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通信原理实验指导书 实验四 数字解调
实验四 数字解调
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。
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 -l 数字解调方框图
（a） 2DPSK 相干解调 （b） 2FSK过零检测解调
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本实验采用相干解调法解调 2DPSK 信号、采用过零检测法解2FSK信号。 图4 - 1 、图 4- 2 分别为两个解调器的方框图和电原理图．
图 4 -2 数字解调电路图
(A ) 2DPSK 解调器 (B ) 2FSK 解调器
2DPSK 解调模块上有以下测试点及输入输出点：
·-12V -12V 电源输入点（ 2 个）
·2DPSK-IN 2DPSK信号输入点／测试点（2个） ·C AR-IN 相干载波输入点
·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 -OUT 比较器输出信号的输出点／测试点( 2个) ·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：
·2FSK-IN 2FSK 信号输入点／测试点（2个） ·FD 2FSK 过零检测输出信号测试点 ·LPF 低通滤波器输出点／测试点
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·CM 整形输出测试点 ·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图中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 利时 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图中元器件对应关系如下： ·整形 1 U34 : A ：反相器 74HC04 ·单稳1、单稳2 U35 ：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 2 U34 : 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。
·电位器R26可以改变相乘器的增益。相乘器增益太大时运放 U30 可能会出现畸变。调节R26时使MU的峰峰值不大于5 V，此时运放输出信号的峰峰值也不大于5V，MU的波形接近图 4 - 3 所示的理论波形，但略有区别。
·信源是周期为24bit 的周期信号，当24bit 的相对码 BK 中“l”码和“0”码个数不相等时，相乘器U29 的输出信号均值不等于0，此信号经电容 C16隔直、低通滤波、反相放大器放大后得到的LPF信号就是一个均值为 0 但正负不对称的信号。在实际的2DPSK通信系统中，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，会出现误判决，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R39用来调节判决电平，当 BK 中“l”码与“0”码个数差别比较大时应调节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。
·比较器的输出即CM—OUT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 - OUT中还会出现噪肪冲。
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·异或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。图中设相干载波为?相。
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“l”码载频等于码速率的两倍，“0”码载频等于码速率。
图 4 -4 2FSK过零检测解调器各点波形示意图
· 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
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