BPSK传输实验报告.docx
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BPSK传输实验报告.docx
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BPSK传输实验报告
本科实验报告
实验名称:
BPSK传输实验
课程名称:
实验时间:
任课教师:
实验地点:
实验教师:
实验类型:
原理验证
□综合设计
□自主创新
学生姓名:
学号/班级:
组号:
学院:
同组搭档:
专业:
成绩:
四、实验步骤
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。
成形滤波器使用升余弦响应,ɑ=0.4。
判断信号观察的效果。
(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。
仔细观察和区别上述两种方式下发送信号眼图(TPi03)的波形。
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,但信道成形滤波器特性不变。
2.Ⅰ路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号观察
(1)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,可以从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图,其相位矢量图应为0、π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。
全1码
01码特殊码序列
(2)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。
全1码
01码特殊码序列
3.BPSK调制信号0/π相位测量
选择输入调制数据为0/1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/π翻转。
4.BPSK调制信号包络观察
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调制信号的包络特征。
(1)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络变化与基带信号(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殊码序列。
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。
(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),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)。
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TPM01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.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、π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解调器原理分析测试结果。
01码M序列
特殊码序列全0码
全1码
3.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,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2~5ms/DIV对比观测。
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。
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5ms~10ms,有条件可使用存储示波器观测。
闭环开环
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2~5ms)。
(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2~5ms。
熟悉解调器失锁时的抽样判决点信号波形。
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对关系。
(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。
重复上述测量步骤,观测在解调器失锁时收发载波信号的相对关系。
(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。
断开中频连接电缆
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。
五、实验报告
1.写出眼图正确的观察方法;
答:
对眼图的测试方法如下:
用示波器的同步输入通道接收码元的时钟信号,用示波器的另一通道接在系统接收滤波器的输出端(例如I支路),然后调整示波器的水平扫描周期(或扫描频率),使其与接收码元的周期同步。
这时就可以在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛,所以称为眼图(如下图所示)。
在这个图形上,可以观察到码间串扰和噪声干扰的影响,从而估计出系统性能的优劣程度。
2、叙述Nyquit滤波作用;
答:
在实际通信系统中,采用Nyquist波形成形技术,发送频谱在发端将受到限制,提高信道频带利用率,减少邻道干扰;在接收端采用相同的滤波技术,对BPSK信号进行最佳接收;获得无码间串扰的信号传输。
3、画出主要测量点的工作波形;
4、说明BPSK的解调工作过程;
答:
提取位定时信息、滤波、抽样判决
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- BPSK 传输 实验 报告
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