 解調(diào)器失鎖時I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形觀察將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（右端

9、），使環(huán)路失鎖。觀測接收端失鎖時I路和Q路的合成矢量圖。掌握解調(diào)器時I路和Q路解調(diào)信號的相平面（矢量圖）波形的變化，分析測量結(jié)果。全一碼和全零碼0|1碼特殊碼結(jié)論失鎖時，全一碼和全零碼的李莎宇圖沒有發(fā)生變化，但是零一碼特殊碼和m序列由直線變?yōu)閳A5. 判決反饋環(huán)解調(diào)器鑒相特性觀察解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3（右端）位置，觀察鎖相環(huán)鑒相器輸出點(diǎn)TPN03的波形（在測試模塊）。通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對BPSK信號解調(diào)采用判決反饋環(huán)解調(diào)器，其PLL環(huán)路鑒相特性具有鋸齒余弦特性。6. 解調(diào)器PLL環(huán)路鑒相器差拍電壓和鎖定過程觀察將跳線開關(guān)KL01設(shè)置在1_2位置（PLL

10、閉環(huán)）和2_3（PLL開環(huán)）位置來回切換，仔細(xì)觀察測試模塊內(nèi)TPN01測量點(diǎn)的工作波形。觀測時將示波器時基設(shè)定在5ms10 ms，有條件可使用存儲示波器觀測。7. 解調(diào)器抽樣判決點(diǎn)信號觀察（1） 選擇輸入測試數(shù)據(jù)為m序列，用示波器觀察測試模塊內(nèi)抽樣判決點(diǎn)（TPN04）的工作波形（示波器時基設(shè)定在25ms）。（2） TPMZ07為接收端DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時刻。用示波器同時觀察TPMZ07（觀察時以此信號作同步）和觀察抽樣判決點(diǎn)TPN04信號波形之間的相位關(guān)系。8. 解調(diào)器失鎖時抽樣判決點(diǎn)信號觀察將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置，使環(huán)路失鎖。用示波器觀察測

11、試模塊內(nèi)抽樣判決點(diǎn)TPN04信號波形，觀測時示波器時基設(shè)定在25ms。熟悉解調(diào)器失鎖時的抽樣判決點(diǎn)信號波形。9. 差分編碼信號觀測通信原理實(shí)驗(yàn)箱僅對“外部數(shù)據(jù)輸入”方式輸入數(shù)據(jù)提供差分編碼功能。外部數(shù)據(jù)可以來自誤碼儀產(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，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），輸入信號和時鐘開關(guān)KW01、KW02設(shè)置在來自信道CH位置（左端）。通過菜單選擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“

12、外部數(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_SEL1跳線器插入，產(chǎn)生7位周期m序列。用示波器同時觀察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，分析兩信號間的編碼關(guān)系。記錄測量結(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_SEL1和M_SEL2跳線器都插入，產(chǎn)生15位周期m序列，重復(fù)上述測量步驟。記錄測量結(jié)果。10. 解調(diào)數(shù)據(jù)觀察（1） 在上述設(shè)置跳線開關(guān)基礎(chǔ)上，用示波器同時觀察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)行是否相同一致（正常差分譯碼）。測量發(fā)送與接收

13、數(shù)據(jù)信號的傳輸延時，記錄測量結(jié)果。（2） 在“外部數(shù)據(jù)輸入”方式下，重復(fù)按選擇菜單的確認(rèn)按鍵，讓解調(diào)器重新鎖定（存在相位模糊度，會使解調(diào)數(shù)據(jù)反向），觀測解調(diào)器差分譯碼電路是否正確譯碼。11. 解調(diào)器相干載波觀測首先建立中頻自環(huán)，通過菜單選擇輸入測試數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”或“m序列”。（1） 用雙蹤示波器同時測量發(fā)端調(diào)制載波（TPK07）和收端恢復(fù)相干載波（TPLZ07），并以TPK07作為示波器的同步信號。在環(huán)路正常鎖定時，觀測收發(fā)載波信號的相關(guān)關(guān)系。（2） 將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（開環(huán)），使環(huán)路失鎖。重復(fù)上述測量步驟，觀測在解調(diào)器失鎖時收發(fā)載波信號

14、的相關(guān)關(guān)系。（3） 將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線開關(guān)KL01設(shè)置在1_2位置（閉環(huán)），讓解調(diào)器鎖定（如無法鎖定，可按選擇菜單上的確認(rèn)鍵，讓解調(diào)器重新同步鎖定）。斷開中頻連接電纜，觀測在無輸入信號情況下，解調(diào)器載波是否與發(fā)端同步。記錄測量結(jié)果。12. 解調(diào)器相干載波相位模糊度觀測首先建立中頻自環(huán)，通過菜單選擇輸入測試數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”或“m序列”。用雙蹤示波器同時測量發(fā)端調(diào)制載波（TPK07）和收端恢復(fù)相干載波（TPLZ07），并以TPK07作為示波器的同步信號。反復(fù)的斷開和接回中頻自環(huán)電纜，觀測兩載波失步后再同步時之間的相位關(guān)系。13. 解調(diào)器相干載波相位模糊度對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響觀測首先建立中頻自環(huán)，通過菜單選擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”方式。用雙蹤示波器同時比較接收數(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。不斷的斷開和接回中頻自環(huán)電纜，觀測收發(fā)眼圖信號。（在“特殊碼序列”方式下，重復(fù)按選擇菜單的確認(rèn)按鍵，讓解調(diào)器重新鎖定。）分析接收時眼圖信號的電平極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的原因。14. 解調(diào)器位定時恢復(fù)信號調(diào)整鎖定過程觀察TPMZ07為DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時刻，它與TPM01（發(fā)端時鐘）具有明確的相位關(guān)系。（1）