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通信原理实验四
2025-10-02 18:38:44 责编:小OO
文档
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。

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3-5 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。

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。

2. 检查数字信源模块、数字调制模块及载波同步模块是否工作正常,使载波同步模块提取的相干载波CAR-OUT 与2DPSK 信号的载波CAR 同相(或反相)。

3. 2DPSK 解调实验

(1)将数字信源单元的BS-OUT 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(请用衰减X10 探头)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。

图4-5 2DPSK解调信号理论波形

(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。

图4-1 2DPSK解调单元的LPF波形

图4-2 LPF正负极性信号电平与0电平对称

图4-3 LPF正负极性信号电平与0电平不对称

(3)示波器的CH1 接Vc,调节电位器R39,使Vc 为LPF 的中值(当BK 中“1”与“0”等概时LPF 的中值为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,再观察数字调制单元中AK 信号与2DPSK 解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT 信号之间的关系。

输出结果截图如下:

图4-4 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的BK波形

图4-5 AK与2DPSK解调单元的MU波形

图4-6 AK与2DPSK解调单元的LPF波形

图4-7 AK与2DPSK解调单元的BK波形

图4-8 AK与2DPSK解调单元的AK-OUT波形

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

图4-9 信号反相

图4-10 信号同相

重复上一步,输出结果截图如下:

图4-11 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU波形

图4-12 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的LPF波形

图4-13 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的BK波形

图4-14 AK与2DPSK解调单元的MU波形

图4-15 AK与2DPSK解调单元的LPF波形

图4-16 AK与2DPSK解调单元的BK波形

图4-17 AK与2DPSK解调单元的AK-OUT波形(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。

输出实验结果截图如下:

图4-18 无噪声状态眼图

4. 2FSK 解调实验

将数字信源单元的BS-OUT 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BK,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3-4 所示的理论波形,若相差较大可微调节电位器R48。

实验结果输出截图如下:

图4-19 2FSK解调单元的FD

图4-20 2FSK解调单元的LPF

图4-21 2FSK解调单元的CM

图4-22 2FSK解调单元的AK-OUT

四、实验结果分析

1.设绝对码为1001101,相干载波频率等于码速率的1.5 倍,根据实验观察得到的规律,画出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。

答:2DPSK克服相位模糊现象:DPSK原码经变换为差分码序列{bk},延迟一码元为{bk-1},接收端正确检测后,经反变换再恢复,此时若本地相干载波反相,则相干解调后得到{bk}的反码,经码型反变换,即可清除相位模糊现象。

2DPSK与输入波形

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)。

2FSK与输入波形

五、总结与体会

经过通信原理实验课的学习,让我收获多多。这次培养了我的动手能力。提高了我处理数据的能力,让我对书中的只是认识更全面,而不仅仅只是读死书。但在这中间我的探索方式还有待改善,当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成;我的数据处理能力还得提高,当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足,不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度。下载本文

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