PSKDPSK调制解调实验.docx

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PSKDPSK调制解调实验

实验八：

PSK/DPSK调制解调实验

一．实验目的

1．掌握PSK调制的工作原理与调整测试方法。

2．掌握PSK解调的工作原理与调整测试方法。

3．掌握绝对码与相对码互相转换的电路连接及测量方法。

4．掌握DPSK调制、解调的电路连接与测试。

二．实验仪器

1．RZ8621D实验箱1台

2．20MHZ双踪示波器1台

3．平口小螺丝刀一个

4．实验电路连接

三．实验电路连接

图5-1PSK/DPSK调制方框图

图5-2PSK/DPSK解调方框图

四．实验预习与测量点说明

实验前请预习PSK/DPSK调制与解调原理。

1、PSK调制电路原理如图5-3所示，频率为1024KHZ方波经R324加到U301A及周边元件组成的低通滤波器。

得到1024KHZ正弦波。

U303A,U301B分别为1024KHZ正弦波的同相放大器和反相放大器。

同相正弦波经C308加到模拟门U302A的输入，反相正弦波经C310加到模拟门U302B。

PSK调制的基带数字信号经薄膜开关和插塞选择后分两路，一路直接加到模拟门U302A控制端。

另一路经非门U305A反相后加到模拟门U302B控制端。

两模拟门工作原理与FSK情况相似，这儿不重复，两模拟门输出经插塞K301连接后并合路在TP305上便可测量到PSK信号。

U304A为跟随器。

U304B为加法器，用以引入信道噪声。

TP306是PSK信号发送输出测量点。

图5-3PSK调制电路原理图

2、PSK解调电路如图5-4所示，该电路采用科斯塔斯特环解调。

科斯塔斯特环电路方框原理如图5-5所示。

图5-4PSK解调电路原理图

图5-5科斯塔斯特环电路方框原理如图

下面我们把实验箱电路与科斯塔斯特环方框原理图作一对比，讲述实验箱PSK解调电路的工作原理。

PSK已调波经C701加到三极管跟随器输入，采用跟随器的目的是为了隔离调制与解调。

由于跟随器电源电压为5V，因此PSK已调波信号幅度不能太大，一般控制在1.5V左右，否则会产生波形失真（当失真不严重时，一般不影响解调）跟随器输出，连接到模拟门U302C和U302D，构成的乘法器，前者为正交载波乘法器，相当于图5-5中的乘法器2，后者为同相载波乘法器，相当于框图中乘法器1，U703A,U703D为低通滤波器。

U704，U705为判决器，它的作用是将低通滤波后的信号整形，变成方波信号。

解调信号从U705的7脚经U707A.B两非门后输出。

异或门U706C起模2加的作用，U707E为非门,若U706C两输入信号分别为A和B，因

（A、B同为0除外，因A与B正交，不会同时为0）因此异或门与非门合在一起，起乘法器作用，它相当于5-5框图中的乘法器3。

非门U707D.C起信号隔离作用。

R718E703为环路低通滤波器，U708为压控振荡器（VCO）74LS124为双VCO，本电路仅使用了其中一个VCO，VCO控制电压经环路低通，加到芯片的2脚，CA701为外接电容，它确定VCO自然谐振频率。

W701用于频率微调，D701，E701用来稳压，以便提高VCO的频率稳定度。

VCO信号从7脚经C715输出至移相90º电路。

科斯塔斯特环中的90º移电路若用模拟电路实现。

则很难准确移相90º，并且相移随频率改变而变化。

图5-4电路中采用数字电路实现。

非门U707F，D触发器U709A.B及周围电路组成数字90º移相器。

由于D触发器有二分频作用。

所以VCO的锁定频率应为2fc，即VCO输出的2048KHZ方波，它经K7011-2位后分两路，其中一路直接加到U709AD触发器，另一路经U707F反相再加到U709BD触发器，两触发器均为时钟脉冲正沿触发，由于U709A的

与两D触发器的D端连接。

而D触发器Q端输出总是为触发时钟到来前D端状态，根据触发器工作原理和电路连接关系，数字90º相电路的相位波形图如5-6所示。

图5-690度数字移相器的波形图

从图看出，U709B的

端输出波形超前U709A的

端90度，并且频率为1024KHZ，因此U709B的

端输出为同相载波，U709A的

端输出为正交载波。

由于科斯塔斯特环存在相位模糊，解调可能会出现反向工作。

K701通常接于1-2位，此时VCO输出加到数字相移电路，若K701接于2-3位，则2048KHZ主时钟代替VCO输出的信号被加到数字移相器，此时可用于检查解调器除VCO部分是否正常工作。

如此时解调正常，而K701位于1-2位时解调不正常，则表示VCO工作不正常（例如W701调节不当或VCO电路有故障）。

因此K701相当于控制VCO是开环或闭环工作，便于故障压缩和分析。

PSK与DPSK实验电路连接框图如图5-1、图5-2所示。

图中各主要测量点说明如下：

TP301—1024KHZ方波输入

TP302—1024KHZ同相载波

TP303—1024KHZ反相载波

TP304—调制信号输入

TP305—PSK信号形成

TP306—PSK发送信号

TP701—PSK接收信号

TP702—VCO输出的2.048方波

TP704—接收端提取的同相载波（方波）

TP703—接收端提取的正交载波（方波）

TP705—PSK解调信号输出

TP711—DPSK解调信号输出

五．实验内容与步骤

（一）PSK调制实验

1．按下实验箱右侧电源开关，电源指示灯全部亮。

2．按下薄膜开关“开始”键，选择6：

PSK，按“确认”液晶屏显示6:

PSK01012KHZ方波，02B32KHZPN通常选择02B32KHZPN，再按“确认”，液晶屏显示5：

PSK02B32KHZPN，表示PSK调制，调制信号为速率32KHZ伪随机码（绝对码）。

3．J301置于CPLD。

4．1024KHZ方波观察。

示波器置于双踪，1通道为同步通道，示波器两个通道灵敏度均置于2伏/格，幅度调节旋钮顺时针旋钮转到头，分别调节两通道上、下位置移动旋钮，使1通道“0”线位于荧光屏上半部中间位置。

2通道“0”线位于荧光屏下半部中间位置。

两通道交直流开关常置于交流。

探头倍乘置于“×1”档。

将示波器1通道探头接至TP301适当调节示波器扫描旋钮和稳定旋钮。

使示波器的荧光屏波形稳定，则1024KHZ方波便显示于荧光屏。

5．1024KHZ同相和反相载波观察。

将示波器1通道探头接至TP302，2通道探头接至TP303，调节示波器扫描旋钮，可观察到1024KHZ同相和反相正弦波，分别调节W301.W302使其幅度约为1伏左右，峰-峰值约为一格左右，仔细观察两波形相位，正好相差180度。

6．调制信号和PSK已调波观察。

K3011-2，3-4均连通。

将示波器1通道探头接至TP304示波器2通道探头接至TP305,调节示波器扫描旋钮使波形稳定，可观察到32KHZ伪随机码和PSK已调波，微调W301或W302，使已调波为恒包络波形，对照两波形，可以看到当伪随机码“0”码与“1”码改变时，已调波相位也随之改变。

7．PSK发送信号观察。

将示波器2通道探头接至TP306,示波器荧光屏下半部可显示PSK发送信号，其波形与已调波形一样。

调节W303使其振幅为1-1.5伏，（峰一峰值为1格-1.5格）

（二）PSK解调实验

1.PSK接收信号观察。

将示波器2通道探头接至TP701,示波器荧光屏下半部分便显示PSK解调波形，该波形应与已调波相同。

当PSK发送信号幅度过大，此波形会失贞。

调节W303使波形无明显失真。

2.PSK解调电路测试。

K701置于2-3位（下方），2.048MHZ主时钟被引入解调电路，作为解调载频，示波器2通道探头接至TP705，示波器1通道探头仍接TP304,则示波器上两波形应同步，表示PSK解调电路工作正常。

3.同相载波与正交载波观察。

将示波器1通道探头接至TP704，示波器2通道探头接至TP703可同时观察到同步载波和正交载波，其波形为方波，并且示波器荧光屏上半部分波形相位超前下半部分90º，说明TP704为同步载波，TP703为正交载波。

4.科斯塔斯特环解调测试。

K701置于1-2位（上方），电路处于科斯塔斯特环解调状态。

示波器1通道探头接至TP301,通道2探头接至TP705，调节W701，使解调波形稳定，示波器屏幕上两波形应同相或反相，表示PSK信号正确解调。

按下相位校正按钮，解调信号相位会发生随机跳变，这是因为科斯塔斯特环存在相位模糊，若按下相位校正按钮解调信号相位不变，则可微调电位器W701。

若要测量科斯塔斯特环解调时的同相载波和正交载波其方法同上述第3步骤。

若要观察VCO输出的载频，则可将示波器1通道探头接至TP702，其波形为方波。

频率为2048KHZ。

（三）DPSK信号的调制与解调

DPSK信号调制解调与PSK调制和解调的区别在

（1）TP304处DPSK加入的为相对码

（2）TP705后面应该加相对码转换为绝对码的电路，即从TP711输出。

具体的实验步骤是按“返回”键，选择03D32KHZPN,再按“确认”键。

液晶屏显示5：

PSK03D32KHZPN，此时加到TP304的调制信号为相对码。

解调信号将在TP711处测量，此外其它的测试步骤应与PSK相同。

DPSK解调能克服相位模糊，因此按下相位校正按钮，TP711处的解调信号相位不会发生反相。

即按下相位校整按纽TP110处与TP711处两者信号相位始终保持一致。

六．实验报告要求

1．根据预习和实验操作画出实验原理框图

2．画出PSK/DPSK调制与解调各主要测量点波形

3．试说明DPSK克服相位模糊的原理

4．PSK调制，解调电路能否应用于ASK调制解调？

七．实测参数及实验波形

图5-7基带数据（上）和PSK调制信号（下）

讲企业局域网需求

一、教学目标

1、从用户角度分析企业局域网的功能需求，规划本课程的总任务。

2、从网管角度分析企业局域网应具有的功能，并明确网管岗位的技能要求。

3、对学生进行网管岗位职责教育。

二、重点难点

1、企业局域网的功能需求分析

2、网管岗位的技能要求

应知

1、网管岗位职责

应会

1、掌握企业局域网的功能需求

三、教学方法

1、进行企业需求分析，树立教学目标：

企业网建设的目标、任务。

2、宏观上对企业局域网的功能需求进行分析规划，确立本课程的教学目标，并分解成小模块，使学生明确本课程的任务，以及教学安排。

3、对学生进行职业道德教育。

四、教学过程

1、问题引入：

（1）网络能为我提供什么？

（2）企业网络要为用户提供什么？

2、课程过程

通过问题：

网络能为我提供什么？

让学生对网络有个直观的认识，也初步了解了学生的网络基础知识的情况。

让学生掌握基本的一些网络操作。

从企业网络用户出发，分析企业网络功能需求，确立课程目标：

我们要会设计局域网、我们要会组建局域网、我们要会管理局域网。

分析企业的工作流程，建立学生学习的宏观目标。

再从网管角度出发，分析网管岗位的技能要求。

对学生进行网管岗位职责教育。

五、小结

这是本课程的开始，根据企业的实际功能需求，确立大的教学目标，使学生的学生与实际工作联系起来，学以致用。

对学生进行职业道德教育非常重要。

第2讲TCP/IP协议架构

一、教学目标

1、掌握网络基本知识：

什么是网络、网络类型、对等网和主从式网络

2、掌握网络协议

3、了解OSI七层模型

4、掌握TCP/IP协议的架构（含ARP、IP地址分类、TCP/UDP、端口号等）

二、重点难点

1、网络的概念

2、TCP/IP协议的架构

应知

1、网络类型

2、OSI七层模型

应会

1、TCP/IP协议中的IP协议的作用、IP地址的分类、分配；

2、TCP/IP协议中的TCP/UDP协议的作用、区别，TCP协议的三次握手；

3、TCP/IP协议中的ARP协议的作用、工作原理；

4、TCP/IP协议中的ICMP协议的作用、工作原理；

三、教学方法

1、宏观上采用“理论联系实践”、从实际问题入手”、“形象比喻”的方法，把抽象、枯燥的理论，形象化、生动化。

2、微观上采用多种教学工具—ethereal，让学生看到实际的TCP/IP协议的数据封装过程。

3、在课堂上注意多提问，多联系实际，注重与学生的互动，充分调动学生的积极性。

四、教学过程

1、问题引入

（1）为什么需要计算机网络？

（2）在网络中为什么需要协议？

2、课程过程

通过第一个问题：

为什么需要计算机网络？

让学生根据已有的直观知识，自己总结出来。

然后深入讲解相关的网络概念。

让学生根据已有的直观知识，自己总结网络的作用。

借用交通规则，引入第二个问题：

在网络中为什么需要协议？

通过操作系统的协议栈，介绍不同的协议、不同的模型。

通过ethereal，让学生看到实际的TCP/IP协议的数据封装过程。

打开网络邻居，让学生观察网络参数中IP地址的分配，进而讲解IP地址的作用、分类，以及规划。

通过netstat命令，让学生理解端口的概念，引出TCP/UDP协议的作用、区别。

通过ethereal捕获的数据包，观察TCP协议三次握手的过程。

打开操作系统的ARP缓存，观察操作系统的ARP缓存的内容，进一步讲解ARP协议的作用、工作原理。

引申出目前的ARP类的黑客攻击、ARP类的病毒。

通过ping命令,让学生理解ICMP协议的作用、工作原理。

从数据链路层开始介绍，重点放在网络层IP协议、传输层TCP/UDP协议。

五、小结

这是非常重要的一章，是本课程的基础，贯彻课程的始终，所以对学生强调重要性，使学生扎实的掌握本单元的内容。

重点讲解

TCP/IP协议中的内容：

IP地址、ARP、TCP/UDP协议。

第3讲双绞线制作及传输介质

一、教学目标

1、掌握传输介质的基本知识

2、基带传输的编码

3、掌握带宽的概念

4、掌握双绞线制作的方法

二、重点难点

1、不同传输介质的区别

2、基带传输的编码

3、带宽的概念

三、应知

1、基带传输的编码

四、应会

1、双绞线的制作：

直通线、交叉线。

五、教学方法

1、进行企业需求分析，树立教学目标：

制作企业网常用的传输介质。

2、宏观上采用“实例驱动”，在微观上采用“问题牵引”、“形象比喻”相结合。

首先观察校园网的网线，然后让学生自己动手制作双绞线。

3、在课堂上注意讲、学、做相结合，注重与学生的互动，充分调动学生的积极性，培养学习兴趣、分析问题和解决问题的能力以及自学能力。

六、教学过程

1、课程过程

企业中对网络线的需求：

网络线的用途。

让学生根据已有的直观知识，自己总结出常用的传输介质。

讲解不同传输介质的区别，重点是双绞线。

教师提供网上最新的传输介质的资料：

品种、价格、性能，让学生比较不同传输介质的区别。

再讲解基带传输的编码问题。

理解带宽的概念。

本实训项目的任务：

制作一根直通线和一根交叉线。

观察校园网的网线情况：

双绞线、光纤的应用。

通过老师的示范，让学生自己动手制作双绞线，并进行测试。

通过学生作品示范双绞线制作过程中容易出现的问题。

小结

结基带传输的编码、带宽概念，使学生对概念有正确的认识

重点总结双绞线制作过程中容易出现的问题。

第4讲以太网组网及故障排除

一、教学目标

1、掌握基本的拓扑结构（重点在星型结构）

2、掌握网络集线器/交换机的工作原理（包括冲突域的概念）

3、掌握网络集线器/交换机的使用，

4、能够独立组建以太网网，并实际配置网络参数、连通性的测试

5、ICMP简单介绍

二、重点难点

1、网络集线器/交换机的工作原理

2、IP地址、网关、DNS的原理

应知

1、什么是网络集线器、交换机，二者的区别

2、IP地址、网关、DNS这些参数的意义

3、集线器/交换机的级联要求

应会

1、网络参数的设置。

2、进行不同类型的网络互联时采用什么网络设备？

教学方法

1、进行企业需求分析，树立教学目标：

解决企业网中的常见故障。

2、具体教学方法：

宏观上采用“实例驱动”，在微观上采用“问题牵引”、“形象比喻”、