计算机与信息工程学院验证性实验报告
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、实验原理及方法
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噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。在TX系列实验设备中为了简化实验设备，方便观察信号波形，数字调制的输出端没有带通滤波器，信道是理想的，解调器输入端也没有带通滤波器。
2DPSK解调模块上有以下信号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 比较器输出信号测试点/输出点
∙ BK 解调输出相对码测试点
∙ AK-OUT 解调输出绝对码测试点/输出点
∙ BS-IN 位同步信号输入点
2FSK解调模块上有以下信号测试点及输入输出点：
∙ FD 2FSK过零检测器输出信号测试点
∙ LPF 低通滤波器输出信号测试点
∙ CM 比较器输出信号测试点/输出点
∙ BS-IN 位同步信号输入点
∙ AK-OUT 解调输出信号的测试点/输出点
∙相乘器U29：模拟乘法器MC1496
∙低通滤波器R31；C2
∙运算放大器U30：运算放大器UA741
∙比较器U31：比较器LM311
∙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
∙整形电路1 U34:A：反相器74HC04
∙单稳电路1 U35:A：单稳态触发器74123
∙单稳电路2 U35:B：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
∙整形电路2 U34:B：反相器74HC04
∙抽样器U38:A：双D触发器7474
2DPSK相干解调电路中的有关信号波形如图4.3所示，图中假设绝对码为，
下面对一些具体问题加以说明。
∙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。TX系列实验设备中，判决电平V
C是可以调节的。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R
用来调
39
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
R
使VC接近LPF信号的中值。实际通信系统中的2DPSK相干解调器（或差分相39
干解调器）是针对随机信号，不需要调节判决电平。
∙比较器的输出信号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
的宽度和单个“0”码对应的零电平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（由于在TX系列实验
设备中信道是理想的，接收机输入信号中无噪声，故实验时观察不到此脉冲噪声）。
∙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U3 4整形后即可去掉。
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，信息代码为101。
∙整形电路1和整形电路2的功能与比较器类似，在74HC04的输入端将均值为0的输入信号叠加在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。整形电路1将正弦2FSK信号变为TTL电平的2FSK信号。整形电路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。
∙单稳电路1、单稳电路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R
43和R
44
决定上升沿脉冲宽度及下降沿脉冲宽度（它们应基本相等）。
∙用R
48
可以调节滤波器的频率特性及LPF信号幅度，LPF不是TTL电平信号且不是标准的非归零码，必须进行抽样判决处理。
∙低通滤波器是一个有源滤波器，具有低通滤波和倒相功能。
∙整形电路2对输入信号进行硬限幅和倒相处理。
河南师范大学计算机与信息工程学院
图4.4 2FSK过零检测解调器各点波形示意图
三、实验内容及实验步骤
本实验使用数字信源模块、数字调制模块、载波同步模块、2DPSK解调模块及2FSK解调模块，它们之间的信号连接方式如图4.5所示,其中实线是指已在印刷电路板上布好的，虚线是在实验过程中由实验者自己连接的。实际通信系统中，解调器需要的位同步信号来自位同步提取模块。本实验中位同步信号直接来自数字信源。在做2DPSK解调实验时，位同步信号送给2DPSK解调模块，做2FSK解调实验时则送到2FSK解调模块。
数字解调实验连接图
1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调模块及2FSK解调模块的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制模块单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。
2. 检查数字信源、数字调制及载波同步模块是否工作正常，载波同步模块的锁相环应处于锁定状态。
3. 2DPSK解调实验
（1）将数字信源模块的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调模块的BS-IN
