本科实验指导书
实验名称：通信技术课程设计-调制识别开课学院：电子科学与工程学院
指导教师：
一、实验目的
《通信技术课程设计》是针对通信类基础课程和专业课程的实践型课程，承担着从一般基础理论到实践应用的重要过渡。加深理论基础、拓宽知识结构、增强动手能力、提高综合素质和培养创新意识。
二、实验原理
通信侦察是通信对抗的前提与基础。其基本含义是：使用通信接收设备截获敌方通信信号，分析其技术体制，了解其通信网的组成，必要时侦听其通信内容，以判明其属性。
先验信息及要求：
1假设截获了一段数字通信的信号，要求确认该段数据所采用调制方式，并解调出最终的信息。
2映射方式已知。
3调制方式范围：MASK，MFSK，BPSK，QPSK，MQAM。
4数据除MFSK是100 sample/data外，其余均为基带信号，数据以“float”读入，I、Q两路交错。
方法：
1. 最大似然法
采用概率论和假设检验理论，分析信号的统计特性并推导出检验统计量，由判决准则实现调制模式的自动识别。
2. 模式识别法
通过特征提取从调制信号中提取包含调制模式信息的参数，再通过模式匹配进行调制模式的自动识别。
具体的：
1基于瞬时特征
2基于累计量
3基于分形理论
4基于星座图聚类算法
5其他，。。。如基于支持矢量机
三、实验结果
我们组选用了两种方法尝试进行。①基于瞬时特征②基于累计量
1）．首先是基于瞬时特征的识别
针对共六种数字调制信号，提取了3个基于瞬时信息的特征参数：
1.零中心归一化瞬时幅度之谱密度最大值
2.零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差
3.零中心归一化瞬时幅度绝对值的标准偏差
①零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差
公式：
式中c是全部取样数据Ns中属于非弱信号值的个数，at是判断弱信号段的一个幅度判决门限电平，是经过零中心化处理后瞬时相位的非线性分量，而是瞬时相位，
②.零中心归一化瞬时幅度之谱密度最大值
.决策树识别
①对于判别类属于（2ASK、4ASK、2PSK、4PSK）的信号，计算待识别信
号的零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差，与门限比较，将其分成两类：4PSK 和（2PSK、2ASK、4ASK）；
②算待识别信号的零中心归一化瞬时幅度之谱密度最大值，与门限比较，将
待识别的信号分成两类：（2ASK、4ASK、2PSK、4PSK）和（2FSK、4FSK），即不恒定包络信号和恒包络的信号；
程序：见附录①
由于该程序对事例数据的判断出错，且经过几次判决门限的更改效果还是不
尽人意，我们更改了实验方案。尝试了刘老师推荐的第二种方法，即基于高阶累计量的识别方法。
2）基于高阶累计量的识别方法
对于一个具有零均值的平稳复随机过程y (n )，高阶累积量定义如下:
不同信号的高阶统计量如下:
20[()()]C E y n y n =?2*21[()()][|()|]C E y n y n E y n =?=[(),(),(),()][()]440203C cum y n y n y n y n E y n C ==-**412021[(),(),(),()][()()()()]3C cum y n y n y n y n E y n y n y n y n C C ==???-42**422021
[(),(),(),()][|()|]||2C cum y n y n y n y n E y n C C ==--643602020[(),(),(),(),(),()][()]15[()]30C cum y n y n y n y n y n y n E y n E y n C C ==-?+63***63422121[(),(),(),(),(),()][|()|]96C cum y n y n y n y n y n y n E y n C C C ==-?
-
基于高阶累计量的识别方法原理比较简单，通过计算待识别信号的高阶累计量，合理设定门限即可达到识别的目的。实验过程中我们采用的是F 值划定门限
程序见附录②
四、实验体会
实验的前后过程中，我们遇到了不少问题，从资料的搜集与整理，到程序的编写与调试。这个过程中我们学会了团队合作，明白了解决问题的工作的不易。 在实验中，我们有效地回顾了所学的知识，并且知道了所学知识的部分实现方法与过程，我们的动手能力与对理论的理解得到了很大的提高。
五、附录
42140||||C F C =2632342||||C F C
=
附录①
close all;
fc=20000; %载波频率
fs=40000; %采样速率
k=2;
code_size=15*round(k*fs/fc); %信息码元长度
t0=5.5; %信号长度
Ns=256; %采样点个数
fd=125; %符号速率
ts=1/fs; %采样周期
M=64 %码元个数
ti=1/fd; %码元间隔
N=ti/ts;
t=[0:ts:t0];
fileID=fopen('D:\modustring5.bnt');
info=fread(fileID);
for n=1:1:50
m=n*Ns;
x=(n-1)*Ns;
for i=x+1:m; %提取信号段
y0(i)=info(i);
end
Y=fft(y0); %调制信号的傅立叶变换
y1=hilbert(y0); %实信号的解析式
z=abs(y0); %实信号的瞬时幅度
phase=angle(y1); %实信号的瞬时相位
add=0; %求Rmax
fori=x+1:m;
add=add+z(i);
end
ma=add/Ns; %瞬时幅度的平均值
y2=z./ma ; %幅度比,即为文献中的an(i)
y3=y2-1; %归一化瞬时幅度
y4=max(abs(y3));
y2n=y3./y4; % 即为文献中的acn(i)
s=fft(y2n);
R=abs(s);
Rmax=max((R)/Ns).^2; %零中心归一化瞬时幅度的谱密度的最大值Xcn=0;
Ycn=0;
fori=x+1:m;
Xcn=Xcn+y2n(i).*y2n(i);
Ycn=Ycn+abs(y2n(i));
end
Xcnav=Xcn/Ns;
Ycnav=(Ycn/Ns).*(Ycn/Ns);
deltaaa=sqrt(Xcnav-Ycnav); %零中心归一化瞬时幅度绝对值得标准偏差
if phase(2+x)-phase(1+x)>pi; %修正相位序列
Ck(1+x)=-2*pi;
elseif phase(1+x)-phase(2+x)>pi;
Ck(1+x)=2*pi;
elseCk(1+x)=0;
end
fori=x+2:m-1;
if phase(i+1)-phase(i)>pi;
Ck(i)=Ck(i-1)-2*pi;
elseif phase(i)-phase(i+1)>pi
Ck(i)=Ck(i-1)+2*pi;
else
Ck(i)=Ck(i-1);
end
end
if -phase(m)>pi;
Ck(m)=Ck(m-1)-2*pi;
elseif phase(m)>pi;
Ck(m)=Ck(m-1)+2*pi;
elseCk(m)=Ck(m-1);
end
phase1=phase+Ck %去相位卷叠后的相位序列
phasenl=phase1-2*pi*fc*i/fs; %非线性相位
at=1; %判决门限电平
a=0; %求取零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差和零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准偏差
b=0;
d=0;
c=0;
fori=x+1:m;
if y2(i)>at
c=c+1;
phasesquare(i)=phasenl(i).*phasenl(i);
a=a+phasesquare(i);
phaseabs(i)=abs(phasenl(i));
b=b+phaseabs(i);
d=d+phasenl(i)
end
end
a1=a/c;
b1=(b/c).*(b/c);
d1=(d/c).*(d/c);
deltaap=sqrt(a1-b1); %零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差deltadp=sqrt(a1-d1); %零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准偏差
freqN(i)=phase1(i)-phase1(i-1);
fori=x+1:m;
ifi>at;
c=c+1;
freqNsquare(i)=freqN(i).*freqN(i);
a=a+freqNsquare(i);
b=b+freqN(i);
end
end
a1=a/c;
b1=(b/c)^2;
deltaaf=sqrt(a1-b1); %零中心归一化非弱信号段瞬时频率绝对值得标准偏差end
if (Rmax>80)
if(deltaaa>0.2)
type=menu('输入信号是','4PSK信号');
else
type=menu('输入信号是','2ASK信号');
end
else
if (deltaaa<0.23)
type=menu('输入信号是','4ASK信号');
else
if(deltaap>50)
type=menu('输入信号是','4FSK信号');
else
if(Rmax>80)
type=menu('输入信号是','2PSK信号');
else
type=menu('输入信号是','2FSK信号');
end
end
end
end
附录②
fid=fopen('D:\modustring_2fsk.bnt','r');
fseek(fid,0,'bof');
data2=fread(fid,[1,2*N],'float');
y=data2;
c20=mean(y);
c21=mean(abs(y).^2);
c40=mean(y.^4)-3*c20;
c42=mean(abs(y).^4)-abs(c20).^2-2*c21;
c63=mean(abs(y).^6)-9*c42*c21-6*(c21^3);
f1=abs(c42)/abs(c40);
f2=abs(c63)^2/abs(c42)^3;
x=diff(y')';
f3=mean(abs(x).^2);
f4=abs(c63)/abs(c20);
if(f1<0.5)
if(f3<0.8)
type=menu('输入信号是','2FSK 信号');
else
type=menu('输入信号是','4FSK 信号');
end
else
if(f2<14.88)
type=menu('输入信号是','16QAM 信号');
else
if(f2<18.56)
type=menu('输入信号是','QPSK 信号');
else
if(f2<26.24)
type=menu('输入信号是','BPSK 信号'); else
if(f4<11.08)
type=menu('输入信号是','2ASK 信号'); else
type=menu('输入信号是','4ASK 信号'); end
end
end
end
end
实验五BPSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握BPSK调制和解调的基本原理； 2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路； 3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念； 4、熟悉BPSK调制载波包络的变化； 5、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法； 二、实验器材 1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框 PSK调制及解调实验原理框图 2、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明 基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘，叠加后得到BPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始基带信号。 四、实验步骤 实验项目一 BPSK调制信号观测（9号模块） 概述：BPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证BPSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0000，调节信号源模块W3使256 KHz载波信号峰峰值为3V。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz。 4、实验操作及波形观测。 （1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”； （2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。 （3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。 思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？ 实验项目二 BPSK解调观测（9号模块） 概述：本项目通过对比观测基带信号波形与解调输出波形，观察是否有延时现象，并且验证BPSK解调原理。观测解调中间观测点TP8，深入理解BPSK解调原理。 1、保持实验项目一中的连线。将9号模块的S1拨为“0000”。 2、以9号模块测13号模块的“SIN”，调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定，即恢复出载波。 3、以9号模块的“基带信号”为触发观测“BPSK解调输出”，多次单击13号模块的“复位”按键。观测“BPSK解调输出”的变化。 4、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-BPSK，观测眼图。 思考：“BPSK解调输出”是否存在相位模糊的情况？为什么会有相位模糊的情况？ 五、实验报告 1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程； 输入的基带信号由转换开关转接后分成两路，一路经过差分编码控制256KHz的载频，另一路经倒相去控制256KHz的载频。???解调采用锁相解调，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频上此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。? 2、分析BPSK调制解调原理。 调制原理是：基带信号先经过差分编码得到相对码，再根据相对码进行绝对调相， 即将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK 调制输出。?
中南大学 《通信电子线路》实验报告 学院信息科学与工程学院 题目调制与解调实验 学号 专业班级 姓名 指导教师
实验一振幅调制器 一、实验目的： 1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。 2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。 3．掌握调幅系数测量与计算的方法。 4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。 二、实验内容： 1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。 2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。 3．实现抑止载波的双边带调幅波。 三、基本原理 幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图2-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。
图2-1 MC1496内部电路图 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2－2所示，图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V，－9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。 四、实验结果 1. ZD.OUT波形： 2. TZXH波形：
《通信原理》实验报告 实验一：抽样定理和PAM调制解调实验 系别：信息科学与工程学院 专业班级：通信工程1003班 学生姓名：陈威 同组学生：杨鑫 成绩： 指导教师：惠龙飞 （实验时间：2012 年 12 月 7 日——2012 年 12 月28日） 华中科技大学武昌分校
1、实验目的 1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。 2.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。 2、实验器材 1、信号源模块 一块 2、①号模块 一块 3、60M 双踪示波器 一台 4、连接线 若干 3、实验原理 3.1基本原理 1、抽样定理 图3-1 抽样与恢复 2、脉冲振幅调制（PAM ） 所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。 自然抽样 平顶抽样 ) (t m ) (t T
图3-3 自然抽样及平顶抽样波形 PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号m s 化的规律（如图3-3所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。 四、实验步骤 1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。双踪示波器，设置CH1通道为同步源。 2、观测PAM自然抽样波形。 （1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。 （2）将模块一上K1选到“自然”。 （3）关闭电源，连接 表3-1 抽样实验接线表 (5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左右。在PAMCLK处观察被抽样信号。CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。
北京科技大学计算机与通信工程学院 模式分类第二次上机实验报告 姓名：XXXXXX 学号：00000000 班级：电信11 时间：2014-04-16
一、实验目的 1．掌握支持向量机（SVM）的原理、核函数类型选择以及核参数选择原则等； 二、实验内容 2.准备好数据，首先要把数据转换成Libsvm软件包要求的数据格式为： label index1:value1 index2:value2 ... 其中对于分类来说label为类标识，指定数据的种类；对于回归来说label为目标值。（我主要要用到回归） Index是从1开始的自然数，value是每一维的特征值。 该过程可以自己使用excel或者编写程序来完成，也可以使用网络上的FormatDataLibsvm.xls来完成。FormatDataLibsvm.xls使用说明： 先将数据按照下列格式存放（注意label放最后面）： value1 value2 label value1 value2 label 然后将以上数据粘贴到FormatDataLibsvm.xls中的最左上角单元格，接着工具->宏执行行FormatDataToLibsvm宏。就可以得到libsvm要求的数据格式。将该数据存放到文本文件中进行下一步的处理。 3.对数据进行归一化。 该过程要用到libsvm软件包中的svm-scale.exe Svm-scale用法： 用法：svmscale [-l lower] [-u upper] [-y y_lower y_upper] [-s save_filename] [-r restore_filename] filename （缺省值：lower = -1，upper = 1，没有对y进行缩放）其中，-l：数据下限标记；lower：缩放后数据下限；-u：数据上限标记；upper：缩放后数据上限；-y：是否对目标值同时进行缩放；y_lower为下限值，y_upper为上限值；（回归需要对目标进行缩放，因此该参数可以设定为–y -1 1 ）-s save_filename：表示将缩放的规则保存为文件save_filename；-r restore_filename：表示将缩放规则文件restore_filename载入后按此缩放；filename：待缩放的数据文件（要求满足前面所述的格式）。缩放规则文件可以用文本浏览器打开，看到其格式为： y lower upper min max x lower upper index1 min1 max1 index2 min2 max2 其中的lower 与upper 与使用时所设置的lower 与upper 含义相同；index 表示特征序号；min 转换前该特征的最小值；max 转换前该特征的最大值。数据集的缩放结果在此情况下通过DOS窗口输出，当然也可以通过DOS的文件重定向符号“>”将结果另存为指定的文件。该文件中的参数可用于最后面对目标值的反归一化。反归一化的公式为： （Value-lower）*（max-min）/(upper - lower)+lower 其中value为归一化后的值，其他参数与前面介绍的相同。 建议将训练数据集与测试数据集放在同一个文本文件中一起归一化，然后再将归一化结果分成训练集和测试集。 4.训练数据，生成模型。 用法：svmtrain [options] training_set_file [model_file] 其中，options（操作参数）：可用的选项即表示的涵义如下所示-s svm类型：设置SVM 类型，默
北京联合大学 课程名称：通信原理实验报告 学院：信息学院专业：通信工程 班级：41A 学号：2008080304334 姓名：胡雪瑞成绩： 2010年12 月27 日
实验一图符库的使用 一、实验目的 1、了解SystemView图符库的分类 2、掌握SystemView各个功能库常用图符的功能及其使用方法 二、实验内容 按照实例使用图符构建简单的通信系统，并了解每个图符的功能。 三、实验步骤 实验方框图 i.从基本图符库中选择信号源图符，选择正弦波信号，参数设定中设置幅度为1， 频率为10Hz，相位为0。 ii.选择函数库，并选择Algebraic 标签下的图符。在参数设定中设置a=2，表示进行x2运算。 iii.放置两个接收器图符，分别接收信号源图符的输出和函数算术运算的输出，并 选择Graphic 标签下的图符，表示在系统运行结束后才显示接收到的波形。 四、实验结果
实验二 常规调幅(AM) 一．概述 在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处随调制信号线性变化，或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f (t)呈线性对应关系，这种调制称为标准调幅或一般调幅，记为AM 。本实验采用这种方式。 二．实验原理及其框图 1. 调制部分 标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。 AM 信号时域表达式为：t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+= 其中：A 0为载波幅度，ωc 为载波频率，m (t )为调制信号。 其频域表示式为： )]()([2 1)]()([)(0c c c c AM M M A S ωωωωωωδωωδπω++++ +++= 其原理框图 2. 解调部分： 解调有相干和非相干两种。非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干系统的性能优于非相干系统。这里采用相干解调。 原理框图 三．实验步骤 1．根据AM 调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路 2. 元件参数配置 Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器 （频率=1000 Hz ） Token 1,8: 乘法器 Token 2: 增益放大器 （增益满足不发生过调制的条件） Token 4: 加法器 Token 3,10: 载波—正弦波发生器 （频率=50 Hz ） Token 9: 模拟低通滤波器 （截止频率=75 Hz ） Token 5,6,7,11: 观察点—分析窗 m (0c (t ) s m c
深圳大学实验报告 课程名称：高频电路 实验项目名称：振幅调制器 学院：信息工程 专业：通信工程 指导教师：罗雪晖 报告人：王志鹏学号：2012130200 班级：通信2班实验时间：2014.6.7 实验报告提交时间：2014.6.19 教务处制
一、实验目的 1．掌握在示波器上测量调幅系数的方法。 2．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。 3．掌握用MC1496 来实现AM 和DSB-SC的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间的关系。 二、实验设备与仪器 万用表 双踪示波器 AS1637函数信号发生器 低频函数信号发生器（用作调制信号源） 实验板3（幅度调制电路单元） 三、实验基本原理 1. MC1496 简介 MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图5-1所示。 由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是： ⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1）， ⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为 6.8kO。⒁脚接负电源-8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明： 因而，仅当上输入满足v1≤VT (26mV)时，方有： 才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。 图5-1 MC1496内部电路及外部连接
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
模式识别实验报告
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实验报告 实验课程名称：模式识别 姓名：王宇班级： 20110813 学号： 2011081325 实验名称规范程度原理叙述实验过程实验结果实验成绩 图像的贝叶斯分类 K均值聚类算法 神经网络模式识别 平均成绩 折合成绩 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2014年 6月
实验一、 图像的贝叶斯分类 一、实验目的 将模式识别方法与图像处理技术相结合，掌握利用最小错分概率贝叶斯分类器进行图像分类的基本方法，通过实验加深对基本概念的理解。 二、实验仪器设备及软件 HP D538、MATLAB 三、实验原理 概念： 阈值化分割算法是计算机视觉中的常用算法，对灰度图象的阈值分割就是先确定一个处于图像灰度取值范围内的灰度阈值，然后将图像中每个像素的灰度值与这个阈值相比较。并根据比较的结果将对应的像素划分为两类，灰度值大于阈值的像素划分为一类，小于阈值的划分为另一类，等于阈值的可任意划分到两类中的任何一类。 最常用的模型可描述如下：假设图像由具有单峰灰度分布的目标和背景组成，处于目标和背景内部相邻像素间的灰度值是高度相关的，但处于目标和背景交界处两边的像素灰度值有较大差别，此时，图像的灰度直方图基本上可看作是由分别对应于目标和背景的两个单峰直方图混合构成。而且这两个分布应大小接近，且均值足够远，方差足够小，这种情况下直方图呈现较明显的双峰。类似地，如果图像中包含多个单峰灰度目标，则直方图可能呈现较明显的多峰。 上述图像模型只是理想情况，有时图像中目标和背景的灰度值有部分交错。这时如用全局阈值进行分割必然会产生一定的误差。分割误差包括将目标分为背景和将背景分为目标两大类。实际应用中应尽量减小错误分割的概率，常用的一种方法为选取最优阈值。这里所谓的最优阈值，就是指能使误分割概率最小的分割阈值。图像的直方图可以看成是对灰度值概率分布密度函数的一种近似。如一幅图像中只包含目标和背景两类灰度区域，那么直方图所代表的灰度值概率密度函数可以表示为目标和背景两类灰度值概率密度函数的加权和。如果概率密度函数形式已知，就有可能计算出使目标和背景两类误分割概率最小的最优阈值。 假设目标与背景两类像素值均服从正态分布且混有加性高斯噪声，上述分类问题可以使用模式识别中的最小错分概率贝叶斯分类器来解决。以1p 与2p 分别表示目标与背景的灰度分布概率密度函数，1P 与2P 分别表示两类的先验概率，则图像的混合概率密度函数可用下式表示为
实验十一包络检波及同步检波实验 一、实验目的 1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2、掌握二极管峰值包络检波的原理。 3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现 象，分析产生的原因并思考克服的方法。 4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、实验内容 1、完成普通调幅波的解调。 2、观察抑制载波的双边带调幅波的解调。 3、观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波 器不加高频滤波时的现象。 三、实验仪器 1、信号源模块 1 块 2、频率计模块 1 块 3、4 号板 1 块 4、双踪示波器 1 台 5、万用表 1 块 三、实验原理 检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的
信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。 若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频。检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。 常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。全载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。 1、二极管包络检波的工作原理 当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器 C 充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流iD 很大，使电容器上的电压VC 很快就接近高频电压的峰值。 这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管 D 的两端。这时二极管导通与否，由电容器C 上的电压VC和输入信号电
深圳大学实验报告课程名称：通信电子线路 实验项目名称：振幅调制器 学院：信息工程 专业：通信工程 指导教师：张金凤 报告人：高源学号：2011130315 班级： 3 实验时间：2013.5.29 实验报告提交时间：2013.6.12 教务部制
实验板3（幅度调制电路单元） 三、实验基本原理 1. MC1496 简介 MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图5-1所示。 由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是： ⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1）， ⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8kO。⒁脚接负电源-8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明： 因而，仅当上输入满足v1≤VT (26mV)时，方有： 才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。 图5-1 MC1496内部电路及外部连接
2.1496组成的调幅器 用MC1496模拟乘法器组成的振幅调幅器实验电路如图4-2 所示。 图中，与图5-1 相对应之处是：R8对应于Rt，R9对应于RB，R3、R10对应于RC。此外，W1用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用W1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2 端加入调制信号时即可产生AM 波。晶体管BG1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。 图4－2 1496组成的调幅器实验电路
西南科技大学 课程设计报告 课程名称：高频电路课程设计 设计名称：振幅调制电路 姓名：李光伟 学号: 20105315 班级：电子1001 指导教师：魏冬梅 起止日期：2012.12.24-2013.1.6 西南科技大学信息工程学院制
课程设计任务书 学生班级：电子1001 学生姓名：李光伟学号：20105315 设计名称：振幅调制电路 起止日期：2012.12.24-2013.1.6指导教师：魏冬梅 设计要求：波信号为1MHz，低频调制信号为1kHz，两个信号均为正弦波信号。这两个输入信号可以采用实验室的信号源产生，也可以自行设计产生，采用乘法器1496设计调幅电路。 产生DSB信号，输出信号幅度>200mV。
课程设计学生日志时间设计内容
课程设计考勤表 周星期一星期二星期三星期四星期五 课程设计评语表指导教师评语： 成绩：指导教师： 年月日
振幅调制电路 一、 设计目的和意义 目的：实现抑制载波的双边带调幅。产生DSB 信号，输出信号幅度>200mV 。 意义：实现抑制载波的双边带调幅。 二、 设计原理 由集成模拟乘法器MC1496构成的振幅调制电路，可以实现普通调幅、抑制载波的双边带调幅以及单边带调幅。本次实验采用MC1496模拟乘法器是对两个模拟信号(电压或电流)实现相乘功能的有源非线性器件。主要功能是实现两个互不相关信号相乘．即输出信号与两输入信号相乘输出，总电路图如图1所示。 [1] 振幅调制就是使载波信号的振幅随调制信号的变化规律而变化的技术。通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。设载波信号的表达式为： ()t U u c cm c ωcos =， 调制信号的表达式为t V t u cm Ω=Ωcos )(则调制信号的表达式 为：t t m V u c cm ωcos )cos 1(0Ω+= =t mV t t mV t V c cm c cm c cm )cos(21)cos(21cos Ω-+Ω++ ωωω错误！未找到 引用源。
班级：姓名：学号：
实验一：AM 信号的调制与解调 实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。 2.AM 信号是如何进行调制与解调的。 实验原理： 1.调制原理：AM 调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。 + m(t) S AM (t)A 0 cos ωc t AM 信号的时域和频域的表达式分别为: ()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+= 式（4-1） ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++ -++=2 1 0 式（4-2） 在式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是 随机信号，但通常认为其平均值为0，即。其频谱是DSB SC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。 2.解调原理：AM 信号的解调是把接收到的已调信号还 原为调制信号。 AM 信号的解调方法有两种：相干解调和包 络检波解调。 AM 相干解调原理框图如图。相干解调（同步解调）：利用
相干载波（频率和相位都与原载波相同的恢复载波）进行的解调，相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。相干载波的提取：（1）导频法：在发送端加上一离散的载频分量，即导频，在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波，导频的功率要求比调制信号的功率小；（2）不需导频的方法：平方环法、COSTAS环法。 LPF m0(t) S AM(t) cosωc t AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成： （1）整流：只保留信号中幅度大于0的部分。（2）低通滤波器：过滤出基带信号；（3）隔直流电容：过滤掉直流分量。实验内容： 1.AM相干解调框图。
通信原理课程设计报告 一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，
Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 3. 2DPSK信号的解调原理 2DPSK信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 (1) 2DPSK信号解调的极性比较法 它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。它的原理框图如图1.3.1所示。 码变换相乘 载波 s(t)e o(t) 相乘器低通滤波器抽样判决器2DPSK 带通滤波器 延迟T
南昌大学实验报告 学生姓名：王晟尧学号：6102215054专业班级：通信152班 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 乘法器振幅调制电路 一、实验目的 了解并研究各个模拟乘法器调幅电路特性和波形变化的特点以及频谱分析。 二、实验原理 调制、解调和混频电路是通信设备中重要的组成成分。用代传输的低频信号控制高频载波参数的电路，称为调制电路。振幅调制有基本的普通调幅（AM）和在此基础上演变出来的抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB)。 三、实验步骤 （1）普通调幅（AM) V2为载波信号 V1为调制信号
傅里叶频谱分析：
由以上数据可以得知： ①仿真检测的调制信号频率与输出调幅波的包络信号频率基本相同；载波信号的振幅按照调制信号的变化规律变化而形成的调幅波，携带着调制信号的信息，调幅波的包络线与相应的调制信号相同； ②调制过程实际上是一种频率搬移的过程，即经过调幅后，调制信号的频谱被对称地搬移到载频的两侧。同时，在调幅波中，载频不含任何有用信息，需传输的信息只包含与边频分量中，边频的振幅反映了调制信号幅度的大小，边频的频率反映调制信号频率的高低。 （2）双边带调幅（DSB）
傅里叶频谱分析： 可知：①为了节省发射功率，可采用抑制载波信号的双边带调幅电路； ②双边带调幅波波形仍随调制信号变化，但其包络线已不再反映原调制信号的形状，当调制信号进入负半周时，载波信号产生180度相位突变； ③双边带调幅波同样是实现频谱搬移，但频谱图上没有出现载波分量，只有两个边带分量。 （3）单边带调幅（SSB）
傅里叶频谱分析： 由以上数据可以知：①单边带调制方式将已调波的频谱宽度基本压缩了一
信息与通信工程学院 模式识别实验报告 班级： 姓名： 学号： 日期：2011年12月
实验一、Bayes 分类器设计 一、实验目的： 1.对模式识别有一个初步的理解 2.能够根据自己的设计对贝叶斯决策理论算法有一个深刻地认识 3.理解二类分类器的设计原理 二、实验条件： matlab 软件 三、实验原理： 最小风险贝叶斯决策可按下列步骤进行： 1)在已知 ) (i P ω， ) (i X P ω，i=1,…，c 及给出待识别的X 的情况下，根据贝叶斯公式计 算出后验概率： ∑== c j i i i i i P X P P X P X P 1 ) ()() ()()(ωωωωω j=1,…，x 2)利用计算出的后验概率及决策表，按下面的公式计算出采取i a ,i=1,…，a 的条件风险 ∑== c j j j i i X P a X a R 1 )(),()(ωω λ,i=1,2,…,a 3)对(2)中得到的a 个条件风险值) (X a R i ,i=1,…，a 进行比较，找出使其条件风险最小的 决策k a ，即()() 1,min k i i a R a x R a x == 则 k a 就是最小风险贝叶斯决策。 四、实验内容 假定某个局部区域细胞识别中正常（1ω）和非正常（2ω）两类先验概率分别为 正常状态：P （1ω）=； 异常状态：P （2ω）=。 现有一系列待观察的细胞，其观察值为x ： 已知先验概率是的曲线如下图：
)|(1ωx p )|(2ωx p 类条件概率分布正态分布分别为（-2，）（2,4）试对观察的结果 进行分类。 五、实验步骤： 1.用matlab 完成分类器的设计，说明文字程序相应语句，子程序有调用过程。 2.根据例子画出后验概率的分布曲线以及分类的结果示意图。 3.最小风险贝叶斯决策，决策表如下： 结果,并比较两个结果。 六、实验代码 1.最小错误率贝叶斯决策 x=[ ] pw1=; pw2=; e1=-2; a1=; e2=2;a2=2; m=numel(x); %得到待测细胞个数 pw1_x=zeros(1,m); %存放对w1的后验概率矩阵 pw2_x=zeros(1,m); %存放对w2的后验概率矩阵
二、实验电路图 1．1496组成的调幅器 图6-2 1496组成的调幅器实验电路 2、二极管包络检波电路 图 1 二极管包络检波器电路
3、MC1496 组成的解调器实验电路 图 2 MC1496 组成的解调器实验电路
2 ．1496组成的调幅器 用1496组成的调幅器实验电路如图2所示。图中，与图1相对应之处是：R 8对应于R t ，R 9对应于R B ，R 3、R 10对应于R C 。此外，W 1用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W 2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用W 1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端加入调制信号时即可产生AM 波。晶体管BG 1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。 3．包络检波 二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为0.5V 以上）的AM 波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管BG 2和RC 低通滤波器，如图1所示。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波。因此，选择合适的时间常数RC 就显得很重要。 4．同步检波 同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图2所示。图中，恢复载波v c 先加到输入端IN1上，再经过电容C 1加在⑻、⑽脚之间。已调幅波v amp 先加到输入端IN2上，再经过电容C 2加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由⑿脚输出，再经过由C 4、C 5、R 6组成的 型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（OUT ）提取出调制信号。 需要指出的是，在图2中对1496采用了单电源（+12V ）供电，因而⒁脚需接地，且其他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。 图 6-2 1496组成的调幅器实验电路
PSK调制解调实验报告范文 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控
（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一）PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输
光电工程学院 2013 / 2014学年第 2 学期 实验报告 课程名称：光电子基础实验 实验名称：电光调制实验 班级学号 1213032809 学生姓名丁毅 指导教师孙晓芸 日期：2014年 5 月07 日
电光调制实验 【实验目的】 1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法； 2、学会用实验装置测量晶体的半波电压，绘制晶体特性曲线，计算电光晶体的消光比和透射 率。 【实验仪器及装置】 电光调制实验仪（半导体激光器、起偏器、电光晶体、检偏器、光电接收组件等）、示波器。 实验系统由光路与电路两大单元组成，如图3.1所示： 图3.1 电光调制实验系统结构 一、光路系统 由激光管（L）、起偏器(P)、电光晶体(LN)、检偏器(A)与光电接收组件(R)以及附加的减光器(P1)和λ/4波片(P2)等组装在精密光具座上，组成电光调制器的光路系统。 注：?本系统仅提供半导体激光管(包括电源)作为光源，如使用氦氖激光管或其他激光源时，需另加与其配套的电源。 ?激光强度可由半导体激光器后背的电位器加以调节，故本系统 未提供减光器(P 1 )。 ?本系统未提供λ/4波片(P 2 )即可进行实验，如有必要可自行配置。
二、电路系统 除光电转换接收部件外，其余包括激光电源、晶体偏置高压电源、交流调制信号发生、偏压与光电流指示表等电路单元均组装在同一主控单元之中。 图3.2 电路主控单元前面板 图3.2为电路单元的仪器面板图，其中各控制部件的作用如下： ?电源开关用于控制主电源，接通时开关指示灯亮，同时对半导体激光器供电。 ?晶体偏压开关用于控制电光晶体的直流电场。（仅在打开电源开关后有效） ?偏压调节旋钮调节直流偏置电压，用以改变晶体外加直流电场的大小。 ?偏压极性开关改变晶体的直流电场极性。 ?偏压指示数字显示晶体的直流偏置电压。 ?指示方式开关用于保持光强与偏压指示值，以便于读数。 ?调制加载开关用于对电光晶体施加内部的交流调制信号。（内置1KHz的正弦波） ?外调输入插座用于对电光晶体施加外接的调制信号的插座。（插入外来信号时内置信号自动断开） ?调制幅度旋钮用于调节交流调制信号的幅度。 ?调制监视插座将调制信号输出送到示波器显示的插座。 ?解调监视插座将光电接收放大后的信号输出到示波器显示的插座，可与调制信号进行比较。 ?光强指示数字显示经光电转换后的光电流相对值，可反映接收光强大小。?解调幅度旋钮用于调节解调监视或解调输出信号的幅度。
实验九QPSK/OQPSK 调制与解调实验 一、实验目的 1、了解用CPLD 进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK 调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。 二、实验内容 1、观察QPSK 调制的各种波形。 2、观察QPSK 解调的各种波形。 三、实验器材 1、信号源模块 一块 2、⑤号模块 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理 （一）QPSK 调制解调原理 1、QPSK 调制 QPSK 信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。 用调相法产生QPSK 信号的组成方框图如图12-1（a ）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b ）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b ）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。 （a ） a(0)b(0) b(1) a(1) （b ） 图12-1 QPSK 调制 /并变换。串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010*********和
111101*********。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号。 2、QPSK 解调 图12-2 QPSK 相干解调器 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK 信号的合成，故它可以采用与2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK 信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。 （二）OQPSK 调制解调原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK 的改进型，为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK 中并行的I ，Q 两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。通过I ，Q 路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。 下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路，Q 路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。 若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图12-3所示。 1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1 基基基基I 基基Q P S K ,O Q P S K Q 基基 Q P S K Q 基基O Q P S K -1 图12-3 QPSK,OQPSK 发送信号波形 图12-3中，I 信道为U （t ）的奇数数据单元，Q 信道为U （t ）的偶数数据单元，而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开（延时）半个码元。 QPSK ，OQPSK 载波相位变化公式为 {}()33arctan ,,,()44 44j i j i Q t I t ππ?ππ? ????? =--???? ?????? ?@ QPSK 数据码元对应的相位变化如图12-4所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 12-5所示