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实验十九 QPSK调制与解调 一、实验目的 1、了解用FPGA进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK调制与解调的原理。 二、实验内容 1、观察PN码波形。 2、观察QPSK调制的各种波形。 3、观察QPSK解调的各种波形。 三、实验仪器 1、QPSK调制与解调模块 2、20M双踪示波器 一台 3、连接线 若干 四、实验原理 QPSK调制部分原理框图 图19－1 本实验中的时钟信号由20M的无源晶振提供，被调制的基带信号为15位的m序列，载波频率为454.5KHz。QPSK调制实验采用调相法，将产生m序列串/并转换分成I路、Q路（并行的双极性序列）。I路同载波SIN进行PSK调制（原理同数字调制模块中的PSK调制），当数据DI为高时输出SIN；当数据DI为低时输出－SIN。Q路同载波COS进行PSK调制（原理同数字调制模块中的PSK调制），当数据DQ为高时输出COS；当数据DQ为低时输出－COS。将这两路PSK调制信号叠加就得到了QPSK调制信号。 QPSK解调部分原理框图 图19－2 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交的PSK信号合成，故它可以采用与PSK类似解调的方法进行解调，即由两个PSK相干解调器构成。本模块采用的相干载波直接从调制部分输入的，因此载波是相干，QPSK信号经过载波输入分别为SIN、COS的乘法器，然后通过低通滤波器滤除高频成分，再经BS/2信号的抽样判决，得到I路、Q路两路数据，最后将两路数据输入到CPLD中，进行并/串转换，则得到解调后的NRZ码信号。 五、实验步骤及注意事项 1、将QPSK调制与解调模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2、 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下该模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02发光，按一下QPSK调制与解调模块的复位键，该模块开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 3、用示波器观察NRZ、BS/2、BS、I-OUT、Q-OUT、SIN和COS，用双踪示波器比较I-OUT和Q-OUT输出波形，SIN和COS输出波形。 4、用连接线连接I-OUT与I-IN，Q-OUT与Q-IN。观察QPSK-OUT的输出波形。 5、用连接线连接SIN与SIN-IN、COS与COS-IN、与-IN以及QPSK-OUT与QPSK-IN，用示波器观察I-1、Q-1。 6、用示波器观察JI、JQ，与原始信号I-OUT和Q-OUT比较。 7、用示波器观察JNRZ，与NRZ进行比较。 六、实验结果 1、NRZ测试点（15位伪随机码输出点） 2、BS/2测试点（BS/2同步信号输出点） 输出的码型（1111 0101 1001 000） 输出的方波 3、BS测试点（BS同步信号输出点） 4、I—OUT测试点（I路基带信号输出点） 输出的方波 输出的方波（1100 1000 1111 010） 5、Q—OUT测试点（Q路基带信号输出点） 6、I—OUT测试点（与Q—OUT测试 输出的方波（1100 1000 1111 010） 点一起双踪观察） 输出的波形 7、SIN测试点 输出的正弦波 8、COS测试点（与SIN正交的余弦波） （频率为454.5KHz） 输出的正弦波（频率为454.5KHz） 9、SIN测试点（和COS测试点一起 10、QPSK—OUT测试点（QPSK调制 双踪观察）输出的波形 信号输出点）输出的波形 11、I—1测试点（I路解调信号输出点） 12、Q—1测试点（Q路解调信号输出点） 输出的波形 输出的波形 13、 I—1测试点（与Q—1测试点一起 14、JI测试点（I路定时判决信号输出点） 双踪观察）输出的波形 输出的波形 15、JQ测试点（Q路定时判决信号输出点） 16、JI测试点（与