課程設(shè)計(jì)編碼電路測(cè)試與PSK2電路設(shè)計(jì)

1、專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 編碼電路測(cè)試與psk2電路設(shè)計(jì) 專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 編碼電路測(cè)試與psk2電路設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)目的：1. 通過對(duì)thex-1型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用，較深入了解通信電路的原理；2. 掌握通信電路的測(cè)試方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法；3. 學(xué)習(xí)利用ewb仿真設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)的方法；4. 練習(xí)利用protel繪制pcb電路的方法；5. 提高正確地撰寫論文的基本能力。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1. 電路測(cè)試：測(cè)試cvsd1，cvsd2，hmc，con，cyc，jz實(shí)驗(yàn)電路板。要求詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理（說明每個(gè)元器

2、件的作用和功能），寫出測(cè)試項(xiàng)目，并對(duì)測(cè)試結(jié)果作出詳細(xì)分析；如果電路板不能測(cè)出所需要的結(jié)果，要分析原因，找出電路板損壞的部位。1. 用ewb做出psk2的仿真電路，并測(cè)試各點(diǎn)的波形；要求詳細(xì)分析電路原理（說明每個(gè)元器件的作用和功能），對(duì)測(cè)試結(jié)果作出詳細(xì)分析。2. 用protel繪制fmdem1的pcb電路。3. 查閱不少于6篇參考文獻(xiàn)。初始條件：1. thex-1型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；2. 示波器，萬用表。3. ewb和protel軟件。時(shí)間安排：第18周，安排設(shè)計(jì)任務(wù)；第19周，完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試和仿真電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試；第20周，完成pcb電路繪制；撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月

3、日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 目 錄1. 編碼電路測(cè)試41.1測(cè)試cvsd141.1.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖41.1.2各測(cè)試點(diǎn)的波形5tp1：在j1輸入端輸入一個(gè)300hz3.4khz的正弦波信號(hào)，若幅度過大，則被限幅電路限幅成方波了，因此信號(hào)波形幅度盡量小一些，即改變外部信號(hào)源的幅度大小。51.1.3波形結(jié)果分析61.2測(cè)試cvsd271.2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖71.2.2各測(cè)量點(diǎn)的波形81.3測(cè)試hmc81.3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖81.3.2測(cè)量數(shù)據(jù)分析91.4測(cè)試con101.4.1實(shí)驗(yàn)測(cè)試框圖101.4.2測(cè)量結(jié)果分析111.5測(cè)試cyc111.5.1實(shí)驗(yàn)電路框圖111.5.2各測(cè)量點(diǎn)的

4、波形121.5.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)141.5.4 測(cè)量數(shù)據(jù)分析151.6測(cè)試jz151.6.1各點(diǎn)的測(cè)試波形152. psk2電路的仿真測(cè)試162.1實(shí)驗(yàn)原理162.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)203 繪制fmdem1的pcb電路223.1實(shí)驗(yàn)原理223.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)223.2.1原理圖223.2.2 pcb圖234. 總結(jié)245. 參考文獻(xiàn)251. 編碼電路測(cè)試1.1測(cè)試cvsd11.1.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖圖1.1.1 增量調(diào)制編碼器實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖圖1.1.2 增量調(diào)制編碼器電原理框圖增量調(diào)制的基本工作原理：眾所周知，增量調(diào)制是由pcm發(fā)展而來的模擬信號(hào)數(shù)字化的一種編碼方式，它是pcm的一種特例，關(guān)于pcm編碼原理及其

5、實(shí)驗(yàn)，已在以后實(shí)驗(yàn)中說明。增量調(diào)制編碼基本原理是只用一位編碼，這一位碼不是表示信號(hào)抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量極性，即采用一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”來表示信號(hào)在抽樣時(shí)刻的值相對(duì)于前一個(gè)抽樣時(shí)刻的值是增大還在減小，增大則輸出“1”碼，減小則輸出“0”碼。輸出的“1”、“0”只是表示信號(hào)相對(duì)于前一時(shí)刻的增減，不表示信號(hào)的絕對(duì)值。所以cvsd亦稱m。1.1.2各測(cè)試點(diǎn)的波形tp1：在j1輸入端輸入一個(gè)300hz3.4khz的正弦波信號(hào)，若幅度過大，則被限幅電路限幅成方波了，因此信號(hào)波形幅度盡量小一些，即改變外部信號(hào)源的幅度大小。 tp2：增量調(diào)制編碼電路的本地譯碼信號(hào)輸出波形。其輸出波形與

6、tp1相近似，但它的上升斜率和下降斜率不同。它是由一次積分電路輸出波形tp5，再經(jīng)過二次積分后輸出波形到tp2中，因此測(cè)量點(diǎn)tp2的波形也稱為二次積分波形。 tp3：增量調(diào)制編碼電路的數(shù)字信號(hào)輸出波形，工作頻率為64khz或32khz或16khz，它由j4來決定。 tp4：增量調(diào)制編碼電路的工作時(shí)鐘輸入波形，工作頻率為64khz或32khz或16khz，它由j4來決定。 tp5：一次積分信號(hào)輸出波形，它再經(jīng)過二次積分網(wǎng)絡(luò)后輸出二次積分波形到tp2中，因此測(cè)量點(diǎn)tp2的波形也稱為二次積分波形。tp6：一致脈沖信號(hào)輸出波形，它隨輸入信號(hào)波形的變化而變化。它也是三連1，三連0的輸出波形。1.1.3測(cè)

7、試波形1.1.3波形結(jié)果分析測(cè)量過程中波形失真較大，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的指導(dǎo)下，可以看出大致符合結(jié)果要求。1.2測(cè)試cvsd21.2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖 圖1.2.1 增量調(diào)制譯碼器實(shí)驗(yàn)框圖 實(shí)驗(yàn)電路基本工作過程：由發(fā)端送來的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)通過同軸電纜加至本實(shí)驗(yàn)板的j1，把信號(hào)送到u1（mc34115）芯片的第13引腳，即接收數(shù)據(jù)輸入端。本系統(tǒng)因?yàn)槭亲g碼電路，故送低電平至u1（mc34115）的第15引腳，使模擬輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器斷開，而數(shù)字輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器接通，這樣，接收數(shù)據(jù)信碼經(jīng)過數(shù)字輸入運(yùn)算放大器整形后送至移位寄存器，后面的工作過程與編碼時(shí)相同，只是解調(diào)信號(hào)不再送回第2引腳（anf

8、端），而是直接送入后面的積分網(wǎng)絡(luò)中，再通過接收信道低通濾波電路濾去高頻量化噪聲，然后送出話音信號(hào)。雖然增量調(diào)制系統(tǒng)的話音質(zhì)量不如脈沖編碼調(diào)制pcm數(shù)字系統(tǒng)的音質(zhì)，但是由于增量調(diào)制電路比較簡(jiǎn)單，能從較低的數(shù)碼率進(jìn)行編碼，通常為1632kbit/s，在用于單路數(shù)字電話通信時(shí)，不需要收發(fā)端同步，故增量調(diào)制系統(tǒng)仍然廣泛應(yīng)用于數(shù)字話音通信系統(tǒng)中，如應(yīng)用在傳輸數(shù)碼率的軍事，野外及保密數(shù)字電話方面，在軍隊(duì)系統(tǒng)中的數(shù)字衛(wèi)星通信地面站設(shè)備中，其終端部分的話音的編碼就是應(yīng)用的這種大規(guī)模集成電路mc3417、mc3418的連續(xù)可變斜率增量調(diào)制方式。1.2.2各測(cè)量點(diǎn)的波形tp1：增量調(diào)制譯碼電路的數(shù)字信號(hào)輸入波形，

9、工作頻率為64khz或32khz或16khz。tp2：增量調(diào)制譯碼電路的本地譯碼電路模擬信號(hào)輸出波形，幅度可由r10調(diào)節(jié)。tp4：增量調(diào)制譯碼電路的工作時(shí)鐘輸入波形，工作效率為64khz或32khz或16khz。1.2.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試波形1.3測(cè)試hmc1.3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖1.3.1漢明碼譯碼電路原理框圖下面我們通過（7，4）分組碼的例子來說明如何具體構(gòu)造這種線性碼。對(duì)于碼組長(zhǎng)度為n、信息碼元為k位、監(jiān)督碼元為rnk位的分組碼，常記作（n，k）碼，如果滿足2r1n，則有可能構(gòu)造出糾正一位或一位以上錯(cuò)誤的線性碼。設(shè)分組碼（n，k）中，k=4，為能糾正一位誤碼，要求r3?，F(xiàn)取r3，則nkr7。我們用

10、a0ala2a3a4a5a6表示這7個(gè)碼元，用s1、s2、s3表示由三個(gè)監(jiān)督方程式計(jì)算得到的校正子，并假設(shè)三位s1、s2、s3校正子碼組與誤碼位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表30-1所示。表30-1 （7，4）碼校正子與誤碼位置s1s2s3誤碼位置s1s2s3誤碼位置001a0101a4010a1110a5100a2111a6011a3000無錯(cuò)由表可知，當(dāng)誤碼位置在a2、a4、a5、a6時(shí)，校正子s11；否則s10。因此有s1a6a5a4a2，同理有s2a6a5a3a1和s3a6a4a3a0。在編碼時(shí)a6、a5、a4、a3為信息碼元，a2、a1、a0為監(jiān)督碼元。則監(jiān)督碼元可由以下監(jiān)督方程唯一確定 即 （3

11、0-1）由上面方程可得到表30-2所示的16個(gè)許用碼組。在接收端收到每個(gè)碼組后，計(jì)算出s1、s2、s3，如果不全為0，則表示存在錯(cuò)誤，可以由表1確定錯(cuò)誤位置并予以糾正。1.3.2測(cè)量數(shù)據(jù)分析 漢明碼編碼試驗(yàn)中，當(dāng)s1=1時(shí)，只有a1,a2，a6燈亮；當(dāng)s2=1時(shí)，只有a1,a2，a5燈亮；漢明碼傳輸實(shí)驗(yàn)中，s1=1時(shí)，只有b1，b2燈亮；當(dāng)s2=1時(shí)，只有b1，b2，b5，b6燈亮；引入干擾s1=1時(shí)，只有b1b2b5b6燈亮，引入干擾s2=1時(shí)，只有a1a2a5燈亮。 經(jīng)測(cè)試可知，一位誤碼可以無差錯(cuò)顯示，當(dāng)出現(xiàn)2個(gè)或者超過2個(gè)誤碼是，譯碼管指示燈與編碼指示燈不一致。通過漢明碼傳輸模塊上的拔動(dòng)

12、開關(guān)，可以使碼組產(chǎn)生1個(gè)誤碼，譯碼指示發(fā)光二極管應(yīng)與編碼指示發(fā)光二極管一致，則表示該碼能糾正1個(gè)錯(cuò)誤；通過漢明碼傳輸模塊上的拔動(dòng)開關(guān)，可以使碼組產(chǎn)生2個(gè)或2個(gè)以上的誤碼，譯碼指示發(fā)光二極管應(yīng)與編碼指示發(fā)光二極管不一致，則表示錯(cuò)誤碼元已超過該碼的糾錯(cuò)能力，譯碼電路將產(chǎn)生亂糾現(xiàn)象；根據(jù)不同的碼組和誤碼的個(gè)數(shù)將各種實(shí)驗(yàn)情況設(shè)計(jì)成表格，驗(yàn)證漢明碼的編碼規(guī)則、譯碼電路的糾錯(cuò)能力。1.4測(cè)試con1.4.1實(shí)驗(yàn)測(cè)試框圖1.4.1卷積碼編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)框圖 卷積碼，亦稱連環(huán)碼，它是一種非分組碼，區(qū)別于前面的循環(huán)碼線性分組碼。分組碼編碼時(shí)，先將輸入的信息序列分為長(zhǎng)度為k個(gè)碼元的段，然后按照一定的編碼規(guī)則（由生成

13、矩陣或監(jiān)督矩陣所決定），給含k個(gè)信息元的段附加上r長(zhǎng)的監(jiān)督元，于是生成n長(zhǎng)（n=k+r）的碼組。在編碼時(shí)，各n長(zhǎng)碼組是分別編碼，各碼組之間沒有約束關(guān)系，因此在譯碼時(shí)各碼組是分別獨(dú)立地進(jìn)行。卷積編碼則不同于此。卷積碼編碼器把k比特信息段編成n比特的碼組，但所編的n長(zhǎng)碼組不僅同當(dāng)前的k比特信息段有關(guān)聯(lián)，而且還同前面的（n-1）個(gè)（n1，整數(shù)）信息段有關(guān)聯(lián)。人們常稱這n個(gè)信息段中的碼元數(shù)目nn為該卷積碼的約束長(zhǎng)度。稱n為碼的約束長(zhǎng)度，不同的是nn是以比特為單位的約束長(zhǎng)度，而后者是以碼組個(gè)數(shù)為單位的長(zhǎng)度。為方便起見本實(shí)驗(yàn)稱謂的約束長(zhǎng)度是指n。一般來說，對(duì)于卷積碼，k和n是較小的整數(shù)。常把卷積碼記作（n

14、、k、n）卷積碼，它的編碼效率為rc= k/ n。（2，1，6）指的是1個(gè)碼元的信息，2個(gè)碼元的碼組，6個(gè)碼組的約束長(zhǎng)度。1.4.2信息碼監(jiān)督碼波形1.4.2測(cè)量結(jié)果分析經(jīng)過測(cè)試電路，若信道加入1個(gè)或2個(gè)誤碼，譯碼顯示電路與信碼顯示電路一致，表示該碼能糾錯(cuò)2個(gè)以下的錯(cuò)誤；若加入3個(gè)或3個(gè)以上的誤碼，譯碼器顯示電路與信碼顯示電路不一致，表示錯(cuò)誤碼元已超過該碼糾錯(cuò)能力，譯碼電路將產(chǎn)生亂糾現(xiàn)象；若信道先加入3個(gè)或3個(gè)以上誤碼，再將誤碼數(shù)減至2個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，按下clr復(fù)位信號(hào)，譯碼顯示電路應(yīng)與信碼顯示電路一致。1.5測(cè)試cyc1.5.1實(shí)驗(yàn)電路框圖1.5.1循環(huán)碼編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)框圖循環(huán)碼的編、譯碼系統(tǒng)由下

15、列五部分組成：定時(shí)單元、信碼發(fā)生器及顯示部分、編碼器、模擬信道部分（包括錯(cuò)碼發(fā)生器及顯示部分）、譯碼器。實(shí)驗(yàn)中以（15，6）循環(huán)碼為例加以說明。 （1）定時(shí)單元本單元提供編碼器及譯碼器所需的時(shí)序信號(hào)。其中時(shí)鐘信號(hào)頻率（cp）為4.096mhz。本單元還提供編譯碼器所需的幀信號(hào)sw、k1、k2、k3，觸發(fā)器jk1、jk2、jk3、jk4及d5的輸出分別為q1、q2、q3、q4、q5，幀信號(hào)為 ，k1信號(hào)為 ，k2信號(hào)為 ，k3信號(hào)為 。（2）信碼發(fā)生器本單元給編碼器提供一個(gè)信號(hào)源，拔動(dòng)開關(guān)（板上信碼輸入框內(nèi)）置于5v時(shí)，發(fā)光二極管亮，代表輸出“1”碼元，若開關(guān)置于“0”，代表輸出“0”碼元。根據(jù)

16、二極管的狀態(tài)可在面板上直接讀出所需的信碼。信碼從“000000”“111111”共有2664種狀態(tài)，代表64個(gè)碼字。每一個(gè)碼字均由拔動(dòng)開關(guān)組成。在幀脈沖作用下，與門開啟，手控信號(hào)并行輸入移位寄存器（d觸發(fā)器）的輸入。當(dāng)脈沖消失后，隨著時(shí)鐘cp的作用，cdin串行輸出所需的碼元。（3）循環(huán)器編碼器原理編碼器是本實(shí)驗(yàn)的主要部分。循環(huán)碼完全由其碼長(zhǎng)及生成多項(xiàng)式g(x)所決定，g(x)是一個(gè)能除盡xn+1的n-k階多項(xiàng)式。階數(shù)低于n并能被g(x)除盡的一組多項(xiàng)式就構(gòu)成一個(gè)（n,k）循環(huán)碼。對(duì)于（15，6）循環(huán)碼根據(jù)生成多項(xiàng)式g(x)=x9+x6+x5+x4+x+1，采用5個(gè)異或門和d觸發(fā)器組成編碼器。

17、在k1信號(hào)的控制下，輸入6位信息碼元cdin，一方面串行輸入信道（即至收端譯碼器中的6位移存器），另一方面通過與門送入除法電路進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)?shù)?位輸入碼元結(jié)束時(shí)，k1信號(hào)為零，在cp脈沖作用下，移位寄存器將計(jì)算的結(jié)果（cdout）送往信道，即在6位信息碼元后附加了9位監(jiān)督碼元，使碼長(zhǎng)（nkr）為15（4）模擬信道部分嚴(yán)格來說，編碼輸出的基帶信號(hào)發(fā)入信道，若信道為有線的，需加均衡設(shè)備；若為無線信道，需加調(diào)制設(shè)備。本實(shí)驗(yàn)的目的是觀察編碼輸出波形及該波形經(jīng)過信道后的糾錯(cuò)能力。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一個(gè)15位錯(cuò)碼發(fā)生器（板上誤碼輸入框內(nèi)），可在任意位置置“1”使該位發(fā)生錯(cuò)誤，相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示錯(cuò)碼產(chǎn)生的位置。1

18、5位錯(cuò)碼發(fā)生器的原理與前述信碼發(fā)生器一樣，不再詳述。錯(cuò)誤發(fā)生器產(chǎn)生的“1”碼與編碼器輸出的信號(hào)cdout相加，產(chǎn)生的碼即為錯(cuò)碼，經(jīng)過模擬信道部分。輸出的信碼為帶有錯(cuò)誤的碼元。如編碼器輸出的信碼為110011，經(jīng)過該信道，信道輸出錯(cuò)誤碼為000110，送入譯碼器去的信號(hào)即為110101。1.5.2各測(cè)量點(diǎn)的波形1.5.2.1以k1為準(zhǔn)的時(shí)鐘輸入波形 1.5.2 k1k2輸出波形 1.5.3 k1k3輸出波形 1.5.4k1sw輸出波形1.5.2.2 以k1為準(zhǔn)的編碼器輸出波形 1.5.5以k1為準(zhǔn)的編碼器輸出波形_101001 1.5.6以k1為準(zhǔn)的編碼輸出波形_111000 1.5.7未加信道

19、干擾的輸出波形1.5.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù) 當(dāng)信息碼為111000時(shí)，監(jiān)督碼為101110111；當(dāng)信息碼為101000時(shí)，監(jiān)督碼為011010010；當(dāng)輸入一個(gè)誤碼時(shí)，信息碼和監(jiān)督碼所顯示的波形不一致。1.5.4 測(cè)量數(shù)據(jù)分析通過分析可知，信道加入1個(gè)或者2個(gè)錯(cuò)誤，譯碼顯示電路與信碼顯示電路一致，表示該碼能糾正2個(gè)以下的錯(cuò)誤；信道加入3個(gè)或者3個(gè)以上的錯(cuò)誤時(shí)，譯碼顯示電路與信碼顯示電路不一致，表示錯(cuò)誤碼元已經(jīng)超過該碼的糾錯(cuò)能力，譯碼電路產(chǎn)生亂糾現(xiàn)象。1.6測(cè)試jz1.6.1各點(diǎn)的測(cè)試波形碼位交織與反交織的基本原理：在數(shù)字通信中，發(fā)端傳送的串行碼都是分成碼組傳送的，為減小誤碼率，在每個(gè)碼組中插入一定

20、數(shù)量的糾錯(cuò)碼元。例如，衛(wèi)星電視的數(shù)字伴音信號(hào)的一幀共有2048位，分成32個(gè)碼組，每個(gè)碼組包含64個(gè)碼元，其中，信息位是56，糾錯(cuò)碼是7，幀同步位或控制位為1。如果通信條件變壞或者受強(qiáng)噪聲干擾，則有可能出現(xiàn)多個(gè)連續(xù)碼元誤碼的情況，以致超過糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力，為減小誤碼率，在數(shù)字通信中常采用碼位交織與反交織處理技術(shù)。所謂碼位交織與反交織處理是指在發(fā)送端將一個(gè)碼組的碼位通過交織電路分開傳送，而在接收端再通過反交織電路將碼位復(fù)原，經(jīng)過交織與反交織處理后，碼組傳送過程中的連續(xù)誤碼將分散，每個(gè)碼組中最多只有一個(gè)誤碼出現(xiàn)，因此誤碼率大大降低。tp12（din）為信碼輸入端，tp10（pn1）、tp11（pn

21、2）為信碼輸出端pn1、pn2：兩路反相的16位串行碼組；c為讀/寫控制信號(hào)；out：交織輸出的16位串行碼組。連接tp12（din）和tp10（pn1000011110101100）下圖為pn碼和控制信號(hào)c的波形：1.6.1 pn碼和控制信號(hào)c的波形則用雙蹤示波器觀測(cè)dout（1011010101100100）和控制信號(hào)c的波形：1.6.2 dout輸出波形和c控制信號(hào)2. psk2電路的仿真測(cè)試2.1實(shí)驗(yàn)原理二相psk（dpsk）解調(diào)器的總電路方框圖如圖2-1所示。二相psk（dpsk）的載波為1.024mhz，數(shù)字基帶信號(hào)的碼元速率為32bit/s。圖2-1 解調(diào)器總方框圖從圖2-1可見

22、，該解調(diào)器由三部分組成：載波提取電路、位定時(shí)恢復(fù)電路與信碼再生整形電路。載波恢復(fù)和位定時(shí)提取，是數(shù)字載波傳輸系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。載波恢復(fù)的具體實(shí)現(xiàn)方案是和發(fā)送端的調(diào)制方式有關(guān)，以相位鍵控為例，有：n次方環(huán)、科斯塔斯環(huán)(constas)、逆調(diào)制環(huán)和判決反饋環(huán)等。近幾年來由于數(shù)字電路技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，又出現(xiàn)了基帶數(shù)字處理載波跟蹤環(huán)，并且已在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的使用。但是，為了加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)及對(duì)基本理論的理解，我們從實(shí)際出發(fā)，選擇同相正交環(huán)解調(diào)電路作為基本實(shí)驗(yàn)。圖2-2是電原理框圖，圖2-3是電原理圖。圖2-2 同相正交環(huán)提取載波電原理方框圖圖2-3 psk移相鍵控解調(diào)實(shí)

23、驗(yàn)電原理圖（一）二相（psk、dpsk）信號(hào)輸入電路電路見圖42-4所示，由bg1（9013）組成射隨器電路，對(duì)發(fā)送端送來的二相（psk、dpsk）信號(hào)進(jìn)行前后級(jí)隔離，由u1（lm311）組成模擬信號(hào)放大電路，進(jìn)一步對(duì)輸入小信號(hào)前二相（psk、dpsk）信號(hào)進(jìn)行放大后送外鑒相器與鑒相器分別進(jìn)行鑒相。圖2-4 二相（psk、dpsk）信號(hào)輸入電路（二）同相正交環(huán)鎖相環(huán)提取載波電路從圖2-2電原理方框圖中可知，在這種環(huán)路里，誤碼信號(hào)是由兩個(gè)鑒相器提供的。vco壓控振蕩器給出兩路互相正交的載波信號(hào)分別送至兩鑒相器，輸入的二相（psk、dpsk）信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)鑒相器分別鑒相后，由低通濾波器濾除載波頻率以

24、上的高頻分量，分別送入兩判決器后得到基帶信號(hào)ud1與ud2，其中ud1中包含著碼元信息，但無法對(duì)vco壓控振蕩器進(jìn)行控制。只有將ud1、ud2 經(jīng)過基帶模擬相乘器相乘后，就可以去掉碼元信息，得到反映vco輸出信號(hào)與輸入載波間的相位差的誤碼控制電壓，從而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)了對(duì)vco壓控振蕩器的控制。它們的實(shí)際電路見圖2-3所示。包括鑒相器1，鑒相器2，低通濾波器1，低通濾波器2，比較判決器1，比較判決器2，相乘器，環(huán)路濾波器，vco壓控振蕩器，數(shù)字分頻移相器等電路組成。具體工作過程如下：由u1（lm311）模擬運(yùn)放放大后的信號(hào)分兩路輸出至兩鑒相器的輸入端，鑒相1與鑒相器2的控制信號(hào)輸入端的控制信號(hào)分別為0相

25、載波信號(hào)與/2相載波信號(hào)。這樣經(jīng)過兩鑒相器輸出的鑒相信號(hào)再通過有源低通濾波器濾掉其高頻分量，再由兩比較判決器完成判決解調(diào)出數(shù)字基帶信碼，由u6a構(gòu)成的相乘器電路，去掉數(shù)字基帶信號(hào)中的數(shù)字信息。得到反映恢復(fù)載波與輸入載波相位之差的誤差電壓ud，ud經(jīng)過環(huán)路低通濾波器r18、r19、c12濾波后輸出了一個(gè)平滑的誤差控制電壓，去控制vco壓控振蕩器74ls124。它的中心振蕩輸出頻率范圍從1hz到60mhz，工作環(huán)境溫度在070。c，當(dāng)電源電壓工作在+5v、頻率控制電壓與范圍控制電壓都為+2v時(shí)，74ls124的輸出頻率表達(dá)為：f0=110-4/cext，在實(shí)驗(yàn)電路中，調(diào)節(jié)精密電位器rw2（100k

26、）的阻值，使頻率控制輸入電壓（74ls124的2腳）與范圍控制輸入電壓（74ls124的3腳）基本相等，此時(shí)，當(dāng)電源為+5v時(shí)，才符合：f0=510-4/cext，再改變電容ca701，使74ls124的7腳輸出為4.096mhz方波信號(hào)。74ls124的6腳為使能端，低電平有效，它開啟壓控振蕩器工作；當(dāng)74ls124的7腳輸出的中心頻率偏離4.096mhz時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)rw1和rw2，用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)tp4上的頻率值，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出4.096mhz的載波信號(hào)。該4.094mhz的載波信號(hào)經(jīng)過分頻(4)電路：u9b與u10a（74ls74）兩次分頻變成1.024mhz載波信號(hào)，并完成/

27、2相移相。由u10b的9腳輸出/2相去鑒相器2的控制信號(hào)輸入端u2b（4066）的12腳，由u10a的5腳輸出0相載波信號(hào)去鑒相器1的控制信號(hào)輸入端u2a（4066）的第13腳。這樣就完成了載波恢復(fù)的功能。圖2-5是同相載波與正交載波波形。圖2-5是同相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖圖2-6 同相正交解調(diào)環(huán)各點(diǎn)波形圖從圖中可以看出該解調(diào)環(huán)路優(yōu)點(diǎn)是：該解調(diào)環(huán)在載波恢復(fù)的同時(shí)，即可解調(diào)出數(shù)字信息。該解調(diào)環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)載波恢復(fù)環(huán)路可全部采用模擬和數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。但該解調(diào)環(huán)中缺點(diǎn)是：存在相位模糊。當(dāng)解調(diào)環(huán)路中解調(diào)的數(shù)字信息與發(fā)端的數(shù)字信息相位反相時(shí)，即相干信號(hào)相位和載波相位反相，則按一下按鍵開關(guān)sw1，

28、強(qiáng)迫使它的置“1”端送入高電平，使電路q端輸出為“1”，q端輸出為“0”，迫使相干信號(hào)的相位與載波信號(hào)相位同頻同相，以消除相位誤差。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，一般不用絕對(duì)移相，而應(yīng)用相對(duì)移相，而用相位比較法克服相位模糊。tp1：psk解調(diào)信號(hào)輸入波形tp2：psk解調(diào)信號(hào)輸入波形（經(jīng)過射極跟隨器）tp3：對(duì)psk解調(diào)信號(hào)進(jìn)行放大tp4：壓控振蕩器輸出4.096mhz的載波信號(hào)，用頻率計(jì)監(jiān)視測(cè)量點(diǎn)tp4上的頻率值有偏差時(shí)，此時(shí)，可調(diào)節(jié)w1和w2，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出4.096mhz的載波信號(hào)。tp5：頻率為1.024mhz的0相載波輸出信號(hào)tp6：頻率為1.024mhz的相載波輸出信號(hào)tp7：psk解調(diào)輸出信號(hào)，即數(shù)字基帶信碼2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖2-7 tpi和tp2點(diǎn)的波形圖