實驗五（PSK）移相鍵控實驗

一、實驗目的：

1、  了解M序列的性能，掌握其實現方法及其應用；

2、  了解2PSK系統的組成，驗證其調制解調原理；

3、  驗證同步解調的又一方式----同向正交環（或稱Costas環）的工作原理；

4、  學習集成電路壓控振蕩器的應用；

5、  學習2PSK系統主要性能指標的測試方法。

二、實驗原理及電路說明

   移相鍵控實驗電路由以下部分組成：(如本章后電路圖5.1 5.2所示)

 （一）調制

     1.M序列發生器

     2.調相電路

     3.差分編碼器

 （二） 解調

     1.同相正交環電路

     2.集成電路壓控振蕩器

     3.差分譯碼器

三、實驗儀器

高頻信號發生器一臺

直流穩壓電源一臺

雙蹤同步示波器一臺

數字頻率計一臺

PSK試驗箱一臺

四、實驗內容

在實驗箱中使用了7805，7905和7812芯片來保護實驗板電子元器件，電路板上標著+5V，–5V、+12V的電源輸入端應輸入+7V，–7V、+14V的電源。

1、  M序列發生器

設初始狀態為10000，試列表寫出一個周期的M序列。把列表的結果與實驗結果相比較，以測試點1處信號為同步信號，觀察并記錄測試點2處的波形。驗證M序列的主要性質。

2、  差分編碼

    以測試點1處信號為同步信號，觀察并記錄測試點3處的波形。將2處和3處的波形進行比較，驗證差分編碼的規律。

3.數字調相電路

將k1撥至“同步“以3處信號為同步信號觀察并記錄測試點5處的波形；觀察并記錄測試點6處的數字調相波形。

    PSK實驗電路板上的兩個開關功能如下：

以5處的載波信號輸入雙蹤同步示波器YB,用YA觀察6處的2PSK信號，利用雙蹤同步示波器上的刻度，測量π相位對0相位的相位差△φ。

4同步帶和捕捉帶

同步帶和捕捉帶是鎖相環性能的標志。我們可用發信號的比較來判斷鎖相環是否鎖定。

用雙蹤同步示波器YA觀察測試點13處的信號碼，YB觀察測試點2處發信碼，并以YB作同步。用高頻信號發生器從電纜插座“外載波IN”輸出外載波。將K1撥至‘異步’，K2撥至“外載波’。數字頻率計接在測試點4處，高頻信號發生器的輸出幅度保持在1.5Vp-p，由低網高緩緩調節頻率。當雙蹤同步示波器上出現收信碼同步，并且波形一致時，這時就是無誤碼情況鎖相環捕捉到外載波并鎖定，此點頻率記做fz。繼續向高頻調節頻率，直到雙蹤同步示波器上可見收信碼與發信碼不同步，這時鎖相環已不能同步跟蹤外載波而失鎖，該點頻率記做f4。將外載波頻率由此點往下調節，調到再次捕捉到收信號與發信號同步一致，鎖相環再次捕捉到外載波并鎖定，此點頻率記做f3。繼續向低調節頻率，直到收信與發信碼再次失步，此點頻率記做f1。為提高測量精度，上述過程可反復進行幾次。

    圖5.3是根據環路電壓Ud與頻率的關系畫出的同步和捕捉帶示意圖。圖中f1、f2、f3、f4與實驗中測得的發f1、f2、f3、f4一一對應。這樣

同步帶              △f1＝f4-f1

捕捉帶              △f2＝f3-f2

4眼圖

以碼元定時（12）作為同步信號，觀察解調后的基帶信號（7）。利用雙蹤同步示波器的刻度量測眼圖的幾個指標：

（1）       眼圖開啟度（U-2△U）/U其中U＝U++U-

（2）       “眼皮“厚度”2△U/U

（3）       交叉點發散度△T/T

（4）       正、負極性不對稱度|(U+-U-)|/|(U++U-)|

五、實驗報告

1.     整理實驗中的記錄，畫出相應的曲線和波形。

2.       2PSK系統由那些部分組成？各部分的作用？

3.       設給定一碼組100110011100，畫出對這一碼組進行2PSK的調制和解調的波形圖。

4.       為什么利用眼圖可以大致估計系統性能的優劣？

5.       簡述同相正交工作原理。

6.       對改進實驗內容和電路有什么建議？