实验三 BPSK传输系统实验.docx

1、实验三 BPSK传输系统实验实验三 BPSK传输系统实验四、实验内容测试前检查：首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。（一）BPSK调制1. BPSK调制基带信号眼图观测（以m序列观测眼图）（1） 通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi03）的波形。成型滤波器使用升余弦响应，=0.4。判断信号观察的效果。（2） （3）

2、通过菜单选择激活“匹配滤波”方式（打勾），此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机，重复上述实验步骤。仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图（TPi03）的波形。（4） 注：当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时，表示系统按匹配滤波最佳接收机组成，即发射机端和接收机端采用同样的开根号升余弦响应滤波器。当未激活“匹配滤波”方式时，系统为非匹配最佳接收机，整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成，但信道成型滤波器特性不变。思考：怎样的系统才是最佳的？匹配滤波器最佳接收机性能如何从系统指标中反映出来？采用什么手段测量？结论：匹配滤波岩土更加清晰性能更佳2. I路和Q路调制信号的相平面（矢量图）信号观察（1

3、） 测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPi04）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、两种相位。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量；结合BPSK调制器原理分析测试结果。（2） 全0码和全1码（3） （4） 01码（5） （6） 特殊码（7） 结论全一码和全0码只有一个码型所以李莎宇波形 只有一个点0|1码特殊嘛序列存在0.1码交替所以存在0.pai两种相位。（8） 通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。仔细观察和区别两种方式下矢量图信号。匹配滤波下，0|1码的李莎宇图形方向有所变化

4、，其他码型的李莎宇图基本一致3. BPSK调制信号0/相位测量(将KPO2设置在T位置)选择输入调制数据为01码。用示波器的一路观察已调制信号输出波形（TPK03），并选用该信号作为示波器的同步信号；示波器的另一路连接到调制参考载波上（TPK06/或TPK07），以此信号作为观测的参考信号。仔细调整示波器同步，观察和验证调制载波在数据变化点发生相位0/翻转。4. BPSK调制信号包络观察(将KPO2设置在T位置)BPSK调制为非恒包络调制，调制载波信号包络具有明显的过零点。通过本测量让学生熟悉BPSK调制信号的包落特征。测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在TEST位置（右端）。（1

5、） 选择0/1码调制输入数据，观测调制载波输出测试点TPK03的信号波形。调整示波器同步，注意观测调制载波的包落变化与基带信号（TPi03）的相互关系。画下测量波形。（2） 用特殊码序列重复上一步实验，并从载波的包络上判断特列码序列。画下测量波形。（3） 用m序列重复上一步实验，观测载波的包络变化。5. BPSK调制信号频谱测量此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。测量时，用一条中频电缆将频谱仪连结接到调制器的KO02端口。调整频谱仪中心频率为1.024MHz，扫描频率为10KHz/DIV，分辨率带宽为110KHz左右，调整频率仪输入信号衰减器和扫描时间为合适位置。通过菜单选择m序列码

6、输入数据，观测BPSK信号频谱。测量调制频谱占用带宽、电平等，记录实际测量结果，画下测量波形。6. BPSK调制信号频谱载漏信号测量此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。频谱仪连接、设置同上。通过菜单选择0/1码输入数据，观测BPSK信号频谱。测量调制频谱载漏与信号电平的差值，记录实际测量结果，画下测量波形。思考：载漏过大会对系统带来什么影响？载漏的产生与什么因素有关？如何减小载漏电平？（二）BPSK解调1. 接收端解调器眼图信号观测（1） 首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环（自发自收）。测量解调器I支路眼图信号测试点TPJ05（在A/D模块内）波形，观测时用发时钟TP

7、M01作同步。将接收端与发射端眼图信号TPI03进行比较，观测接收眼图信号有何变化（有噪声）。（2） 观测正交Q支路眼图信号测试点TPJ06（在A/D模块内）波形，比较与TPJ05测试波形有什么不同？根据电路原理图，分析解释其原因。（3） 测试模块中的TPN02测试点为接收端经匹配滤波器之后的眼图信号观测点。通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。解释为什么发端眼图已发生变化，而收端TPN02的眼图没有发生变化（仅电平变化）。2. 解调器失锁时的眼图信号观测将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。观测失锁时的解调器眼图信号TPJ05

8、，熟悉BPSK调制器失锁时的眼图信号（未张开）。观测失锁时正交支路解调器眼图信号TPJ06波形。注意：将示波器时基从正常位置调整25ms/DIV对比观测。3. 接收端I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察测量I支路（TPJ05）和Q支路信号（TPJ06）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。在解调器锁定时，其相位矢量图应为0、两种相位。通菜单选择在不同的输入码型下进行测量；结合BPSK解调器原理分析测试结果。全1码和全0码4. 解调器失锁时I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察将解调器相干载波锁相环（PLL）环路

9、跳线开关KL01设置在2_3位置（右端），使环路失锁。观测接收端失锁时I路和Q路的合成矢量图。掌握解调器时I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形的变化，分析测量结果。全一码和全零码0|1码特殊码结论失锁时，全一码和全零码的李莎宇图没有发生变化，但是零一码特殊码和m序列由直线变为圆5. 判决反馈环解调器鉴相特性观察解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3（右端）位置，观察锁相环鉴相器输出点TPN03的波形（在测试模块）。通信原理综合实验系统中对BPSK信号解调采用判决反馈环解调器，其PLL环路鉴相特性具有锯齿余弦特性。6. 解调器PLL环路鉴相器差拍电压和锁定过程观察将跳

10、线开关KL01设置在1_2位置（PLL闭环）和2_3（PLL开环）位置来回切换，仔细观察测试模块内TPN01测量点的工作波形。观测时将示波器时基设定在5ms10 ms，有条件可使用存储示波器观测。7. 解调器抽样判决点信号观察（1） 选择输入测试数据为m序列，用示波器观察测试模块内抽样判决点（TPN04）的工作波形（示波器时基设定在25ms）。（2） TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻。用示波器同时观察TPMZ07（观察时以此信号作同步）和观察抽样判决点TPN04信号波形之间的相位关系。8. 解调器失锁时抽样判决点信号观察将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在

11、2_3位置，使环路失锁。用示波器观察测试模块内抽样判决点TPN04信号波形，观测时示波器时基设定在25ms。熟悉解调器失锁时的抽样判决点信号波形。9. 差分编码信号观测通信原理实验箱仅对“外部数据输入”方式输入数据提供差分编码功能。外部数据可以来自误码仪产生或汉明编码模块产生的m序列输出数据。当使用汉明编码模块产生的m序列输出数据时，将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中的H_EN和ADPCM开关去除，将输入信号跳线开关KC01设置在m序列输出口DT_M上（右端）；将汉明译码模块中汉明译码使能开关KW03设置在OFF状态（右端），输入信号和时钟开关KW01、KW02设置在来自信道CH

12、位置（左端）。通过菜单选择发送数据为“外部数据输入”方式。（1） 将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中M_SEL1跳线器插入，产生7位周期m序列。用示波器同时观察DSP+FPGA模块内发送数据信号TPM02和差分编码输出数据TPM03，分析两信号间的编码关系。记录测量结果。（2） 将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中M_SEL1和M_SEL2跳线器都插入，产生15位周期m序列，重复上述测量步骤。记录测量结果。10. 解调数据观察（1） 在上述设置跳线开关基础上，用示波器同时观察DSP+FPGA模块内接收数据信号TPM04和发送数据信号TPM02，比较两数据信号进行是否相

13、同一致（正常差分译码）。测量发送与接收数据信号的传输延时，记录测量结果。（2） 在“外部数据输入”方式下，重复按选择菜单的确认按键，让解调器重新锁定（存在相位模糊度，会使解调数据反向），观测解调器差分译码电路是否正确译码。11. 解调器相干载波观测首先建立中频自环，通过菜单选择输入测试数据为“特殊码序列”或“m序列”。（1） 用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。在环路正常锁定时，观测收发载波信号的相关关系。（2） 将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。重复上述测

14、量步骤，观测在解调器失锁时收发载波信号的相关关系。（3） 将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在1_2位置（闭环），让解调器锁定（如无法锁定，可按选择菜单上的确认键，让解调器重新同步锁定）。断开中频连接电缆，观测在无输入信号情况下，解调器载波是否与发端同步。记录测量结果。12. 解调器相干载波相位模糊度观测首先建立中频自环，通过菜单选择输入测试数据为“特殊码序列”或“m序列”。用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。反复的断开和接回中频自环电缆，观测两载波失步后再同步时之间的相位关系。13. 解调

15、器相干载波相位模糊度对解调数据的影响观测首先建立中频自环，通过菜单选择发送数据为“特殊码序列”方式。用双踪示波器同时比较接收数据信号眼图（TPJ05）和发送数据信号眼图（TPi03），并以TPi03作为示波器的同步信号。不断的断开和接回中频自环电缆，观测收发眼图信号。（在“特殊码序列”方式下，重复按选择菜单的确认按键，让解调器重新锁定。）分析接收时眼图信号的电平极性发生反转的原因。14. 解调器位定时恢复信号调整锁定过程观察TPMZ07为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TPM01（发端时钟）具有明确的相位关系。（1） 通过菜单选择输入测试数据为m序列，用示波器同时观察TPM01（观察时以它作同步）、TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。（2） 不断按确认键（此时仅对DSP位定时环路初始化），观察TPMZ07的调整过程。（3） 断开K002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。15. 解调器位定时信号相位抖动观测示波器以发送时钟TPM01信号为同步，在不同的测试码型下观测接收时钟TPMZ07的相位抖动情况。将各项测试结果作比较分析是否符合理论？