通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告(最新-哈工程)

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱通信原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 數(shù)字基帶信號(hào)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型 硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)班級(jí)電子信息工程4班學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo)教師張曉林實(shí)驗(yàn)室名稱21B361實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2017.5.25 實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)原理（1分）實(shí)驗(yàn)步驟（2分）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（2分）總成績教師簽字日期 哈爾濱工程大學(xué)教務(wù)處 制 實(shí)驗(yàn)一、 數(shù)字基帶信號(hào)實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號(hào)波形特點(diǎn) 2、掌握AMI、HDB2的編碼規(guī)則 3、了解HDB3(AMI)編譯碼集成電路CD22103.2、 實(shí)驗(yàn)儀器雙蹤示波器、通信原理VI實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)、M6信源模塊3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、用示

2、波器觀察單極性非歸零碼（NRZ)、傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI)、三階 高密度雙極性碼（HDB3)、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。 2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號(hào)的電路中有 關(guān)波形。 3、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。4、 基本原理1、單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼 對(duì)于傳輸數(shù)字信號(hào)來說，最常用的方法是用不同的電壓電平來表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，即數(shù)字信號(hào)由矩形脈沖組成。 a)單極性不歸零碼，無電壓表示0，恒定正電壓表示1，每個(gè)碼元時(shí)間的中間點(diǎn)是采樣時(shí)間，判決門限為半幅電平。 b)雙極性不歸零碼，1碼和0碼都有電流，1為正電流，0為負(fù)電流，正和負(fù)的幅度

3、相等，判決門限為零電平。 c)單極性歸零碼，當(dāng)發(fā)1碼時(shí)，發(fā)出正電流，但持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)窄脈沖；當(dāng)發(fā)0碼時(shí)，仍然不發(fā)送電流。 d)雙極性歸零碼，其中1碼發(fā)正的窄脈沖，0碼發(fā)負(fù)的窄脈沖，兩個(gè)碼元的時(shí)間間隔可以大于每一個(gè)窄脈沖的寬度，取樣時(shí)間是對(duì)準(zhǔn)脈沖的中心。歸零碼和不歸零碼、單極性碼和雙極性碼的特點(diǎn)：不歸零碼在傳輸中難以確定一位的結(jié)束和另一位的開始，需要用某種方法使發(fā)送器和接收器之間進(jìn)行定時(shí)或同步；歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關(guān)系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。 單極性碼會(huì)積累直流分量，這樣就不能使變壓器在數(shù)據(jù)通信設(shè)備和所處環(huán)境之間提供良好絕緣

4、的交流耦合，直流分量還會(huì)損壞連接點(diǎn)的表面電鍍層；雙極性碼的直流分量大大減少，這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸是很有利的2、AMI、HDB3碼特點(diǎn)（1）AMI碼 我們用“0”和“1”代表傳號(hào)和空號(hào)。AMI碼的編碼規(guī)則是“0”碼不變，“1”碼則交替地轉(zhuǎn)換為1和1。當(dāng)碼序列是1時(shí)，AMI碼就變?yōu)椋?00100011101。這種碼型交替出現(xiàn)正、負(fù)極脈沖，所以沒直流分量，低頻分量也很少，它的頻譜如圖5-1所示，AMI碼的能量集中于f0/2處(f0為碼速率)。 信息代碼：1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 AMI碼： +1 0 0-1+1 0 0 0-1+1-1 由于AMI碼的傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)，故由于它決定的基帶信號(hào)將出

5、現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而0電位保持不變的規(guī)律。這種基帶信號(hào)無直流成分，且只有很小的低頻成分，因而它特別適宜在不允許這些成分通過的信道中傳輸。 除了上述特點(diǎn)以外，AMI碼還有編譯碼電路簡單以及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是以種基本的線路碼，在高密度信息流得數(shù)據(jù)傳輸中，得到廣泛采用。但是，AMI碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長的連0串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。 （2）HDB3碼 HDB3碼是對(duì)AMI碼的一種改進(jìn)碼，它的全稱是三階高密度雙極性碼。其編碼規(guī)則如下：用B脈沖來保證任意兩個(gè)相連取代節(jié)的V脈沖間“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。當(dāng)相鄰V脈沖間“1”碼數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則用“000V”取

6、代，為偶數(shù)個(gè)時(shí)就用“B00V”取代。在V脈沖后面的“1”碼和B碼都依V脈沖的極性而正負(fù)交替改變。為了討論方便，我們不管“0”碼，而把相鄰的信碼“1”和取代節(jié)中的B碼用B1B2 .Bn表示，Bn后面為V，選取“000V”或“B00V”來滿足Bn的n為奇數(shù)。當(dāng)信碼中的“1”碼依次出現(xiàn)的序列為VB1B2B3.BnVB1時(shí)，HDB3碼為.或?yàn)?。由此看出，V脈沖是可以辯認(rèn)的，這是因?yàn)锽n和其后出現(xiàn)的V有相同的極性，破壞了相鄰碼交替變號(hào)原則，我們稱V脈沖為破壞點(diǎn)，必要時(shí)加取代節(jié)BOOV，保證n永遠(yuǎn)為奇數(shù)，使相鄰兩個(gè)V碼的極性作交替變化。由此可見，在HDB3碼中。相鄰兩個(gè)V碼之間或是其余的“1”碼之間都符

7、合交替變號(hào)原則，而取代碼在整修碼流中不符合交替變號(hào)原則。經(jīng)過這樣的變換，既消除了直流成分，又避免了長連“0”時(shí)位定時(shí)不易恢復(fù)的情況，同時(shí)也提供了取代信息。圖5-2給出了HDB3碼的頻譜，此碼符合前述的對(duì)頻譜的要求。 例如： 代碼： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 000 0 1 1 AMI碼： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 000 0 -1 +1HDB3碼：-1 0 0 0 -V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1 HDB3碼的特點(diǎn)是明顯的，它除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了使連0串減少到至多3個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，而不管信息源的統(tǒng)計(jì)

8、特性如何。這對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。HDB3碼是CCITT推薦使用的碼型之一。5、 實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字信源單元和 HDB3編譯碼單元。1、熟悉數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線，打開電源 開關(guān)。2、接通數(shù)字信號(hào)源模塊電源。用示波器觀察數(shù)字信源單元上的各種信號(hào)波形。用信源單元的GND點(diǎn)均可，進(jìn)行下列觀察：（1)示波器的兩個(gè)通道探頭分別接信源單元的 NRZ-OUT和BS-OUT，對(duì)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(duì)應(yīng)的發(fā)光管亮，0碼對(duì)應(yīng)的發(fā)光管熄）；（2)用開關(guān)K1產(chǎn)生代 碼X (X為任意代碼，為7位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代

9、碼，觀察本實(shí)驗(yàn)給定的集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，和 NRZ碼特點(diǎn)。3、關(guān)閉數(shù)字信號(hào)源模塊電源，按下表連線，打開數(shù)字信號(hào)源模塊和AMI（HDB3）編譯碼模塊電源。用示波器觀察AMI（HDB3）編譯單元的各種波形。源端口目的端口1.數(shù)字信源單元NRZOUTAMI（HDB3）編譯單元NRZIN2.數(shù)字信源單元BSOUTAMI（HDB3）編譯單元BSIN（1)示波器的兩個(gè)探頭CH1和CH2分接信源單元的NRZ-OUT 和HDB3單元的（AMI)HDB3，信源單元的K1、K2、K3每一位都置1，觀察全1碼對(duì)應(yīng)的AMI碼和HDB3 碼；再將K1、K2、K3置為全0,觀察全0碼對(duì)應(yīng)AMI碼HDB3碼

10、。觀察AMI碼時(shí)將HDB3單元的開關(guān)K4置于A端，觀察HDB3碼時(shí)將K4置于H端，觀察時(shí) 應(yīng)注意AMI、HDB3碼是占空比于0.5的雙極性歸零碼。編碼輸出HDB3 (AMI)比輸入NRZ-OUT延遲了 4個(gè)碼元。(2)將K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000態(tài)，觀察并記錄對(duì)應(yīng)的 AMI 碼和HDB3碼。（3)將K1、K2、K3置于任意狀態(tài)，K4先置A (AMI)端再置H (HDB3)端，CH1接信源單元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3單元的DET、BPF、BS-R和NRZ ,觀察這些信號(hào)波形。觀察時(shí)應(yīng)注意：HDB3單元的NRZ信號(hào)（譯碼輸出）滯后于

11、信源模塊的NRZ-OUT 信號(hào)（編碼輸入）8個(gè)碼元。DET是占空比等于0.5的單極性歸零碼。BPF信號(hào) 是一個(gè)幅度和周期都不恒定的正弦信號(hào)，BS-R是一個(gè)周期基本恒定（等于一個(gè)碼 元周期）的TTL電平信號(hào)。信源代碼連0個(gè)數(shù)越多，越難于從AMI碼中提取位同 步信號(hào)（或者說要求帶通濾波的 Q值越高，因而越難于實(shí)現(xiàn))，而HDB3碼則不存 在這種問題。本實(shí)驗(yàn)中若24位信源代碼中連零很多時(shí)，則難以從AMI碼中得到一 個(gè)符合要求的位同步信號(hào)，因此不能完成正確的譯碼（由于分離參數(shù)的影響，各 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1碼的狀態(tài)貫徹信號(hào)輸出。 若24位信源代碼全為“ 0”碼，則更不可能

12、從AMI信號(hào)（亦是全0信號(hào)）得到正確的位同步信號(hào)。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察到單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號(hào)波形符合其特點(diǎn)，驗(yàn)證了基本原理觀察AMI、HDB3碼波形可知代碼全1時(shí)：1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1AMI碼為： +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1HDB3碼為： +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1代碼全0時(shí)：0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0AMI碼為： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

13、0 0 0 0 0HDB3碼為： 0 0 0 +V -B 0 0 -V +B 0 0 +V -B 0 0 -V代碼為： 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0AMI碼為： 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0HDB3碼為： 0 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 0 0 0 +V 0實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：示波器顯示HDB3碼，可見對(duì)應(yīng)每一符號(hào)都有零電位的間隙產(chǎn)生觀察得到各種NRZ碼，即單極性非歸零碼示波器觀測得到的延時(shí)8個(gè)碼元的波形驗(yàn)證了單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼、AMI、HDB3等基帶信號(hào)特點(diǎn)7、 思考題1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察

14、和紀(jì)錄回答：（1）不歸零碼和歸零碼的特點(diǎn)是什么？（2）與信源代碼中的“1”碼相對(duì)應(yīng)的AMI碼及HDB3碼是否一定相同？為什么？答：（1）不歸零碼的0電平和1電平寬度相等，歸零碼的0電平和1電平的寬度不相等，而且1電平的寬度小于0電平的寬度，即不歸零碼的占空比等于0.5而歸零碼的占空比小于0.5。 （2）與信源代碼中的“1”碼對(duì)應(yīng)的AMI碼及HDB3碼不一定相同。因信源代碼中的“1”碼對(duì)應(yīng)的AMI碼“1”、“-1”相間出現(xiàn)，而HDB3碼中的“1”，“-1”不但與信源代碼中的“1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“0”碼有關(guān)。舉例： 信源代碼 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0

15、 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 2、設(shè)代碼為全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，給出AMI及HDB3碼的代碼和波形。 答： 信息代碼 1 1 1 1 1 1 1 AMI 1 -1 1 -1 1 -1 1 HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1 信息代碼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 1 -1 0 0

16、 1 -1 0 0 1 -1 信息代碼 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 1 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 1 03. 總結(jié)從HDB3碼中提取位同步信號(hào)的原理。 答： HDB3碼中不含有離散譜fS(fS在數(shù)值上等于碼速率)成分。整流后變?yōu)橐粋€(gè)占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個(gè)數(shù)不超過3，頻譜中含有較強(qiáng)的離散譜fS成分，故可通過窄帶帶通濾波器得到一個(gè)

17、相位抖動(dòng)較小的正弦信號(hào)，再經(jīng)過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號(hào)cp(t)。4、 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(hào)，而HDB3碼則不存在此問題。答： t = 0.5 TS時(shí)單極性歸零碼的功率譜密度為： 式中fs=1/Ts在數(shù)值上等于碼速率，P為“1”碼概率，G(f)為t = TS/2脈沖信號(hào)的傅氏變換 將HDB3碼整流得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個(gè)數(shù)最多為3 ，而將AMI碼整流后得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個(gè)數(shù)與信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)相同。所以信息代碼中連“0”碼越長，AM

18、I碼對(duì)應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼出現(xiàn)概率越小，fS離散譜強(qiáng)度越小，越難于提取位同步信號(hào)。而HDB3碼對(duì)應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼出現(xiàn)的概率大，fS離散譜強(qiáng)度大，故易于提取位同步信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)二、數(shù)字調(diào)制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握絕對(duì)碼、相對(duì)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、2FSK、2PSK、2DPSK信號(hào)的方法。 3、掌握相對(duì)碼波形與2PSK信號(hào)波形之間的關(guān)系、絕對(duì)碼波形與2DPSK信號(hào)波形之間關(guān)系。 4、了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號(hào)的頻譜與數(shù)字基帶信號(hào)頻譜之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器 雙蹤示波器一臺(tái)、通信原理VI實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)、M6信號(hào)源模塊和MI數(shù)字調(diào)制

19、模塊三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用示波器觀察絕對(duì)碼波形、相對(duì)碼波形。 2、用示波器觀察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號(hào)波形。 3、用頻譜儀觀察數(shù)字基帶信號(hào)頻譜及2ASK、2FSK、2DPSK信號(hào)的頻譜。四、基本原理1、2ASK調(diào)制原理2ASK二進(jìn)制振幅調(diào)制就是用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)控制正弦載波的幅度，使載波振幅隨著二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)而變化，而其頻率和初始相位保持不變。信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。其信號(hào)表達(dá)式為，S(t)為單極性數(shù)字基帶信號(hào)。由于調(diào)制信號(hào)只有0或1兩個(gè)電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于將載頻或者關(guān)斷，或者接通，它的實(shí)際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)“1”時(shí)，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，

20、不傳輸載波。2ASK信號(hào)的時(shí)間波形e2ASK(t)隨二進(jìn)制基帶信號(hào)S(t)通斷變化。所以又被稱為通斷鍵控信號(hào)。典型波形如圖2-1所示。圖 2-1 典型2ASK波形e2ASK(t)為已調(diào)信號(hào)，它的幅度受s(t)控制，也就是說它的幅度上攜帶有s(t)的信息。2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法（相乘器法）和鍵控法。模擬調(diào)制法就是用基帶信號(hào)與載波相乘，進(jìn)而把基帶信號(hào)調(diào)制到載波上進(jìn)行傳輸。鍵控法由s(t)來控制電路的開關(guān)進(jìn)而進(jìn)行調(diào)制。兩種方法的調(diào)制如圖2-2和圖2-3所示。圖 2-2 模擬調(diào)制法（相乘器法）圖 2-3 鍵控法2、2FSK調(diào)制原理一個(gè)FSK信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的2ASK信號(hào)

21、的疊加。其解調(diào)和解調(diào)方法和FSK差不多。2FSK信號(hào)的頻譜可以看成是f1和f2的兩個(gè)2ASK頻譜的組合。頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數(shù)字信號(hào)，在2FSK中，載波的頻率隨著二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，頻移鍵控是利用載波的頻移變化來傳遞數(shù)字信息的。在2FSK中，載波的頻率隨基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化。故其表達(dá)式為：典型波形如圖 2-4所示。圖 2-4 2FSK典型波形圖2FSK的調(diào)制方式有兩種，即模擬調(diào)頻法和鍵控法。本次設(shè)計(jì)采用鍵控法。鍵控法中可以用二進(jìn)制“1”來對(duì)應(yīng)于載頻f1，而“0”用來對(duì)應(yīng)于另一頻率f2，而這個(gè)可以用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立的頻

22、率源f1、f2進(jìn)行選擇通。鍵控法原理圖如圖2-5示圖 2-5 2FSK鍵控法原理圖2、2PSK調(diào)制原理在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號(hào)。2PSK信號(hào)調(diào)制有兩種方法，即模擬調(diào)制法和鍵控法。通常用已調(diào)信號(hào)載波的 0和 180分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的 1 和 0，模擬調(diào)制法用兩個(gè)反相的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。2PSK以載波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的，當(dāng)基帶信號(hào)為0時(shí)相位相對(duì)于初始相位為0，當(dāng)基帶信號(hào)為1時(shí)相對(duì)于初始相位為180。 鍵控法，是用載波的相位來攜帶二進(jìn)制信息的調(diào)制方式。通常用0和180來分別代表0和1。其時(shí)域表達(dá)式為： 其

23、中，2PSK的調(diào)制中an必須為雙極性碼。本次設(shè)計(jì)中采用模擬調(diào)制法。兩種方法原理圖分別如圖2-6和圖2-7所示。圖 2-6 模擬調(diào)制法原理圖圖 2-7 鍵控法原理圖DPSK調(diào)制原理3、2DPSK調(diào)制原理2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為 ，可定義一種數(shù)字信息與 之間的關(guān)系為： 為前一碼元的相位。實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制差分相移鍵控的最常用的方法是：先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，然后對(duì)變換出的差分碼進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相即可。2DPSK調(diào)制原理圖如圖2-8所示。圖 2-8 2DPSK調(diào)制原理框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉數(shù)字信源單元及數(shù)字調(diào)制單元的工作原理。 2

24、、連線：數(shù)字調(diào)制單元的CLK、BS-IN、NRZ-IN分別連至信源單元CLK、BS、NRZ。打開交流電源開關(guān)和兩模塊的電源開關(guān)。 3、接通電源，示波波CH1接AK，CH2接BK ，信源模塊的K1、K2、K3置于任意狀態(tài)（非全0），觀察AK、BK波形，總結(jié)絕對(duì)碼至相對(duì)碼變換規(guī)律以及從相對(duì)碼至絕對(duì)碼的變換規(guī)律。 4、仔細(xì)觀察CAR和CAR-D信號(hào)，分析載波信號(hào)的特點(diǎn)。 5、示波器CH1接2DPSK，CH2分別接AK及BK，觀察并總結(jié)2DPSK信號(hào)相位變化與絕對(duì)碼的關(guān)系以及2DPSK信號(hào)相位變化與相對(duì)碼的關(guān)系（此關(guān)系即是2PSK信號(hào)相位變化與信源代碼的關(guān)系）。注意：2DPSK信號(hào)的幅度可能不一致，但

25、這并不影響信息的正確傳輸。 6、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；觀察這兩個(gè)信號(hào)與AK的關(guān)系（注意“1”碼與“0”碼對(duì)應(yīng)的2FSK信號(hào)幅度可能不相等，這對(duì)傳輸信息是沒有影響的）六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察到絕對(duì)碼與相對(duì)碼關(guān)系絕對(duì)碼為： 0010 0000 1100 0010 0000相對(duì)碼為： 0011 1111 0111 1100 0000 可總結(jié)出相對(duì)碼 與絕對(duì)碼 的關(guān)系為，其中為參考碼元 觀察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK調(diào)制信號(hào)特點(diǎn)，可知與理論一致，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)基本原理，2ASK通過載波幅度的有無表示傳送的信息，2FSK用不同載頻表示傳送的信息，2PSK用載波相位表示傳送

26、的信息，2DPSK用相鄰碼元相對(duì)載波相位值表示傳送的信息，同時(shí)可以看出2DPSK可由絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換為相對(duì)碼在經(jīng)過絕對(duì)移相得到。七、思考題1、設(shè)絕對(duì)碼為全1、全0或1001 1010，求相對(duì)碼。答：絕對(duì)碼 11111，00000，相對(duì)碼 10101，00000， 或 01010，11111，2、設(shè)相對(duì)碼為全1、全0或1001 1010，求絕對(duì)碼。答：絕對(duì)碼 11111，00000，相對(duì)碼 00000，00000， 或 10000，10000，3、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2PSK及2DPSK信號(hào)波形。答： 4、總結(jié)絕對(duì)碼至相對(duì)碼的變換規(guī)律、相對(duì)碼至絕對(duì)碼

27、的變換規(guī)律并設(shè)計(jì)一個(gè)由相對(duì)碼至絕對(duì)碼的變換電路。答： 絕對(duì)碼至相對(duì)碼的變換規(guī)律：“1”變“0”不變，即絕對(duì)碼的“1”碼時(shí)相對(duì)碼發(fā)生變化，絕對(duì)碼的“0”碼時(shí)相對(duì)碼不發(fā)生變化。此為信號(hào)差分碼。 相對(duì)碼至絕對(duì)碼的變換規(guī)律：相對(duì)碼的當(dāng)前碼元與前一碼元相同時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前絕對(duì)碼為“0”碼，相異時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前絕對(duì)碼為“1”碼。5、總結(jié)2DPSK信號(hào)的相位變化與信息代碼之間的關(guān)系以及2PSK信號(hào)的相位變化與信息代碼之間的關(guān)系。答：2DPSK信號(hào)的相位變化與絕對(duì)碼（信息代碼）之間的關(guān)系是：“1變0不變”，即“1”碼對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)的初相相對(duì)于前一碼元內(nèi)2DPSK信號(hào)的末相變化1800，“0”碼對(duì)應(yīng)的2DPSK信

28、號(hào)的初相與前一碼元內(nèi)2DPSK信號(hào)的末相相同。2PSK信號(hào)的相位變化與相對(duì)碼（信息代碼）之間的關(guān)系是：“異變同不變”，即當(dāng)前碼元與前一碼元相異時(shí)則當(dāng)前碼元內(nèi)2PSK信號(hào)的初相相對(duì)于前一碼元內(nèi)2PSK信號(hào)的末相變化1800。相同時(shí)則碼元內(nèi)2PSK信號(hào)的初相相對(duì)于前一碼元內(nèi)2PSK信號(hào)的末相無變化。 實(shí)驗(yàn)三、數(shù)字解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)儀器雙蹤示波器一臺(tái)、通信原理VI實(shí)驗(yàn)臺(tái)、M6信號(hào)源模塊和M4數(shù)字調(diào)制模塊三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用示波器觀察2DPSK相干解調(diào)器各點(diǎn)波形。2、用示波器觀察2FSK過零檢測解調(diào)器各點(diǎn)波形四、基本原理1、2

29、DPSK解調(diào)原理2DPSK信號(hào)解調(diào)有相干解調(diào)方式和差分相干解調(diào)。用差分相干解調(diào)這種方法解調(diào)時(shí)不需要恢復(fù)本地載波，只要將DPSK信號(hào)精確地延遲一個(gè)碼元時(shí)間間隔，然后與DPSK信號(hào)相乘，相乘的結(jié)果就反映了前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波后直接抽樣判決即可恢復(fù)出原始的數(shù)字信息，而不需要在進(jìn)行差分解碼。相干解調(diào)碼變換法及相干解調(diào)法的解調(diào)原理是，先對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對(duì)碼，再通過碼反變換器變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生 相位模糊，解調(diào)出的相對(duì)碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的絕對(duì)碼不會(huì)發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊的問

30、題。本次設(shè)計(jì)采用相干解調(diào)。兩種解調(diào)方式的原理圖如圖3-1和圖3-2所示。圖 3-1 2DPSK差分相干解調(diào)原理圖圖 3-2 2DPSK相干解調(diào)原理圖2DPSK相干解調(diào)各點(diǎn)波形圖如圖 3-3所示。圖 3-3 2DPSK相干解調(diào)各點(diǎn)波形圖五、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字信源模塊、數(shù)字調(diào)制模塊、載波同步模塊、2DPSK解調(diào)模塊及2FSK解調(diào)模塊。實(shí)際通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的位同步信號(hào)來自位同步提取單元。本實(shí)驗(yàn)中這個(gè)信號(hào)直接來自數(shù)字信源。在做2DPSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)時(shí)，位同步信號(hào)送給2DPSK解調(diào)單元，做2FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)時(shí)則送到2FSK解調(diào)單元。 1、按下表連線源端口目的端口數(shù)字信源單元BS-OUT數(shù)字調(diào)制BS-IN

31、數(shù)字信源單元NRZ-OUT數(shù)字調(diào)制NRZ-IN數(shù)字信源單元BS-OUT2FSK解調(diào)BS-IN數(shù)字信源單元BS-OUT2DPSK解調(diào)BS-IN數(shù)字調(diào)制2DPSK-OUT2DPSK解調(diào)BS-IN數(shù)字調(diào)制2DPSK-OUT載波同步2DPSKIN數(shù)字調(diào)制2FSK-OUT2FSK解調(diào)2FSK -IN載波同步CAROUT2DPSK解調(diào)CAR-IN2、檢查數(shù)字信源模塊、數(shù)字調(diào)制模塊及載波同步模塊是否已在工作正常。3、2DPSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)（1）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。（2）示波器CH2接LPF，可看到MU反相。當(dāng)一幀內(nèi)BK中“1”碼“0”碼個(gè)數(shù)相同時(shí)，LPF的正、負(fù)極性信號(hào)與0電平對(duì)稱，否則不對(duì)稱。將示波器調(diào)至失步狀態(tài)，可觀察到眼圖。（3）斷開、接通電源若干次，使數(shù)字調(diào)制單元CAR信號(hào)與載波同步單元CAR-OUT信號(hào)同相，觀察數(shù)字調(diào)制單元