班级 通信1403 学号 201409732 姓名 裴振启 指导教师 邵军花 日期 实验4 PSK（DPSK）调制解调实验
一、实验目的
1. 掌握PSK 调制解调的工作原理及性能要求；
2. 进行PSK 调制、解调实验，掌握电路调整测试方法；
3. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
二、实验仪器
1．PSK QPSK调制模块，位号A 2．PSK QPSK解调模块，位号C
3．时钟与基带数据发生模块，位号：G 4．噪声模块，位号B
5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M双踪示波器1台 7．小平口螺丝刀1只 8．频率计1台（选用） 9．信号连接线4根
三、实验原理
PSK QPSK调制/解调模块，除能完成上述PSK（DPSK）调制/解调全部实验外还能进行QPSK、ASK调制/解调等实验。不同调制方式的转換是通过开关4SW02及插塞37K01、37K02、38K01、38K02位置设置实现。不同调制相应开关设置如下表。 调制方式 PSK（DPSK） 4SW02 00001 37K01、37K02 ①和②位挿入挿塞 38K01、38K02 1，2相连（挿左边） 四、PSK（DPSK）调制/解调实验
进行PSK（DPSK）调制时，工作状态预置开关4SW02置于00001， 37K01、37K02①和②位挿入挿塞，38K01、38K02均处于1，2位相连（挿塞挿左边）。
相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。
本实验箱采用相位选择法实现二进制相位调制，绝对移相键控（CPSK或简称PSK）是 用输入的基带信号（绝对码）直接控制选择开关通断，从而选择不同相位的载波来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 1．PSK调制电路工作原理
二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz方波、外加数字信号等。
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相位键控调制电原理框图，如图6-1所示。 1 VCC37J0137TP04VCC37C130.1u37C140.1u37TP05137J02246810121416182022242628303234363840VCC+12V13579111315171921232527293133353739246810121416182022242628303234363840+12V1、删除37W01电位器，改用电阻，初定4.7K2、跳线器分上下两排，上下两排隔5.08MM12GND34开关1闭合、开关2闭合：PSK开关1闭合、开关3闭合：ASK开关3闭合、开关4闭合：QPSK3、增加37TP04和37TP05两个测试点，显示QPSK的I路和Q路数据37R2737R283333C102437P01PN37R253337U03C74LS045GND13579111315171921232527293133353739GND371TXOGND-12V-12V13GND37C0937C110.1u37E0110uF/16V6121u37U06A406610037R1437K0114PIN2237R161003137K0244PIN212+12V37U07ATL08238137R184.7K4TXO37R1510037P02ANTENNA37C070.1u+12V3.9K37R1737R073.9K37R083K37TP01-12V37R264.7K37C050.1u37R033337C0422P37R053.9K+12V37R063.9K37U04ATL072137C0391P37R2337C110K51500P237C060.1u37R103.9K37R113337W0110K37C16120P4-12V37C120.1u337C101u4GND1 C102437R2933137TP0237U05ATL0721237C080.1u37R093381137E0310uF/16V10337U06B406637C020.033u37R043.9K37R243.9K37U05BTL07257637TP0313 -12V48图6-1 相位键控调制电原理框图
1）滤波器、同相放大器和反相放大器
从图6-1看出，1024KHZ的方波经37R29加到由运放37UO4A及周边元件组成的低通滤波器，其输出变为l024KHZ正弦波，它通过37U05A同相放大和37U05B反相放大，从而得到l024KHZ的同相和反相正弦载波，电位器37W01可调节反相放大器的增益，从而使同相载波与反相载波的幅度相等，然后同相和反相正弦载波被送到模拟开关乘法器。 2）模拟开关相乘器
对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。同相载波与反相载波分别加到模拟开关A：CD4066的输入端（1脚）、模拟开关B：CD4066的输入端（11脚），数字基带信号一路直接加到模拟开关A的输入控制端（13脚），并且另一路经反相后加到模拟开关B的输入控制端（12脚），用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A的输入控制端为高电平，模拟开关A导通，输出同相载波，而模拟开关B的输入控制端为低电平，模拟开关B截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A的输入控制端为低电平，模拟开关A截止。而模拟开关B的输入控制端却为高电平，模拟开关B导通。输出反相载波，两个模拟开关输出信号通过输出开关37K01合路叠加后得到二相PSK调制信号。
DPSK调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列?an?，通过码型变换器变成相对码序列?bn?，然后再用相对码序列?bn?，进行绝对移相键控，这样就获得DPSK已调信号。本模块对应的操作是这样的（详细见图5-1），37P01为PSK调制模块的基带信号输入铆孔，可以送入4P01 点的绝对码信号（PSK），也可以送入相对码基带信号(相对4P01点的数字信号来说，此调制即为DPSK调制)。
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2．相位键控解调电路工作原理
二相PSK(DPSK)解调器电路采用科斯塔斯环(Constas环)解调，其原理如图6-2所示。
38U07C38C0438C0538C0638C0738C080.1u0.1u0.1u0.1u0.1u38U02C40663GND438E0110uF/16V38R0922K38R081K38C090.1u312338R111K38U04LM3112713238U07A74LS04138C130.1u-12V38TP02291138U03ATL08438C100.1u38U07B+12V+12V374LS044574LS04638R2710038C120.1u38R131K38P03PN38CA01180P38R2533K38W0110K38R2633K4865VCC538U06A74LS8638U07E74LS041038R2010K38P02PN38R2110K38R2210038U1074LS124123456781INCEXTCEXT1G2G1YGND161514131211109VCC38D015V38E0310uF/16V114-12V38R1022K138U07D74SL04838C190.01u38P01PN38R0110K38C010.033uTZI38C1191P38BG019013+12V38U01LM31138R0610038E0238R1622K38R1522K131438R141K12338U03D38R17TL0841K238C1491P1VCC38U08A74LS74DCLKQ2338TP0138C175100P38R12100238K01+12V38C160.1u3PIN3F90CD10uF/16V6SD15Q48638C020.033u238R0247K38R03100538C030.033u7838R073K38U02D4066938R181K186338R045.1K5138R24100738U05LM31138C150.1u1238U08B74LS7438U07F1374LS0438R235.1K1、在38J01上加F0和F90网标2、增加38P03孔，测QPSK的I路数据3、增加38K01跳线器，选择解调PSK还是QPSKPSKQPSK416-12V41-12V38J01VCC13579111315171921232527293133353739246810121416182022242628303234363840VCC+12V38J0213579111315171921232527293133353739246810121416182022242628303234363840+12V38R19100QCD8Q13SD238K023PIN19CLKD11123F0F0F90PSK解调电路电原理图38TP03TZI1GND38GNDGND-12V-12V110 图6-2 解调器原理方框图
1）解调信号输入电路
输入电路由晶体三极管跟随器和运算放大器38U01组成的整形放大器构成，采用跟随器是为了发送（调制器）和接收（解调器）电路之间的隔离，从而使它们工作互不影响。放大整形电路输出的信号将送到科斯塔斯特环。由于跟随器电源电压为5V，因此输入的PSK已调波信号幅度不能太大，一般控制在1.8V左右，否则会产生波形失真、频率等调节方法。 2）科斯塔斯环提取载波原理
PSK采用科斯塔斯特环解调，科斯塔斯特环方框原理如图6-3所示。
1低通解调输出环路滤波器VCO90°移相3低通2
图6-3 科斯塔斯特环电路方框原理如图
科斯塔斯特环解调电路的一般工作原理在《现代通信原理》第三版（电子工业出版社2009年）等教科书中有详细分析，这儿不多讲述。下面我们把实验平台具体电路与科斯塔斯特环方框原理图作一对比，讲述实验平台PSK解调电路的工作原理。
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