实验五 振幅键控、移频键控、移相键控解调实验

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1、实验五振幅键控、移频键控、移相键控解调实验一、实验目的1．掌握2ASK相干解调的原理。2．掌握2FSK过零检测解调的原理。3．掌握2DPSK相干解调的原理。二、实验内容1．观察2ASK、2FSK、2DPSK解调信号波形。2．观察2FSK过零检测解调器各点波形。3．观察2DPSK相干解调器各点波形。三、实验器材1．信号源模块2．数字调制模块3．数字解调模块4．同步信号提取模块5．20M双踪示波器一台6．频率计（选用）一台四、实验原理1．2ASK解调原理。2ASK解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法，相应的接收系统原理框图如图5-1所示：（a）（b）图5-12

2、ASK解调原理框图（a）非相干方式；（b）相干方式5－6我们采用的是包络检波法。2ASK调制信号从“ASK-IN”输入，经CA03和RA02组成的耦合电路至半波整流器（由DA02、DA03组成），半波整流后的信号经电压比较器UA01（LM339）与参考电位比较后送入抽样判决器进行抽样判决，最后得到解调输出的二进制信号。标号为“ASK判决电压调节”的电位器用来调节电压比较器UA01的判决电压。判决电压过高，将会导致正确的解调结果的丢失；判决电压过低，将会导致解调结果中含有大量错码，因此，只有合理选择判决电压，才能得到正确的解调结果。抽样判决用的时钟信号就是2ASK基带信号的位同步信号

3、，该信号从“ASK-BS”输入，可以从信号源直接引入，也可以从同步信号恢复模块引入。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的条件。本实验中为了简化实验设备，在调制部分的输出端没有加带通滤波器，并且假设信道是理想的，所以在解调部分的输入端也没有加带通滤波器。1．2FSK解调原理（a）（b）（c）（a）非相干方式；（b）相干方式；（c）过零检测法图5-22FSK解调原理框图5－62FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等，相应的接收系统的框图如图5-2所示。这里采用的是过零

4、检测法对2FSK调制信号进行解调。大家知道，2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数就可以得到关于频率的差异，这就是过零检测法的基本思想。用过零检测法对FSK信号进行解调的原理框图如图5-2（c）所示。其中整形1和整形2的功能类似于比较器，可在其输入端将输入信号叠加在2.5V上。2FSK调制信号从“FSK-IN”输入。UA03（LM339）的判决电压设置在2.5V，可把输入信号进行硬限幅处理。这样，整形1将2FSK信号变为TTL电平；整形2和抽样电路共同构成抽样判决器，其判决电压可通过标号为“2FSK判决电压调节”的电位器进行调节。单稳1和单稳2分别被设置为上升沿触发和

5、下降沿触发，它们与相加器UA05（74HC32）一起共同对TTL电平的2FSK信号进行微分、整流处理。电阻RA14与RA16决定上升沿脉冲宽度及下降沿脉冲宽度。抽样判决器的时钟信号就是2FSK基带信号的位同步信号，该信号应从“FSK-BS”输入，可以从信号源直接引入，也可以从同步信号恢复模块引入。1．2DPSK解调原理2DPSK解调最常用的方法是极性比较法和相位比较法，这里采用的是极性比较法对2DPSK信号进行解调，原理框图如图5-3（a）所示。2DPSK调制信号从“PSK-IN”输入，位同步信号从“PSK-BS”输入，同步载波从“载波输入”点输入。调制信号经过UA08（MC149

6、6）与载波信号相乘后，去掉了调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，对此信号进行抽样判决（抽样判决器由UA10（74HC74）构成，其时钟为基带信号的位同步信号），再经过逆差分变换电路（由UA10（74HC74）、UA11（74HC86）组成），就可以得到基带信号了。（a）极性比较法；（b）相位比较法图5-32DPSK解调原理框图2．二进制数字调制系统的性能比较现在我们来比较一下2ASK、2FSK、2DPSK这三种二进制数字调制系统的性能。①频带宽度当码元宽度为Ts时，2ASK系统和2PSK系统的频带宽度近似为2/T,2FSK系统的频带宽度近

7、似为5－6。因此，从频带宽度和从频带利用率上看，2FSK系统最不可取。①表5-1中列出了2ASK、2FSK、2DPSK数字调制系统的误码率与输入信噪比r的关系。从该表清楚地看出，在每一对相干和非相干的键控系统中，相干方式略优于非相干方式。它们基本上是和之间的关系，而且随着，它们将趋于同一极限值。另外，三种相干（或非相干）方式之间，在相同误码率条件下，在信噪比要求上2PSK比2FSK小3dB、2FSK比2ASK小3dB。由此看来，在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能