Задание 1. Зафиксируйте схему модулятора для получения сигналов с ФМ-4 (QPSK)

Зафиксируйте схему модулятора для получения сигналов с ФМ-4 (QPSK). Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках модулятора в следующем порядке по каналам:

1) на входе модулятора (т. 3),

2) на выходе x(t) регистра-делителя дибит (т. 4),

3) на выходе y(t) регистра-делителя дибит (т. 5),

4) на выходе сумматора (т. 10).

Обратите внимание на связи этих сигналов между собой и сформулируйте правило формирования сигналов с ФМ-4 (QPSK). Определите ширину спектров сигналов по первым «нулям» их огибающих.

Комментарии и выводы

При использовании четырехкратной фазовой модуляции (ФМ-4) производится одновременная передача двух битов (нечетного x (t) и четного у (t), образующих дибит). Поскольку число различных сочетаний битов в дибите равно 2² = 4, то для их передачи требуется четыре разных сигнала, в качестве которых используются отрезки гармонических колебаний, отличающиеся между собой начальными фазами (0°, 90°, 180°, 270° или 45°, 135°, 225°, 315°).

Для одновременного получения значений x (t) и у (t) исходная последовательность битов пропускается через двухразрядный регистр сдвига с тактовой частотой f _T и переписывается из него в две ячейки памяти «x(t)» и «у(t)» с вдвое меньшей частотой f _T/2 так, что в «x(t)» всегда оказываются нечетные x (t), а в «у(t)» – четные у (t) биты исходной последовательности.

Сигналы x (t) и у (t) поступают на входы квадратурного балансного модулятора (QPSK – Quadrature Phase Shift Keying), на выходе которого получаются сигналы ФМ-4 с четырьмя вышеуказанными значениями фаз, зависящими от сочетания знаков сигналов x (t) и у (t).

При сохранении скорости поступления битов на вход модулятора ФМ-4 длительность модулированного сигнала в 2 раза больше длительности бита в их исходной последовательности, а ширина спектра равна ширине спектров модулирующих сигналов x (t) и у (t), т.е. в два раза меньше ширины спектра сигнала обычной двукратной ФМ.

Переход от ФМ к ФМ-4 при сохранении ширины спектра модулированного сигнала позволяет увеличить скорость передачи в 2 раза.