一、实验目的
胸章机
1. 了解QPSK调制解调原理及特性。
2. 了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性。 二、实验内容
1. 观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 合约众筹2. 观察IQ调制解调过程中各信号变化。
3. 观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
胸章制作三、基本原理
1. QPSK调制原理
QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。我们把组成双比元的前一信息比特用a代表，后一信息比特用b代表。双比元中两个信息比特ab通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。
表1-1 双比元与载波相位关系
双比元 | 载波相位 |
a | B | A氧化挂具方式 | B方式 |
0 1 1 0 | 0 0 1 1 | 225° 315° 45° 135° | 0° 90° 180° 270° |
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图1-1 QPSK信号的矢量图
下面以A方式的QPSK为例说明QPSK信号相位的合成方法。
串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列，然后通过基带成形得到的双极性序列（从D/A转换器输出，幅度为±）。设两个双极性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1-2中虚线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK调制信号，其相位编码关系如表1-2所示。
图1-2 矢量图
表1-2 QPSK信号相位编码逻辑关系
a | 1 | －1 | －1 | 1 |
| 有源噪声控制 b | 1 | 1 | －1 | －1 |
| 电子式电压互感器 a路平衡调制器输出 b路平衡调制器输出 合成相位 | 0° 90° 45° | 180° 90° 135° | 180° 270° 225° | 0° 270° 315° |
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用调相法产生QPSK调制器框图如图1-3所示。
图1-3 QPSK调制器框图
图1-4 二进制码经串并变换后码型
2. QPSK解调原理
由于QPSK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，其原理框图如图1-5所示。
图1-5 QPSK解调原理框图
四、实验原理
本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块、码元再生模块及PSK载波恢复模块。
（1）基带成形模块：
本模块主要功能：产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求
进行基带成形，形成两路正交基带信号。
（2）IQ调制解调模块：
本模块主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交解调。
（3）码元再生模块：
本模块主要功能：从解调出的IQ基带信号中恢复位同步，并进行抽样判决，然后并串转换后输出。
（4）PSK载波恢复模块：
本模块主要功能：与IQ调制解调模块上的解调电路连接起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复PSK已调信号的载波，同时可用作一个独立的载波源。本实验只使用其载波源。
2. 实验框图及电路说明
a、QPSK调制实验
图1-6 QPSK调制实验框图
QPSK调制的实验框图如图1-6所示，基带成形模块产生的PN码（由PN31端输出，码型为111100010011010）输入到串并转换电路中（由NRZ IN端输入）进行串并转换，成为IQ两
路基带信号，输出的IQ两路数字基带信号（观测点为NRZ-I，NRZ-Q），经波形预取电路判断，取出相应的模拟基带波形数据，经D/A转换后输出（观测点为I-OUT，Q-OUT，分别于NRZ-I，NRZ-Q波形反相）。IQ两路模拟基带信号送入IQ调制解调模块中的IQ调制电路分别进行PSK调制，然后相加形成QPSK调制信号，经放大后输出。QPSK已调信号载波为10.7MHz，是由21.4MHz本振源经正交分频产生。
b. QPSK解调实验
图1-7 QPSK解调实验框图
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