实验报告2dpsk

二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制

1、实验目的

（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；

（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容

以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝20kbit/s 。

（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。 （2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理

2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与

之间的关系为

则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示

数字信息与 之间的关系也可以定义为

2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。

0,01φπ⎧∆=⎨

⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”

()()1 1 0 1 0 0 1 10

2DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0

ππππππ

ππππ二进制数字信息：信号相位：或0,10φπ⎧∆=⎨

⎩表示数字信息“”

，表示数字信息“”

1 0 0 1 0 1 1 0

2

图12DPSK信号调制过程波形

从上图可以看出，2DPSK信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带

信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制器原

理图如图2所示。

开关电路

图2 2DPSK信号调制器原理图

其中码变换即差分编码器如图3所示。在差分编码器中：{an}为二进制绝对码序列，{dn}为差分编码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不采用D触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。

图3差分编码器

4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果

采用键控法进行调制的组成如图4所示：

图4 键控法调制的系统组成

其中图符0产生绝对码序列，传码率为20kbit/s。图符2和图符3实现差分编码；图符5输出正弦波，频率为40k Hz；图符29对正弦波反相；图符7为键控开关，输出2DPSK信号。图符的参数设置如表1所示。

表1：键控法图符参数设置表

编号库/名称参数

0Source: PN

Seq Amp = 1 v，Offset = 0 v，Rate = 20e+3 Hz

Levels = 2，Phase = 0 deg，Max Rate = 200e+3 Hz

2Logic: XOR Gate Delay = 0 sec， Threshold = 0 v，

True Output = 1 v，False Output = -1 v，

Rise Time = 0 sec， Fall Time = 0 sec

Max Rate = 200e+3 Hz

3Operator:

Delay

Non-Interpolating，Delay = 50e-6 sec= smp

Output 0 = Delay ，Output 1 = Delay - dT t2

Max Rate (Port 1) = 200e+3 Hz

5Source:

Sinusoid

Amp = 1 v， Freq = 40e+3 Hz，Phase = 0 deg

Output 0 = Sine t6 t29 t7 ，Output 1 = Cosine

Max Rate (Port 0) = 200e+3 Hz

29Operator:

Negate

Max Rate = 200e+3 Hz

7Logic: SPDT Switch Delay = 0 sec，Threshold = 500e-3 v，

Input 0 = t5 Output 0，Input 1 = t29 Output 0

Control = t2 Output 0，Max Rate = 200e+3 Hz 系统定时：起始时间0秒，终止时间秒，采样点数301，采样速率200e+3Hz，获得的仿真波形如图5所示。

（a）绝对码序列

（b）相对码序列

（c）未调载波信号

（d）二相相对调相（2DPSK）信号

（f）绝对码与相对码瀑布图

图5调制过程仿真波形

从图5（b）和（d）波形对比中可以发现，绝对码序列中的“1”使已调信号的相位变化π相位；绝对码的“0”使已调信号的相位变化0°相位。

绝对码和2DPSK的瀑布图如图6所示。

图6 绝对码和2DPSK的瀑布图5、主要信号的功率谱密度

调制信号的功率谱如图7所示。

图7调制信号的功率谱正弦载波的频谱如图8所示。

图8 正弦载波的频谱

2DPSK的功率谱如图9所示。

图9 2DPSK的功率谱

由图7可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（20kHz）的频率范围之内，即基带带宽为20kHz；又由图5（b）可见，相对码序列为双极性脉冲序列，不含有直流分量，所以，不含离散谱。

由图8可见，载频信号的频谱位于40kHz，且频谱较纯。

由图9可见，已调信号的频谱为DSB信号，因为调制信号为双极性不归零脉冲，用双极性不归零码对载波进行相乘的调制，可以达到抑制载波的目的，即已调信号的频谱中，只有载频位置，没有载波分量，频带宽度为40kHz。

用SystemView仿真实现

二进制差分相位键控（2DPSK）的解调

1、实验目的

（1）了解2DPSK系统解调的电路组成、工作原理和特点；

（2）掌握2DPSK系统解调过程信号波形的特点；

（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容

以2DPSK作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。