通信原理实验数字解调与眼图

实验名称数字解调与眼图

学院信息科学与工程学院

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学号 _______________________________

数字解调与眼图

一、实验目的

1. 掌握2DPSK相干解调原理。

2. 掌握2FSK过零检测解调原理。

二、实验内容

1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。

3. 用示波器观察眼图。

三、基本原理

可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。

本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。

图4-1 数字解调方框图

实验名称数字解调与眼图

（a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调

本实验采用相干解调法解调2DPSK言号、采用过零检测法解调2FSK信号。2DPSK 模块内部使用+5V、+12V和-12V电压，2FSK模块内部仅使用+5V电压。图4-1为两个解调器的原理方框图，其电原理图如图4-2所示（见附录）。

2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：

:MU相乘器输出信号测试点

:LPF低通、运放输出信号测试点

:Vc比较器比较电压测试点

:CM比较器输出信号的输出点/测试点

:BK解调输出相对码测试点

:AK-OUT解调输出绝对码的输出点/测试点（3个）

:BS-IN位同步信号输入点

2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点:

:FD2FSK过零检测输出信号测试点

:LPF低通滤波器输出点/测试点

:CM整形输出输出点/测试点

:BS-IN位同步信号输入点

:AK-OUT解调输出信号的输出点/测试点（3个）

2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下:

:相乘器U29:模拟乘法器MC1496

:低通滤波器R31; C2

:运放U30:运算放大器UA741

:比较器U31:比较器LM710

:抽样器U32:A:双D触发器7474

:码反变换器U32:B:双D触发器7474; U33:A:异或门7486

2FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下:

:整形1U34:A:反相器74HC04

:单稳1、单稳2U35:单稳态触发器74123

:相加器U36:或门7432

:低通滤波器U37:运算放大器LM318若干电阻、电容

:整形2U34:B:反相器74HC04

:抽样器U38:A:双D触发器7474

在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外

的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的，故解调器输入端就没加带通滤波器。

下面对2DPSK相干解调电路中的一些具体问题加以说明。

:MU的波形接近图4-3所示的理论波形，略有区别。

:信源是周期为24bit的周期信号，当24bit的相对码BK中“1”码和“0”码

个数不相等时，相乘器U29的输出信号MU及低通滤波器输出信号LPF是正负不对称的信号。在实际的2DPSK1信系统中，抽样判决器输入信号是一个均值为0且正负对称的信号，因此最佳判决电平为0。本实验系统中，Vc决定判决电平。当Vc=0

而相对码BK中“ 1”码和“ 0”码个数差别太大时，可能出现误判决，即解调器出现误码。因为此时LPF信号的正电平或负电平非常接近0电平，抽样脉冲（位同步

信号）稍不理想就会造成误码。电位器甩用来调节判决电平，当BK中“ 1”码与“ 0”

码个数差别比较大时出现误码时，可调节R39使Vc等于LPF信号的中值（最佳判决

门限）。实际通信系统中的2DPSK相干解调器（或差分相干解调器）不需要调节判决电平。

:比较器的输出CM为TTL电平信号，它不能作为相对码直接送给码反变器，因为它并不是一个标准的单极性非归零码，其单个“1”码对应的正脉冲的宽度可能

小于码元宽度、也可能大于码元宽度。另外，当LPF中有噪声时，CM中还会出现噪声脉冲。

:异或门74LS86输出的绝对码波形的高电平上叠加有小的干扰信号，经U34整形后即可去掉。

DPSK相干解调器模块各点波形示意图如图4-3所示。

图4-3 2DPSK相干解调波形示意图

2FSK解调器工作原理及有关问题说明如下：

:图4-4为2FSK过零检测解调器各点波形示意图，图中设“1”码载频等于码速率的两倍，“ 0”码载频等于码速率。

:整形1和整形2的功能与比较器类似，在其输入端将输入信号叠加在 2.5V 上。74HC04的状态转换电平约为 2.5V，可把输入信号进行硬限幅处理。整形1将正弦2FSK信号变为TTL电平的2FSK信号。整形2和抽样电路共同构成一个判决电平为2.5V的抽样判决器。

图4-4 2FSK过零检测解调器各点波形示意图

:单稳1、单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，它们与相加器一起共同对TTL电平的2FSK信号进行微分、整流处理。电位器R43和血决定上升沿脉冲

宽度及下降沿脉冲宽度（应基本相等）O