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实验四 数字调制与眼图 一、实验目的 1．掌握2DPSK相干解调原理。 2．掌握2PSK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载波频率等于码速率的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 (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信号、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 解调器输出相对码测试点 ·AK-OUT 解调器输出绝对码输出点/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： ·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 ·CM 整形输出点/测试点 ·BS-IN 位同步信号输入点 ·AK-OUT 解调器输出绝对码输出点/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的对应关系如下： ·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。 ·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。在实验系统中，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R39用来调节判决电平，当BK中“1”码和“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)不需要调解判决电平。 ·比较器的输出