发布时间 : 星期二 文章振幅键控、移频键控、移相键控调制与解调实验更新完毕开始阅读
框图如图15-6所示：
载波1开关1基带信号倒相器相加器2FSK信号载波2开关2
图15-6 2FSK调制原理框图
由图可知，从“FSK基带输入”输入的基带信号分成两路，1路经U404（LM339）反相后接至U405B（4066）的控制端，另1路直接接至U405A（4066）的控制端。从“FSK载波输入1”和“FSK载波输入2”输入的载波信号分别接至U405A和U405B的输入端。当基带信号为“1”时，模拟开关U405A打开，U405B关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U405A关闭，U405B打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到2FSK调制信号。
3． 2PSK调制原理。
2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图15-7所示。
设二进制单极性码为an，其对应的双极性二进制码为bn，则2PSK信号的一般时域数学表达式为：
??S2PSK(t)???bng(t?nTs)?cos?ct
?n? （15－10）
??1其中：bn???＋1当an?0时，概率为P当an＝1时，概率为1－P
则（15－10）式可变为：
???g(t?nT)cos??ct??????s???n? S2PSK（t）＝????g(t?nT)cos??ct?0?s???????n当an?0
当an?1（15－11）
ar21 0 1 1t0 Ts 2Ts 3Ts 4TsS2PSK(t)At0-A
图15-7 2PSK信号的典型时域波形
由（15－10）式可见，2PSK信号是一种双边带信号，比较（15－10）式于（15－3）式可知，其双边功率谱表达式与2ASK的几乎相同，即为：
P2PSK?(f)?fsP(1?P)G(f?f)?c?14fs(1?P)G(0)2222??G(f?f)?
c???fc)??(f?fc)?
2??(f（15－12）
2PSK信号的谱零点带宽与2ASK的相同，即
B2PSK?(fc?Rs)?(fc?Rs)?2Rs?2/Ts（Hz）
（15－13）
我们知道，2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这
样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。例如，假设相位值用相位偏移x表示（x定义为本码元初相与前一码元初相之差），并设
?????数字信息“1” ???0?数字信息“0”
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 2DPSK信号相位： 0
0
0 0
0 1 π 0
1 1 0 0 π π π 0
1 0
0 1 π
或： π π π 0 π 0 0 0 π π 0
图15-8为对同一组二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形。从图中可以看出，2DPSK信号波形与2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK与2DPSK信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。
数字信息（绝对码） 0 0 1 1 1 0 0 1PSK波形DPSK波形相对码0 0 0 1 0 1 1 1 0
图15-8 2PSK与2DPSK波形对比
为了便于说明概念，我们可以把每个码元用一个如图15-9所示的矢量图来表示。图中，虚线矢量位置称为基准相位。在绝对移相中，它是未调制载波的相位；在相对移相中，它是前一码元载波的相位。如果假设每个码元中包含有整数个载波周期，那么，两相邻码元载波的相位差既表示调制引起的相位变化，也是两码元交界点载波相位的瞬时跳变量。根据ITU-T的建议，图15-9（a）所示的移相方式，称为A方式。在这种方式中，每个码元的载
波相位相对于基准相位可取0、π。因此，在相对移相后，若后一码元的载波相位相对于基准相位为0，则前后两码元载波的相位就是连续的；否则，载波相位在两码元之间要发生跳变。图15-9（b）所示的移相方式，称为B方式。在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取?π/2。因而，在相对移相时，相邻码元之间必然发生载波相位的跳变。这样，在接收端接收该信号时，如果利用检测此相位变化以确定每个码元的起止时刻，即可提供码元定时信息，这正是B方式被广泛采用的原因之一。
五、实验步骤（选作ASK的调制与解调或者FSK的调制与解调）
将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步信号提取模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
1． 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、
POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D400、D401、DA00、DA01、D500、D501发光，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 2． 将信号源模块的位同步信号（BS）的频率设置为15.625KHz，将信号源模块产生的NRZ码设置为01110010 11001100 10101010，将同步信号提取模块的拨码开关SW501的第
一位拨上。 3． ASK解调实验
① 用信号源模块产生的NRZ码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使
数字调制模块的信号输出点“ASK调制输出”能输出正确的ASK调制波形。 ② 将“ASK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“ASK-IN”，观察信
号输出点“ASK-OUT”处的波形，并调节标号为“ASK判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳定的NRZ码为止。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送
入数字解调模块的信号输入点“ASK-BS”，观察信号输出点“OUT1”、“OUT2”、“OUT3”、“ASK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。 ③ 改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。
4． FSK解调实验
① 将信号源模块的位同步信号的频率恢复为15.625KHz，用信号源模块产生的NRZ码
为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“FSK调制输出”能输出正确的FSK调制波形。
② 将点“FSK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“FSK-IN”，观察
信号输出点“FSK-OUT”处的波形，并调节标号为“FSK判决电压调节”的电位器，
直到在该点观察到稳定的NRZ码为止。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“FSK-BS”，观察信号输出点 “单稳输出1”、“单稳输出2”、“过零检测”、“FSK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。
③ 改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。
5． PSK解调实验
① 将信号源模块的位同步信号的频率恢复为15.625KHz，用信号源模块产生的NRZ码