通信原理实验报告各种模拟信号源实验

《通信原理》课程实验报告

实验项目名称： 各种模拟信号源实验

院系：专业：指导教员：

学员姓名：学号：成绩：

实验地点：完成日期：年月日

一、实验目的和要求

1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途；

2、分析测量各种模拟信号触发及幅度、频率等调节方法。

二、实验内容及电路工作原理

1、用示波器在相应测试点上测量并观察：同步正弦波信号、非同步简易信号、电话语音输出信号、音乐信号及话音发送与接收信号等的波形。

2、掌握同步正弦波幅度调节、非同步正弦波幅度调节与频率调节、音乐信号触发及用户终端回波衰减测量。

3、模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步简易正弦波信号、音乐信号及话路用户电路和音频功放电路。

文本框:

图2-1 通信原理实验箱

（一）方波信号

直接使用示波器检测方波信号的波形，并记录

（二）同步信号源（同步正弦波发生器）

1、功用

同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2kHz正弦波信号，可作为抽样定理PAM、增量调制CVSD编码、PCM编码实验的输入音频信号。在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为取样及编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的取样及编码数字信号波形。

2、电路原理

图2-2为同步正弦信号发生器的电路图。

它由2kHz方波经高通滤波器、低通滤波器和输出放大及跟随等电路三部分组成。

由CPLD可编程器件U101产生的2kHz方波信号，经R201接入本电路。TP111为其测量点。U201A 及周边的阻容网络组成一个截止频率为234HZ高通滤波器和截止频率为2342HZ的低通滤波器，用以滤除2kHz方波的各次谐波，输出2kHz正弦波，TP202“同步输出”铜铆孔为其输出点。2kHz正弦波通过铜铆孔输出可供

2kHz正弦波通过铜铆孔输出可供PAM、PCM、CVSD（△M）模块使用。W201用来改变输出同步正弦波的幅度。

图2-2 同步正弦信号发生器电路图

（三）非同步信号源

1、功用

非同步正弦波信号源是一个简易信号发生器，它可产生频率为0.3～10kHz频率可调的正弦波信号，输出幅度为0～10V（一般使用范围0～4V）连续可调。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用做PAM、PCM、CVSD（△M）模块的音频信号源。

2、工作原理

非同步正弦波发生器电路请参考图集“非同步简易正弦波信号发生器电路”，它由U201A、U201B两级运算放大器和BG201三级管射随器组成，两级运放构成多级RC移相振荡器，W201、W202均可改变相移，因此能改变振荡频率，W202旋纽放在面板上，用来调节非同步正弦波频率。C207为电压负反馈，起到频率改娈时稳定幅度的作用。未级跟随器起阻抗隔离防自激，减小输出阻抗，提高驱动能力的作用。W203用以调节输出频率，振荡频率0.3～10kHz，振荡幅度0～4V可调。

非同步正弦波通过铜铆孔输出可供PAM、PCM、CVSD（△M）模块使用。

图2-3 非同步正弦波信号发生器电路图

（四）音乐信号产生电路

1、功用

音乐信号产生电路用来产生音乐信号送往音频终端电路，以检查话音信道的开通情况及通话质量。

2、工作原理

音乐信号产生电路用来产生音乐信号，用以检查话音信道的通信情况及话音传输质量。音乐信号产生电路见图集“音乐信号产生电路”。它是由U202音乐片厚膜集成电路产生，该片1脚为电源、2脚为控制端、3脚为输出、4脚为地，VCC经R210、稳压管D201稳压约3.3V电压加到1脚，音乐信号由3脚经电容E203输出。SW201为触发按钮，当按钮每按下一次，方能从3脚输出约四十秒的音乐信号。SW201触发按钮未按，3脚不会输出音乐信号。

图2-4 音乐信号产生电路图

三. 实验步骤与要求

1、打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮。

2、用示波器测量TP201、TP202、TP203、TP204等各点波形并进行幅度、频率调节。

3、将各模拟信号由相应铜铆孔输出，通过连接线接入TP408铜铆孔，此时模拟信号可由喇叭输出（J401的1-2连通），学生可试听各模拟信号源的声音。

4、各种旋纽按键介绍

SW201：音乐信号触发按钮（有些无需触发）。

电位器调节

W201：同步正弦波信号幅度调节。

W204：非同步信号幅度调节。

W202：非同步信号频率调节。

W203：非同步信号占空比调节（某些型号不可调节）。

W401：功放放大幅度调节。

（一）方波信号的检测

在数字信号源模块中先后选择不同频率的方波信号源作为示波器的通道一的输入，将示波器探头接地夹接地，调整示波器，使屏幕上出现合适波形。

（二）同步信号源的检测（同步正弦波发生器）

将同步信号源接到示波器探头上，探头接地夹接地，调整示波器，使屏幕上出现合适波形。

（三）非同步信号源的检测

将非同步信号源接到示波器探头上，探头接地夹接地，调整示波器，使屏幕上出现合适波形。

（四）音乐信号产生电路的检测

将音乐信号发生器的输出端口接到功放输入端口，同时xx用示波器检测音乐信号发生器的输出信号。探头接地夹接地，调整示波器，使屏幕上出现合适波形。

四、实验结果与分析

（一）方波信号的检测

以引脚TP102为例，检测的是频率为1024kHz的方波，图3-1是其波形

（二）同步信号源的检测（同步正弦波发生器）

（三）非同步信号源的检测

（四）音乐信号产生电路的检测

当按下音乐信号发生按键时，可以听到功放扬声器产生一段约40秒的音乐

五、讨论与心得

1、实验前应当提前预习实验内容，对实验有一个整体把握之后再开始实验，才不会手忙脚乱。这次实验前应某些原因，未能提前做好预习工作，导致实验开始的十几分钟里，毫无头绪，无从下手；

2、实验应按照实验手册，有调理的进行；

3、对于已经检查过实验电路，且连接正确的情况下，还未能得出应有实验结果的情况，可以考虑是实验仪器的损坏造成的。本次实验中，音乐信号产生的实验中，在电路连接正确，且示波器已出现波形的情况下，扬声器仍未播放音乐，我们更换了实验箱后，听到了音乐，故判断是功放扬声器故障导致。因此，每次实验之前应当检查实验仪器有无损坏，并及时报告；

4、此次实验中要记录的波形较多，故应当做好实验记录工作，分清记录的波形对应的是哪个实验，不要混淆；

5、实验两人一组，应当相互配合，协同进行；

6、实验过程中，应当考虑到实验误差，未出现正常波形的各种原因。

第二篇：通信原理实验报告

中南大学

《通信原理》实验报告

学生姓名王树雄

指导教师 宋虹

学院 信息科学与工程学院

专业班级信息安全0901

完成时间 2011.6.7

实验一数字基带信号

一、 实验目的

1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB₃码的编码规则。

3、掌握从HDB₃码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB₃（AMI）编译码集成电路CD22103。

二、 实验内容

1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB₃）、整流后的AMI码及整流后的HDB₃码。

2、用示波器观察从HDB₃码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3、用示波器观察HDB₃、AMI译码输出波形。

三、 实验步骤

本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：

（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；

（2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。

3、用示波器观察HDB₃编译单元的各种波形。

仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。

（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB₃，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI端）波形和HDB₃码（开关K4置于右方HDB₃端）波形。再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB₃码。观察时应注意AMI、HDB₃码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB₃比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码和HDB₃码。

（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ，观察这些信号波形。

四、 基本原理

本实验使用数字信源模块和HDB₃编译码模块。

1、数字信源

本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。

2. HDB₃编译码

原理框图如图1-6所示。本模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经三端稳压器7905变换得到。本单元有以下信号测试点：

· NRZ 译码器输出信号

· BS-R 锁相环输出的位同步信号

·（AMI）HDB₃ 编码器输出信号

· BPF 带通滤波器输出信号

· DET （AMI）HDB₃整流输出信号

图1-6 HDB₃编译码方框图

本模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A（AMI端）选择AMI码，位于右边H（HDB3端）选择HDB₃码。

信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB₃编译码专用集成芯片CD22103等电路的功能可以用一片EPLD（EPM7064）芯片完成，说明见附录四。

下面简单介绍AMI、HDB₃码编码规律。

AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）T_S的关系是τ=0.5T_S。

HDB₃码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB₃码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB₃码是占空比为0.5的双极性归零码。

设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB₃码如图1-8所示。

分析表明，AMI码及HDB₃码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱f_S成份（f_S=1/T_S，等于位同步信号频率）。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上，一般将AMI或HDB₃码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5的单极性归零码（RZ|τ=0.5T_S）。这种信号的功率谱也在图1-9中给出。由于整流后的AMI、HDB₃码中含有离散谱f_S，故可用一个窄带滤波器得到频率为f_S的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。

图1-8 NRZ、AMI、HDB₃关系图

图1-9 AMI、HDB₃、RZ|τ=0.5T_S频谱

可以用CD22103集成电路进行AMI或HDB₃编译码。当它的第3脚（HDB₃/ AMI）接+5V时为HDB₃编译码器，接地时为AMI编译码器。编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB₃码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB₃。

双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的DET信号含有位同步信号频率离散谱。本单元中带通滤波器实际是一个正反馈放大器。当无输入信号时，它工作在自激状态；而输入信号将放大器的自激信号频率向码速率方向牵引。它的输出BPF是一个幅度和周期都不恒定的准周期信号。对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它可以输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-R。

译码时，需将AMI或HDB₃码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。

当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB₃中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB₃码优于AMI码之处。HDB₃码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。

在实用的HDB₃编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB₃编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。

五、实验结果与分析：

（1）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，此时记录下的AMI码和HDB3码的波形如下所示：

六、思考题目简答：

1. 根据实验观察和纪录回答：

（1）不归零码和归零码的特点是什么？

不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。
归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。　　

（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB₃码是否一定相同？为什么？

不一定相同，因为在两组编码过程中，AMI码对源代码的“1”是正负电平交替编码的，而HDB3码的B总是与其前面的1或V符号相反，V总是与前面的1或B相符号相同，1总是与前面的V或B符号相反，所以不能确定电平是否与AMI码相同。

2. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB₃码的代码和波形。

信息代码 1 1 1 1 1 1 1 1 1

AMI码 1 -1 1 -1 -1 -1 -1

HDB3码 1 -1 1 -1 -1 -1 -1

信息代码 0 0 0 0 0 0 0 0 0

AMI码 0 0 0 0 0 0 0 0 0

HDB3码 0 0 0 1 -1 0 0 1 -1

信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

AMI码 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

HDB3码 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 -1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 -1 0

3. 总结从HDB₃码中提取位同步信号的原理

HDB3 整流窄带带通滤波器整形相移位同步信号

HDB3中不含有离散谱fs成分，整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fs成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形，移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

4. 试根据占空比为0.5的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长，越难于从AMI码中提取位同步信号，而HDB₃码则不存在此问题

将HDB3码整流得到的占空比为0.5的单极性归零码中连0个数最多为3，而将AMI码整流后得到的占空比为0..5的单极性归零码中连0个数与信息代码中连0个数相同。所以信息代码中连0码越长，AMI码对应的单极性归零码中的1码出现的概率越小，fs离散谱强度越小，越难于提取位同步信号。而HDB3码对应的单极性归零码中1码出现的概率大，fs离散谱强度大，易于提取同步信号。

实验二数字调制

一、 实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

1、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、 实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、 实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K₁、K₂、K₃置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。

5、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）。

四、 基本原理

本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。

数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，

图2-1 数字调制方框图

将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-3 2PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180°，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180°。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。

图2-4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。

2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK而不用2PSK（多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK），此问题将在数字解调实验中再详细介绍。

图2-4 2DPSK调制器

2PSK信号的时域表达式为

S(t)= m(t)Cosω_ct

式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。

2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。

2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为

也具有离散谱。

五、实验结果与分析

步骤2，BK： AK:

步骤3：

AK: BK:

2FSK 2ASK

六、思考题目简答

1、设绝对码为全1、全0或1001 1010，求相对码。

绝对码 11111， 00000， 10011010

相对码 10101， 00000， 11101100

2、设相对码为全1、全0或1001 1010，求绝对码。

相对码 11111， 00000， 10011010

绝对码 00000， 00000， 01010111

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

(1)绝对码至相对码的变换规律：“1”变“0不变”，即绝对码的“1”码时相对码发生变化，绝对码的“0”码时相对码不发生变化。

（2）相对码至绝对码的变换规律：相对码的当前码元相同时对应的当前绝对码为“0”码，相异时对应的当前绝对码为“1”码。

5、总结2DPSK信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系（即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系）。

2DPK：“1变0不变”，即“1”码对应的2DPSK信号的初相相对于前一码元内2DPSK信号的末相位180°，“0”码对应的2DPSK信号的初相与前一码元内2DPSK信号的末相位相同。

2PSK：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内2PSK信号的初相相对于前一码元内2PSK信号的末相位变化180°。相同时则码元内2PSK信号的初相相对于前一码元内2PSK信号的末相位无变化。

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、 实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK解调单元及2FSK解调单元，它们之间的信号连结方式如图4-5所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要手工连接的。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单元。本实验中尚未用位同步提取单元,所以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解调单元，做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。

图4-5 数字解调实验连接图

1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！

3. 2DPSK解调实验

（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称。

（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R₃₉，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。

（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。

（5）断开、接通电源若干次，使发端CAR信号与载波同步CAR-OUT信号的相位关系出现跳变，重新进行步骤（4）中的观察。

（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。

4. 2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。

四、 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

（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。

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。

五、实验结果分析

MU: LPF:

CM: BS-IN

FD:

六、思考题简答

1. 设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。

当相干载波为-coswt时，MU，LPF及BK与载波为coswt的时态反相，但AK仍不变。2DPSK系统之所以能克服相位模糊的现象，是因为在发端将绝对码变成了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。

2. 设信息代码为1001101，2FSK的两个载频分别为码速率的四倍和两倍，根据实验观察得到的规律，画出2FSK过零检测解调器输入的2FSK波形及FD、LPF、BS、AK波形（设低通滤波器及整形2都无倒相作用）。

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