通信原理實驗指導(dǎo)書資料.docx

1、實驗二數(shù)字基帶信號實驗一、實驗?zāi)康? 、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。2 、掌握 AMI、HDB3的編碼規(guī)則。3 、掌握從 HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。4、掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。二、實驗儀器1、雙蹤示波器一臺2、通信原理型實驗箱一臺3、 M6模塊數(shù)字信號源單元和AMI/HDB3 編譯碼單元三、基本原理1、數(shù)字信源本模塊是整個數(shù)字通信實驗系統(tǒng)的發(fā)終端，其原理方框圖如圖1-1 所示。分晶振CLK頻并行碼產(chǎn)生器八選一八選一八選一S1S2S3S4FSNRZS5三選一器BS-OUTBS倒相器圖 1-1數(shù)字信源方框圖抽 NRZ-OUT樣其中，

2、并行碼產(chǎn)生器為實驗箱M6模塊數(shù)字信號源單元的K1、K2、K3，它們是 8 位手動開關(guān)，從左到右依次與幀同步碼、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù) 2 相對應(yīng)；發(fā)光二極管左起分別與一幀中的 24 位代碼相對應(yīng)。注意：發(fā)光二極管是10 位的，前兩位無效。本模塊有以下測試點及輸入輸出點：1? CLK晶振信號測試點? BS-OUT信源位同步信號輸出點/ 測試點?FS- OUT信源幀同步信號輸出點/ 測試點? NRZ-OUTNRZ信號輸出點 / 測試點本單元產(chǎn)生 NRZ信號，信號碼速率約為170.5KB，幀結(jié)構(gòu)如圖1-2 所示。幀長為 24 位，其中首位無定義， 第 2 位到第 8 位是幀同步碼 （ 7 位巴克碼111001

3、0），另外 16 位為 2 路數(shù)據(jù)信號，每路 8 位。此 NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1 碼，熄狀態(tài)表示0 碼。無定義位幀同步碼數(shù)據(jù) 1數(shù)據(jù) 2× 11 1 00 1 0××××××××××××××××圖 1-2幀結(jié)構(gòu)FS信號可用作示波器的外同步信號，以便觀察2DPSK等信號。 FS 信號、 NRZ-OUT信號之間的相位關(guān)系如圖1-3 所示，圖中NRZ-OUT的無定義位為0，幀同步碼為1110

4、010，數(shù)據(jù) 1 為 11110000，數(shù)據(jù) 2 為 00001111。FS信號的低電平、 高電平分別為4 位和 8 位數(shù)字信號時間，其上升沿比NRZ-OUT碼第一位起始時間約超前一個碼元。幀同步碼數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2NRZ-OUTFS圖 1-3 FS、NRZ-OUT波形2. AMI/HDB 3 編譯碼AMI/HDB3 編譯碼原理框圖如圖1-4 所示。整流器NRZ-IN+H-OUT(AMI)HDB3單雙BS-IN編譯碼器-H-OUT 變換雙單變換-OUT+H-H相加器NRZ-OUT鎖相環(huán)限幅放大帶通 BPBS-OUT(AMI)HDB -D3圖 1-4 HDB 3 編譯碼方框圖本單元有以下測試點及輸出點

5、：2? NRZ_IN編碼器輸入信號? BS_IN位同步輸入信號? NRZ-OUT譯碼器輸出信號? BS-OUT從 HDB3碼信號中提取的位同步信號?（ AMI）HDB3-OUT編碼器輸出信號?（ AMI）HDB3-D（ AMI）HDB3碼經(jīng)整流的輸出信號本模塊上的碼型選擇開關(guān)K4 用于選擇碼型， K4 位于左邊 A 端選擇 AMI 碼，位于右邊H端選擇 HDB3碼。3. AMI 、 HDB3碼編碼規(guī)律AMI碼的編碼規(guī)律是： 信息代碼1 變?yōu)閹в蟹柕? 碼即 +1 或-1 ，1 的符號交替反轉(zhuǎn)；信息代碼0 的為 0 碼。AMI 碼對應(yīng)的波形是占空比為0.5 的雙極性歸零碼，即脈沖寬度與碼元寬度

6、（碼元周期、碼元間隔）TS的關(guān)系是 =0.5T S。HDB3碼的編碼規(guī)律是：4 個連 0 信息碼用取代節(jié)000V 或 B00V代替， 當(dāng)兩個相鄰V 碼中間有奇數(shù)個信息1 碼時取代節(jié)為000V，有偶數(shù)個信息1 碼（包括0 個信息 1 碼）時取代節(jié)為 B00V，其它的信息0 碼仍為 0 碼；信息碼的1 碼變?yōu)閹в蟹柕? 碼即 +1 或 -1 ；HDB3碼中 1、B 的符號符合交替反轉(zhuǎn)原則，而V 的符號破壞這種符號交替反轉(zhuǎn)原則，但相鄰 V 碼的符號又是交替反轉(zhuǎn)的； HDB3碼是占空比為 0.5 的雙極性歸零碼。NRZ、 AMI、 HDB3碼的編碼規(guī)律關(guān)系圖如圖 1-5 所示圖 1-5 NRZ 、

7、AMI、 HDB3關(guān)系圖四、實驗步驟1、熟悉數(shù)字信源模塊和AMI/HDB3 編譯碼模塊的工作原理。2、數(shù)字信號源實驗接通數(shù)字信號源模塊的電源。用示波器觀察數(shù)字信源模塊上的各種信號波形。（ 1）示波器的兩個通道探頭CH1和 CH2分別接 NRZ-OUT和 BS-OUT，對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)， 判斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（ 1 碼對應(yīng)的發(fā)光管亮，0 碼對應(yīng)的發(fā)光3管滅），觀察并總結(jié)NRZ碼的特點；（ 2）用 K1 產(chǎn)生代碼× 1110010（×為任意代碼，1110010 為 7 位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼，示波器的兩個通道探頭CH1和 CH2分別接 FS-

8、OUT和 BS-OUT，觀察本實驗中的時分復(fù)用信號幀結(jié)構(gòu)的特點。3、 AMI(HDB3) 編碼實驗關(guān)閉數(shù)字信號源模塊的電源, 按照下表連線。源端口目的端口1 數(shù)字信源單元NRZ-OUTAMI(HDB3) 編譯碼單元 : NRZ-IN2 數(shù)字信源單元: BS-OUTAMI(HDB3) 編譯碼單元 : BS-IN打開數(shù)字信號源模塊和AMI(HDB3) 編譯碼模塊電源。用示波器觀察AMI(HDB3) 編碼的波形。（ 1） 示波器的兩個探頭CH1和 CH2分別接 AMI(HDB3) 編譯碼單元的NRZ-IN 和（ AMI）HDB3-OUT，將碼型選擇開關(guān)K4 置于左邊 A 端。將信源模塊K1、 K2、

9、 K3 的每一位都置1，觀察并記錄全1 碼對應(yīng)的AMI 碼；再將 K1、 K2、K3 置為全 0，觀察全 0 碼對應(yīng)的AMI 碼；將 K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000狀態(tài)，觀察并記錄對應(yīng)的AMI 碼。觀察時應(yīng)注意：編碼輸出的AMI 比輸入 NRZ-OUT延遲了 4 個碼元。（ 2）將碼型選擇開關(guān)K4 置于右邊H 端重復(fù)第 (1) 步實驗，分別測得K1、 K2、 K3 為以上情況時的HDB3碼。觀察時應(yīng)注意：?波形顯示時，每一幀數(shù)據(jù)都是循環(huán)輸出，要注意調(diào)節(jié)碼B 的極性。? 編碼輸出的 HDB3也比輸入 NRZ-OUT延遲了 4 個碼元。4、

10、AMI(HDB3) 譯碼實驗關(guān)閉數(shù)字信號源模塊的電源, 保持以上連線，連接AMI(HDB3) 編譯碼單元的（AMI）HDB3-OUT 和（ AMI） HDB3- IN 。（ 1）將 K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000狀態(tài)，碼型選擇開關(guān)K4置于左邊 A 端或右邊 H端，CH1接 AMI(HDB3) 編譯碼單元的NRZ-IN，CH2分別接（ AMI）HDB3-D、BS-OUT和 NRZ-OUT，觀察這些信號波形。觀察時應(yīng)注意：? NRZ-OUT 信號（譯碼輸出）遲后于 NRZ-IN 信號（編碼輸入） 8 個碼元，同時有一定的衰減。? AMI 、

11、HDB3碼是占空比等于0.5 的雙極性歸零碼，AMI-D、 HDB3-D 是占空比等于0.5 的單極性歸零碼。? BS-OUT 是一個周期基本恒定（等于一個碼元周期）的TTL 電平信號。4（ 2）若把 K1、 K2、K3 的每一位都置 1，觀察能否從 AMI 碼中得到一個符合要求的位同步信號，為什么？若把 K1、 K2、 K3 的每一位都置 0，觀察能否從 AMI 碼中得到一個符合要求的位同步信號，為什么？五、實驗報告要求及思考題1. 根據(jù)實驗觀察，紀(jì)錄相關(guān)波形并回答所涉及的問題。2. 總結(jié)不歸零碼和歸零碼的特點。3. 與信源代碼中的“ 1”碼相對應(yīng)的 AMI 碼及 HDB3碼是否一定相同？為

12、什么？4. 總結(jié)從 HDB3 碼中提取位同步信號的原理。5. 試根據(jù)占空比為 0.5 的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連 0 碼越長，越難于從 AMI 碼中提取位同步信號，而 HDB3 碼則不存在此問題。5實驗三眼圖測量實驗一、實驗?zāi)康?、理解眼圖的定義及模型2、掌握通信系統(tǒng)性能的簡單測試方法二、實驗儀器1、通信原理型實驗箱2、雙蹤示波器3、 M6模塊的數(shù)字信號源單元和M11模塊的信道單元三、基本原理為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，除了用專門精密儀器進(jìn)行測試和調(diào)整外，在大量的維護(hù)工作中，希望用簡單的方法和通用儀器也能宏觀監(jiān)測系統(tǒng)的性能。在實驗室中，通常用示波器觀察接收信號波

13、形的方法來分析碼間串?dāng)_和噪聲對系統(tǒng)性能的影響，這就是眼圖分析法。1、眼圖的定義眼圖是利用實驗的方法估計和改善（通過調(diào)整）傳輸系統(tǒng)性能時，在示波器上觀察到的一種圖形。觀察眼圖的方法是：用一個示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時示波器屏幕上看到的圖形像人的眼睛，故稱為 “眼圖 ”。從 “眼圖 ”上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響，從而估計系統(tǒng)的優(yōu)劣程度。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能。2、眼圖形成原理及模型1）無噪聲時的眼圖圖 9-1 基帶信號波形及眼圖6為解釋眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系

14、，圖9-1 給出了無噪聲情況下無碼間串?dāng)_和有碼間串?dāng)_的眼圖。圖9-1（a）是無碼間串?dāng)_的雙極性基帶脈沖序列，用示波器觀察它，并將水平掃描周期調(diào)到與碼元周期Tb 一致，由于熒光屏的余輝作用，掃描線所得的每一個碼元波形將重疊在一起，形成如圖9-1（ c）所示的線跡細(xì)而清晰的大“眼睛 ”；圖 9-1（ b）是有碼間串?dāng)_的雙極性基帶脈沖序列，由于存在碼間串?dāng)_，此波形已經(jīng)失真，當(dāng)用示波器觀察時，示波器的掃描跡線不會完全重合，于是形成的眼圖線跡雜亂且不清晰， “ 眼睛 ” 張開的較小，且眼圖不端正，如圖9-1（ d）所示。對比圖 9-1（ c）和圖 9-1（ d）可知，眼圖的 “眼睛 ” 張開的大小反映著

15、碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。 “眼睛 ”張的越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越小；反之表示碼間串?dāng)_越大。2）存在噪聲時的眼圖當(dāng)存在噪聲時，噪聲將疊加在信號上，觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時存在碼間串?dāng)_， “眼睛 ”將張開得更小。與無碼間串?dāng)_時的眼圖相比，原來清晰端正的細(xì)線跡變成了比較模糊的帶狀線，而且不很端正。噪聲越大，線跡越寬，越模糊；碼間串?dāng)_越大，眼圖越不端正。3）眼圖的模型眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息：可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強(qiáng)弱，有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響，評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；可以指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_。為了說明眼圖和系

16、統(tǒng)性能的關(guān)系，我們把眼圖簡化為圖9-2 所示的模型。圖 9-2眼圖的模型該圖表明如下意義：7（ 1 ）最佳抽樣時刻應(yīng)在“眼睛 ” 張開最大的時刻。（ 2 ）對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對定時誤差就越靈敏。（ 3 ）在抽樣時刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示最大信號畸變。（ 4 ）眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。（ 5 ）在抽樣時刻上，上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。（ 6 ）對于利用信號過零點取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點位置的變動范圍，這

17、個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。由于噪聲瞬時電平的影響無法在眼圖中得到完整的反映，因此，即使在示波器上顯示的眼圖是張開的，也不能保證判決完全準(zhǔn)確。不過原則上總是眼睛張開的越大，實際判決越準(zhǔn)確。所以，還是可以通過眼圖的張開來衡量和比較基帶信號的質(zhì)量，并以此為依據(jù)來調(diào)節(jié)信道的傳輸特性，使信號在通信系統(tǒng)信道中傳輸盡可能大接近于最佳工作狀態(tài)。3 、眼圖原理方框圖圖 22-眼圖原理方框圖本模塊有以下測試點及輸入輸出點：S_IN信號輸入點 / 測試點N_IN噪聲輸出點 / 測試點EYE眼圖測試點四、實驗步驟1、熟悉數(shù)字信號源模塊和眼圖模塊的工作原理。2、按照下表連線。8源端口目的端口1 數(shù)字信

18、源單元 : NRZ_OUT信道模塊 :S_IN2信道模塊 :PN_OUT信道模塊 :PN_IN3.數(shù)字信源單元 :CLK信道模塊 :CLK_IN3、打開數(shù)字信源單元的電源開關(guān) , 接通信道模塊中的 +5V,+12V,-12V 電源， 把數(shù)字信源單元的 K1，K2，K3 產(chǎn)生任意代碼，例如 10110010 10101001 01110010 ，用示波器一個通道觀察 N_IN 的噪聲信號 , 用示波器的另一個通道接在接收濾波器的輸出端EYE ，以碼元定時BS_OUT( 在信源模塊 )作為示波器的外同步信號，調(diào)節(jié)可調(diào)電位器R53, 觀察這時示波器屏幕上看到的圖形眼圖，注意觀察噪聲的大小對眼圖的影響

19、,并記錄。 .五、實驗報告要求及思考題1、根據(jù)實驗結(jié)果，記錄并繪出眼圖的波形圖，并說明眼圖的各項參數(shù)。2、一隨機(jī)二進(jìn)制序列為10110001 ，符號“ 1”對應(yīng)的基帶波形為 g1(t), “ 0”對應(yīng)的基帶波形為 g2(t) ， g2(t)=-g1 (t)=g(t)， g(t) 為升余弦波形 , 持續(xù)時間為 Ts。(1)當(dāng)示波器掃描周期為T0=Ts 時，試畫出眼圖。(2)若升余弦波持續(xù)時間為2Ts0s， T=T ，再畫眼圖。3、為什么利用眼圖能大致估算接收系統(tǒng)性能的好壞程度？實驗四數(shù)字調(diào)制實驗一、實驗?zāi)康?. 掌握絕對碼、相對碼概念及它們之間的變換關(guān)系。2. 掌握用鍵控法產(chǎn)生 2ASK、 2F

20、SK、 2PSK、 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、絕對碼波形與 2DPSK信號波形之間的關(guān)系。二 、實驗儀器1. 雙蹤示波器一臺2. 通信原理實驗箱一臺3.M6 模塊的數(shù)字信號源單元和M4模塊的數(shù)字調(diào)制單元三、基本原理91、本實驗中M6模塊的數(shù)字信號源單元向M4模塊的數(shù)字調(diào)制單元提供位同步信號（ BS-OUT）和數(shù)字基帶信號（ NRZ-OUT）。數(shù)字調(diào)制模塊將輸入的NRZ絕對碼變?yōu)橄鄬Υa、用鍵控法產(chǎn)生2ASK、 2FSK、2DPSK信號。調(diào)制單元的原理方框圖如圖2-1 所示。圖 2-1 數(shù)字調(diào)制方框圖將晶振信號進(jìn)行8 分頻、濾波后，得到2ASK的載頻

21、 0. 554MHz。 2FSK信號的兩個載波頻率分別為晶振頻率的1/8和 1/16 ，即0. 554MHz 和 0. 277MHz 。它們也是通過分頻和濾波得到的。本單元有以下測試點及輸入輸出點：? BS-IN位同步信號輸入點（數(shù)字調(diào)制單元）? NRZ-IN數(shù)字基帶信號輸入點（數(shù)字調(diào)制單元）? CAR2DPSK信號載波測試點? CAR-D2DPSK信號載波倒相測試點? AK( 即 NRZ-IN)絕對碼測試點（與 NRZ-IN 相同）? BK相對碼測試點? 2DPSK（2PSK）2DPSK（ 2PSK）信號測試點 / 輸出點， VP-P>0.5V? 2FSK2FSK信號測試點 / 輸出點

22、， VP-P>0.5V? 2ASK2ASK信號測試點， VP-P>0.5V2、 2PSK、 2DPSK調(diào)制原理及相位模糊現(xiàn)象。2PSK、2DPSK波形與信息代碼的關(guān)系如圖2-2 所示。10圖 2-2 2PSK 、 2DPSK波形圖中假設(shè)碼元寬度等于載波周期的1.5 倍。 2PSK信號的相位與信息代碼的關(guān)系是：前后碼元相異時，2PSK 信號相位變化180 ，相同時2PSK 信號相位不變，可簡稱為“異變同不變”。 2DPSK信號的相位與信息代碼的關(guān)系是：碼元為“1”時， 2DPSK信號的相位變化 180 。碼元為“ 0”時， 2DPSK信號的相位不變，可簡稱為“1 變 0 不變”。應(yīng)該

23、說明的是，此處所說的相位變或不變，是指將本碼元內(nèi)信號的初相與一碼元內(nèi)信號的末相進(jìn)行比較，而不是將相鄰碼元信號的初相進(jìn)行比較。實際工程中， 2PSK或 2DPSK信號載波頻率與碼速率之間可能是整數(shù)倍關(guān)系也可能是非整數(shù)倍關(guān)系。但不管是那種關(guān)系，上述結(jié)論總是成立的。本單元用碼變換2PSK調(diào)制方法產(chǎn)生2DPSK信號，原理框圖及波形圖如圖2-3 所示。A KB K2DPSK(AK)+2PSK 調(diào)制2PSK(BK)BK-1T S圖 2-3 2DPSK 調(diào)制器相對于絕對碼AK， 2PSK調(diào)制器的輸出就是2PSK信號；相對于相對碼，2PSK調(diào)制器的輸出是2DPSK信號。圖中設(shè)碼元寬度等于載波周期，已調(diào)信號的相

24、位變化與AK、BK的關(guān)系當(dāng)然也是符合上述規(guī)律的， 即對于 AK 來說是 “ 1 變 0 不變” 關(guān)系， 對于 BK來說是 “異變同不變” 關(guān)系，由 AK 到 BK的變換也符合“1 變 0 不變”規(guī)律。圖 2-3 中調(diào)制后的信號波形也可能具有相反的相位，BK 也可能具有相反的序列即00100，這取決于載波的參考相位以及異或門電路的初始狀態(tài)。2DPSK通信系統(tǒng)可以克服上述2PSK系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象，故實際通信中采用2DPSK而不用 2PSK（多進(jìn)制下亦如此，采用多進(jìn)制差分相位調(diào)制MDPSK），此問題將在數(shù)字解調(diào)實驗中再詳細(xì)介紹。四、實驗步驟1. 熟悉 M4模塊的數(shù)字調(diào)制單元的工作原理。112. 按

25、照下表連線：源端口目的端口1 數(shù)字信源單元: BS-OUT數(shù)字調(diào)制 : BS-IN2 數(shù)字信源單元NRZ-OUT數(shù)字調(diào)制 : NRZ-IN3 數(shù)字信源單元: CLK數(shù)字調(diào)制 : CLK3. 絕對碼、相對碼實驗接通數(shù)字信源模塊與數(shù)字調(diào)制模塊的電源。示波器的兩個探頭CH1和 CH2分別接數(shù)字調(diào)制單元的AK（ NRZ-IN）和 BK，將信源模塊K1、K2、K3 的每一位都置1，觀察并記錄全 1 碼時 AK、BK的波形；再將K1、K2、 K3 置為全 0，觀察全0 碼時 AK、 BK 的波形；將K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010 狀態(tài)，觀察并記錄此時

26、AK、BK 的波形。觀察并總結(jié)從絕對碼至相對碼的變換規(guī)律以及從相對碼至絕對碼的變換規(guī)律。4. 仔細(xì)觀察 CAR和 CAR-D信號，分析載波信號的特點。5.2PSK 調(diào)制實驗將碼型選擇開關(guān)置于2PSK端（左端）。示波器 CH1接 AK（ NRZ-IN）， CH2接 2PSK/2DPSK，將信源模塊K1、K2、 K3 的每一位都置 1，觀察并記錄全1 碼時 AK與 2PSK的對應(yīng)波形；再將K1、 K2、 K3 置為全 0，重復(fù)以上步驟；將K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010狀態(tài)，重復(fù)以上步驟。觀察并總結(jié)2PSK信號相位變化與絕對碼AK的關(guān)系。6.2

27、DPSK調(diào)制實驗將碼型選擇開關(guān)置于2DPSK端（右端）。示波器 CH1接 AK，CH2別接 BK、2PSK/2DPSK，將信源模塊K1、K2、K3 的每一位都置1，觀察并記錄全1 碼時 AK與 BK、 2DPSK的對應(yīng)波形；再將K1、 K2、 K3 置為全 0，重復(fù)以上步驟；將K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010狀態(tài)，重復(fù)以上步驟。觀察并總結(jié)2DPSK 信號相位變化分別與絕對碼AK 和相對碼 BK 的關(guān)系。7.2ASK 調(diào)制實驗示波器 CH1接 AK（ NRZ-IN）、 CH2接 2ASK，將信源模塊K1、K2、K3 的每一位都置1，觀察并記錄

28、全1 碼時 AK 與 2ASK的對應(yīng)波形；再將K1、K2、K3 置為全 0，重復(fù)以上步驟；將 K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010狀態(tài)，重復(fù)以上步驟。觀察2ASK與 AK 的關(guān)系。8.2FSK 調(diào)制實驗示波器 CH1接 AK（ NRZ-IN）、CH2接 2FSK， 將信源模塊K1、 K2、 K3 的每一位都置1，12觀察并記錄全1 碼時 AK 與 2FSK的對應(yīng)波形；再將K1、 K2、 K3 置為全 0，重復(fù)以上步驟；將 K1、 K2、K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010 狀態(tài)，重復(fù)以上步驟。觀察2FSK與 A

29、K 的關(guān)系（注意“ 1”碼與“ 0”碼對應(yīng)的 2FSK信號幅度可能不相等，這對傳輸信息是沒有影響的） 。五、實驗報告要求及思考題1. 根據(jù)實驗觀察，紀(jì)錄相關(guān)波形并回答所涉及的問題。2.設(shè)信息代碼為1001 1010 ，載頻分別為碼元速率的1 倍和 1. 5 倍，畫出2DPSK及2PSK信號波形。實驗五數(shù)字解調(diào)實驗一、實驗?zāi)康?. 掌握 2DPSK相干解調(diào)原理。2. 掌握 2FSK過零檢測解調(diào)原理。二 、實驗儀器1. 雙蹤示波器一臺2. 通信原理實驗箱一臺3. M6 模塊的數(shù)字信號源單元和 M4模塊的數(shù)字調(diào)制單元、載波同步及模擬鎖相環(huán)單元、 2DPSK解調(diào)單元、 2FSK解調(diào)單元三、基本原理1、

30、 2DPSK信號的解調(diào)可用相干解調(diào)或差分相干解調(diào)法（相位比較法）解調(diào)2DPSK信號。在相位比較法中，要求載波頻率為碼速率的整數(shù)倍，當(dāng)此關(guān)系不能滿足時只能用相干解調(diào)法。本實驗系統(tǒng)中， 2DPSK載波頻率等于碼速率的13/4倍，只能用相干解調(diào)法。實際工程中相干解調(diào)法用得最多。解調(diào)器的方框圖如圖3-1 所示。2DPSK抽樣判決器BKAK- IN相乘 MU低通濾運放LPF整形CM抽樣- OUT碼反- OUT器波器器變換CAR- INBS- IN13圖 3-1 2DPSK相干解調(diào)方框圖2DPSK解調(diào)模塊上有以下測試點及輸入輸出點：? 2DPSK-IN2DPSK 信號輸入點 / 測試點? CAR-IN相干

31、載波輸入點? BS-IN位同步信號輸入點? MU相乘器輸出信號測試點? LPF低通、運放輸出信號測試點? CM整形輸出信號的輸出點 / 測試點? BK-OUT解調(diào)輸出相對碼測試點? AK-OUT（模塊上寫成AS-OUT了）解調(diào)輸出絕對碼測試點2DPSK 相干解調(diào)器模塊各點波形示意圖如圖3-2 所示。圖中設(shè)相干載波為相。圖 3-2 2DPSK 相干解調(diào)波形示意圖說明： 2DPSK解調(diào)的信號碼不能為全0 或全 1，否則抽樣判決器不能正常工作。2、 2FSK信號的解調(diào)2FSK信號的解調(diào)方法有：包絡(luò)檢波法、相干解調(diào)法、鑒頻法、過零檢測法等。本實驗采用過零檢測法解調(diào)2FSK信號。解調(diào)器的方框圖如圖3-3

32、 所示。14圖 3-32FSK 過零檢測法解調(diào)方框圖2FSK 解調(diào)模塊上有以下測試點及輸入輸出點：? 2FSK-IN2FSK 信號輸入點 / 測試點? BS-IN位同步信號輸入點? DW1單穩(wěn) 1 端信號輸出測試點? DW2單穩(wěn) 2 端信號輸出測試點? FD2FSK過零檢測輸出信號測試點? LPF低通濾波器輸出點 / 測試點? CM整形輸出測試點? AK-OUT解調(diào)輸出信號的輸出點 / 測試點2FSK過零檢測解調(diào)器模塊各點波形示意圖如圖3-4 所示。 圖中設(shè) “ 1”碼載頻等于碼速率的兩倍， “ 0”碼載頻等于碼速率。圖 3-4 2FSK過零檢測解調(diào)器各點波形示意圖3、本實驗中，各模塊之間的信

33、號連結(jié)方式如圖3-5 所示。15BS-OUTBS-IN數(shù)字BS-OUTBS-IN2FSK-OUT2FSK-IN信源NRZ-OUTNRZ-IN數(shù)字2FSK 解調(diào)2DPSK-OUT2DPSK-IN調(diào)制2DPSK 解調(diào)2DPSK-OUTBS-INCAR-IN2DPSK-IN 載波CAR-OUT同步圖 3-5 數(shù)字解調(diào)實驗連接圖實際通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的位同步信號來自位同步提取單元。本實驗中這個信號直接來自數(shù)字信源單元。 在做 2DPSK解調(diào)實驗時， 位同步信號送給 2DPSK解調(diào)單元， 做 2FSK 解調(diào)實驗時則送到 2FSK解調(diào)單元。四、實驗步驟1.熟悉 M4 模塊的載波同步及模擬鎖相環(huán)單元、2DP

34、SK解調(diào)單元、 2FSK 解調(diào)單元的工作原理。2. 2DPSK 相干解調(diào)實驗(1) 按照下表連線并接通 M6模塊和 M4模塊的電源。源端口目的端口1 M6 數(shù)字信源單元: CLKM4數(shù)字調(diào)制單元 : CLK2 M6 數(shù)字信源單元: BS-OUTM4數(shù)字調(diào)制單元 : BS-IN3 M6 數(shù)字信源單元NRZ-OUTM4數(shù)字調(diào)制單元 : NRZ-IN4 M6數(shù)字信源單元: BS-OUTM42DPSK 解調(diào)單元 : BS-IN5 M4數(shù)字調(diào)制單元: 2PSK/2DPSKM42DPSK 解調(diào)單元 : 2DPSK-IN6 M4數(shù)字調(diào)制單元: 2PSK/2DPSKM4載波同步單元 : 2DPSK-IN7 M

35、4載波同步單元: CAR-OUTM42DPSK 解調(diào)單元 :CAR-IN(2) 將示波器的 CH1接數(shù)字調(diào)制單元的 BK，CH2接 2DPSK解調(diào)單元的 MU。MU與 BK同相或反相，其波形應(yīng)接近圖3-2 所示的理論波形。(3)示波器的 CH2接 LPF，可看到LPF 與 MU反相。當(dāng)一幀內(nèi)BK中“ 1”碼和“ 0”碼個數(shù)相同時，LPF的正、負(fù)極性信號與0 電平對稱，否則不對稱。(4)斷開、接通電源若干次，使數(shù)字調(diào)制單元CAR信號與載波同步單元CAR-OUT信號同相，觀察數(shù)字調(diào)制單元的BK 與 2DPSK解調(diào)單元的BK 之間的關(guān)系，再觀察數(shù)字調(diào)制單元中AK信號與 2DPSK解調(diào)單元的AK-OU

36、T（注意：實驗?zāi)０迳蠈懙氖茿S-OUT）信號16之間的關(guān)系。(5) 再斷開、接通電源若干次，使CAR信號與 CAR-OUT信號反相，重新進(jìn)行步驟(4) 中的觀察。在進(jìn)行上述各步驟時應(yīng)注意運放是一個反相放大器。3. 2FSK 過零檢測解調(diào)實驗(1) 按照下表連線并接通 M6模塊和 M4模塊的電源。源端口目的端口1 M6 數(shù)字信源單元: CLKM4數(shù)字調(diào)制單元 : CLK2 M6數(shù)字信源單元: BS-OUTM4數(shù)字調(diào)制單元 : BS-IN3 M6數(shù)字信源單元NRZ-OUTM4數(shù)字調(diào)制單元 : NRZ-IN4 M6數(shù)字信源單元: BS-OUTM42FSK 解調(diào)單元 : BS-IN5 M4數(shù)字調(diào)制單元: 2FSK - OUTM42FSK 解調(diào)單元 : 2FSK -IN(2) 示波器探頭 CH1接數(shù)字調(diào)制單元中的 AK，CH2分別 2FSK解調(diào)單元中的 DW1、DW2、FD、 LPF、 CM及 AK-OUT，觀察 2FSK過零檢測解調(diào)器的解調(diào)過程（注意：低通及整形2 都有倒相作用） 。 LPF的波形應(yīng)接近圖3-4 所示的理論波形。五、實驗報告要求及思考題1.記錄 K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 1001 1010狀態(tài)時的2DPSK信號波形及其解調(diào)后的波形。2.記錄 K1、 K2、 K3 置于 0111 0010 0000