FSK的解调方式包括包络检波、相干解调和过零检测。在本实验中采用的是过零检测法,其基本原理是识别信号中载波频率的变化情况,通过上、下沿单稳触发电路再相加输出,最后经过低通滤波和门限判决来恢复原始基带信号。
实验三 BPSK调制及解调实验
(一)实验目的
1、掌握BPSK调制和解调的基本原理; 2、掌握BPSK数据传输过程,熟悉典型电路;
3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法,掌握滚降系数的概念; 4、熟悉BPSK调制载波包络的变化;
5、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法。
(二)实验器材
1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干
(三)实验原理
在9号模块中,基带信号的“1”电平和“0”电平信号分别与256kHz载波及256kHz反相载波相乘,叠加后得到BPSK调制输出。已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波。已调信号与相干载波相乘后,经过低通滤波和门限判决后,便可解调出原始基带信号。
(四)实验过程&波形分析
实验项目一 BPSK调制信号观测(9号模块)
1、连线,设置主控菜单,将模块9的开关S1拨为0000。 2、调节信号源模块的W3使256kHz载波信号峰峰值为3V。
由图可知,纵向每一大格代表500mV,共有6个大格,即峰峰值为3V。 3、此时系统的初始状态为:PN序列输出频率为32kHz。 4、(1)以9号模块“NRZ-I”为触发,观测“I”。
右图为左图的局部放大。
(2)以9号模块“NRZ-Q”为触发,观测“Q”。
(3)以9号模块“基带信号”为触发,观测“调制输出”。
思考:分析以上观测的波形,分析与ASK有何关系?
分析实验框图可知,基带信号分成两路,一路信号是NRZ_I分量,其直接与
256kHz的载波相乘,从观测点I可观察到两者相乘后的波形情况;另一路信号取反后构成NRZ_Q分量,再与反相的256kHz载波相乘,从观测点Q可观察到两者相乘后的波形情况。经过I、Q观测点后的两路信号相加便可得到调制输出信号。
对比(1)、(2)中的载波波形,可发现两者相位相反。在两路信号相加得到的已调信号波形(3)中,也可观察到“1”、“0”对应的载波幅度、频率相同,但相位相反。
ASK为振幅调制,当基带信号为“0”时,对应的已调信号载波幅值若为0,则当基带信号为“1”时,对应的已调信号载波幅值不为0。在以上的各图中,从“I”、“Q”处观测到的波形类似于ASK信号,即不同的二进制码元对应载波的不同幅度。但两路信号相加后便得到了BPSK调制信号。 实验项目二 BPSK解调
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
2、以9号模块的“基带信号”为触发,观测13号模块的“SIN”,调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定,即恢复出载波。
3、以9号模块的“基带信号”为触发,观测“BPSK解调输出”,多次单击13号模块的“复位”按键。观测“BPSK解调输出”的变化。
由上图观察可知,一开始观测到的BPSK解调输出信号(CH2)与输入基带信号(CH1)中的“0”、“1”恰相反,即出现了相位模糊现象,但通过多次单击13号模块的“复位”按键,BPSK解调输出的信号逐渐接近基带信号,最终基本上相同,消除了“0”、“1”相反的现象。
4、以信号源的CLK为触发,测9号模块LPF-BPSK,观测眼图。
观察上图可知,“眼睛”张开得较大,线迹清晰,但眼图不端正,因此存在码间串扰和噪声的影响。
思考:“BPSK解调输出”是否存在相位模糊的情况?为什么会有相位模糊的情况?
存在相位模糊现象。相位模糊是因为恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相,也可能反相。这种相位相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反,即“0”变为“1”,“1”变为“0”,判决器输出的数字信号全部出错。