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实验四数字解调与眼图

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。

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为两个解调器的方框图。

图4-l数字解调方框图

（a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调

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R可以改变相乘器的增益。相乘器增益太大时运放U可能会出现

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畸变。调节R时使MU的峰峰值不大于5V，此时运放输出信号的峰峰值也不大

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于5V，MU的波形接近图4-2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。

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4-2所示。图中设相



干载波为相。

图4–22DPSK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4-3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4-32FSK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。

·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