通信原理課程設(shè)計(jì)--- 時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　2012 —2013 學(xué)年第 一 學(xué)期</p><p>　　課程名稱： 通信原理課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2、 </p><p>　　完成期限：自 2012 年 12 月 24 日至 2012 年 12 月 31 日共 1 周</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日</p><

3、;p>　　系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)原理5</b></p><p>　　2、實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)10</p><p>　　1、數(shù)字基帶通信系統(tǒng)10

4、</p><p>　　2、時(shí)分復(fù)用2DPSK、2FSK通信系統(tǒng)10</p><p>　　3、實(shí)驗(yàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)10</p><p>　　1、數(shù)字調(diào)制的原理10</p><p>　　2、數(shù)字解調(diào)的工作原理14</p><p><b>　　4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果17</b></p><p

5、><b>　　5、心得18</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　位同步：</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)通信中最基本的同步方式就是"位同步"(bit synchronization)或比特同步。比特是數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚挝?/p>

6、。位同步（比特同步）是指接收端時(shí)鐘已經(jīng)調(diào)整到和發(fā)送端時(shí)鐘完全一樣，因此接收端收到比特流后，就能夠在每一位的中間位置進(jìn)行判決（如下圖所示）。位同步（比特同步）的目的是為了將發(fā)送端發(fā)送的每一個(gè)比特都正確地接收下來。這就要在正確的時(shí)刻（通常就是在每一位的中間位置）對收到的電平根據(jù)事先已約定好的規(guī)則進(jìn)行判決。</p><p><b>　　幀同步：</b></p><p>　　

7、在時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)中，為了正確地傳輸信息，必須在信息碼流中插入一定數(shù)量的幀同步碼，可以集中插入、也可以分散插入。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中幀同步識(shí)別碼為7位巴克碼，集中插入到每幀的第2至第8個(gè)碼元位置上。</p><p>　　數(shù)字信源的工作原理：</p><p><b>　　數(shù)字信源</b></p><p>　　本模塊是整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)終端，模塊內(nèi)部只使用+

8、5V電壓，其原理方框圖如圖1-1所示，電原理圖如圖1-3所示（見附錄）。本單元產(chǎn)生NRZ信號(hào)，信號(hào)碼速率約為170.5KB，幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長為24位，其中首位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號(hào)，每路8位。此NRZ信號(hào)為集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)，實(shí)驗(yàn)電路中數(shù)據(jù)碼用紅色發(fā)光二極管指示，幀同步碼及無定義位用綠色發(fā)光二極管指示。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。</

9、p><p>　　本模塊有以下測試點(diǎn)及輸入輸出點(diǎn)：</p><p>　　CLK晶振信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　BS-OUT信源位同步信號(hào)輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)（2個(gè)）</p><p>　　FS信源幀同步信號(hào)輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)</p><p>　　NRZ-OUT(AK)NRZ信號(hào)(絕對碼)輸出點(diǎn)/

10、測試點(diǎn)（4個(gè)）</p><p>　　圖1-1中各單元與電路板上元器件對應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　晶振CRY：晶體；U1：反相器7404</p><p>　　分頻器U2：計(jì)數(shù)器74161；U3：計(jì)數(shù)器74193；U4：計(jì)數(shù)器40160</p><p>　　并行碼產(chǎn)生器K1、K2、K3：8位手動(dòng)開關(guān)，從左到右依次與幀

11、同步碼、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2相對應(yīng)；發(fā)光二極管：左起分別與一幀中的24位代碼相對應(yīng)</p><p>　　八選一U5、U6、U7：8位數(shù)據(jù)選擇器4512</p><p>　　三選一U8：8位數(shù)據(jù)選擇器4512</p><p>　　倒相器U20：非門74HC04</p><p>　　抽樣U9：D觸發(fā)器74HC74

12、</p><p>　　圖1-1 數(shù)字信源方框圖</p><p><b>　　數(shù)字終端工作原理：</b></p><p>　　原理框圖如圖4-1所示，電原理圖如圖4-2所示(見附錄)。它輸入單極性非歸零信號(hào)、位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)，把兩路數(shù)據(jù)信號(hào)從時(shí)分復(fù)用信號(hào)中分離出來，輸出兩路串行數(shù)據(jù)信號(hào)和兩個(gè)8位的并行數(shù)據(jù)信號(hào)。兩個(gè)并行信號(hào)驅(qū)動(dòng)16個(gè)發(fā)光二

13、極管，左邊8個(gè)發(fā)光二極管顯示第一路數(shù)據(jù)，右邊8個(gè)發(fā)光二極管顯示第二路數(shù)據(jù)，二極管亮狀態(tài)表示“1”，熄滅狀態(tài)表示“0”。兩個(gè)串行數(shù)據(jù)信號(hào)碼速率為數(shù)字源輸出信號(hào)碼速率的1/3。</p><p>　　在數(shù)字終端模塊中，有以下測試點(diǎn)及輸入輸出點(diǎn)：</p><p>　　S-IN時(shí)分復(fù)用基帶信號(hào)輸入點(diǎn)</p><p>　　SD抽樣判后的時(shí)分復(fù)用信號(hào)測試點(diǎn)<

14、;/p><p>　　BD延遲后的位同步信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　FD整形后的幀同步信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　D1分接后的第一路數(shù)字信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　B1第一路位同步信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　F1第一路幀同步信號(hào)測試點(diǎn)</p>&

15、lt;p>　　D2分接后的第二路數(shù)字信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　B2第二路位同步信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　F2第二路幀同步信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　圖4-1 數(shù)字終端原理方框圖</p><p>　　圖4-1中各單元與電路板上元器件對的應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　

16、　延遲1U63：單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4528</p><p>　　延遲2U62:A：D觸發(fā)器4013</p><p>　　整形U64:A：單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器4528；U62:B：D觸發(fā)器4013</p><p>　　延遲3U67、U68、U69：移位寄存器40174</p><p>　　÷3U72：

17、內(nèi)藏譯碼器的二進(jìn)制寄存器4017</p><p>　　串/并變換U65、U70：八級(jí)移位寄存器4094</p><p>　　并/串變換 U66、U71：八級(jí)移位寄存器4014(或4021)</p><p>　　顯示 三極管9013；發(fā)光二極管</p><p>　　延遲1、延遲2、延遲3、整形及÷3等5個(gè)

18、單元可使串/并變換器和并/串變換器的輸入信號(hào)SD、位同步信號(hào)及幀同步信號(hào)滿足正確的相位關(guān)系，如圖4-3所示。</p><p>　　移位寄存器40174把FD延遲7、8、15、16個(gè)碼元周期，得到FD-7、FD-15、FD-8（即F1）和FD-16（即F2）等4個(gè)幀同步信號(hào)。在FD-7及的作用下，U65（4094）將第一路串行信號(hào)變成第一路8位并行信號(hào)，在FD-15和作用下，U70（4094）將第二路串行信號(hào)變成第

19、二路8位并行信號(hào)。在F1及B1的作用下，U66（4014）將第一路并行信號(hào)變?yōu)榇行盘?hào)D1，在F2及B2的作用下，U71（4014）將第二路并行信號(hào)變?yōu)榇行盘?hào)D2。B1和B2的頻率為位同步信號(hào)BS頻率的1/3，D1信號(hào)、D2信號(hào)的碼速率為信源輸出信號(hào)碼速率的1/3。</p><p>　　U65、U70輸出的并行信號(hào)送給顯示單元。根據(jù)數(shù)字信源和數(shù)字終端對應(yīng)的發(fā)光二極管的亮熄狀態(tài)，可以判斷數(shù)據(jù)傳輸是否正確。<

20、/p><p>　　串/并變換及并/串變換電路都有需要位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)，還要求幀同步信號(hào)的寬度為一個(gè)碼元周期且其上升沿應(yīng)與第一路數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻對齊，因而送給移位寄存器U67的幀同步信號(hào)也必須符合上述要求。但幀同步模塊提供的幀同步信號(hào)脈沖寬度大于兩個(gè)碼元的寬度，且?guī)矫}沖的上升沿超前于數(shù)字信源輸出的基帶信號(hào)第一路數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻約半個(gè)碼元（幀同步脈沖上升沿略遲后于位同步信號(hào)的上升沿，而位同步信號(hào)上升沿位于位同步器輸

21、入信號(hào)的碼元中間，由幀同步器工作原理可得到上述結(jié)論），故不能直接將幀同步器提取的幀同步信號(hào)送到移位寄存器U67的輸入端。</p><p>　　終端模塊將幀同步器提取的幀同步信號(hào)送到單穩(wěn)U64的輸入端，單穩(wěn)U64設(shè)為上升沿觸發(fā)狀態(tài)，其輸出脈沖寬度略小于一個(gè)碼元寬度，然后用位同步信號(hào)BD對單穩(wěn)輸出抽樣后得到FD，如圖4-3所示。</p><p>　　應(yīng)指出的是，當(dāng)數(shù)字終端采用其它電路或分接出來

22、的數(shù)據(jù)有其它要求時(shí)，對位同步信號(hào)及幀同步信號(hào)的要求將有所不同，但不管采用什么電路，都需要符合某種相位關(guān)系的幀同步信號(hào)和位同步信號(hào)才能正確分接出時(shí)分復(fù)用的各路信號(hào)。</p><p>　　2. 時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)</p><p>　　圖4-5為時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)原理方框圖。復(fù)接器輸出時(shí)分復(fù)用單極性不歸零碼（NRZ碼），碼型變換器將NRZ碼變?yōu)檫m于信道傳輸?shù)膫鬏敶a（如HDB3碼等），

23、發(fā)濾波器主要用來限制基帶信號(hào)頻帶，收濾器可以濾除一部分噪聲，同時(shí)與發(fā)濾波器、信道一起構(gòu)成無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性。復(fù)接器和分接器都需要位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。</p><p>　　圖4-5 時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)</p><p>　　圖4-3 變換后的信號(hào)波形</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)中復(fù)接路數(shù)N=2，信道是理想的、即相當(dāng)于將發(fā)濾波器輸出信號(hào)無失真地傳輸?shù)绞?/p>

24、濾波器。為簡化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，收、發(fā)濾波器也被省略掉。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)的主要目的是掌握位同步信號(hào)及幀同步信號(hào)在數(shù)字基帶傳輸中的作用，故也可省略碼型變換和反變換單元。</p><p><b>　　2、實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、數(shù)字基帶通信系統(tǒng)</p><p>　　復(fù)接器輸出時(shí)分復(fù)用單極性不歸零碼（

25、NRZ碼），碼型變換器將NRZ碼變?yōu)檫m于信道傳輸?shù)膫鬏敶a（如HDB3碼等），發(fā)濾波器主要用來限制基帶信號(hào)頻帶，收濾器可以濾除一部分噪聲，同時(shí)與發(fā)濾波器、信道一起構(gòu)成無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性。復(fù)接器和分接器都需要位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。</p><p>　　圖4-5 時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)</p><p>　　2、時(shí)分復(fù)用2DPSK、2FSK通信系統(tǒng)</p><p&g

26、t;　　2FSK信號(hào)（相位不連續(xù)2FSK）可看成是AK與調(diào)制不同載頻信號(hào)形成的兩個(gè)2ASK信號(hào)相加。時(shí)域表達(dá)式為</p><p>　　式中m(t)為NRZ碼。</p><p>　　其中，2DPSK、2FSK通信系統(tǒng)的原理圖見圖2—5。</p><p><b>　　3、實(shí)驗(yàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

27、;　　1、數(shù)字調(diào)制的原理</b></p><p>　　數(shù)字調(diào)制單元的原理方框圖如圖2-1所示，電原理圖如圖2-2所示（見附錄）。</p><p>　　圖2-1 數(shù)字調(diào)制方框圖</p><p>　　本單元有以下測試點(diǎn)及輸入輸出點(diǎn)：</p><p>　　CAR2DPSK信號(hào)載波測試點(diǎn)</p><p>

28、;　　BK相對碼測試點(diǎn)</p><p>　　2DPSK2DPSK信號(hào)測試點(diǎn)/輸出點(diǎn)，VP-P>0.5V</p><p>　　2FSK2FSK信號(hào)測試點(diǎn)/輸出點(diǎn)，VP-P>0.5V</p><p>　　2ASK2ASK信號(hào)測試點(diǎn)，VP-P>0.5V</p><p>　　用2-1中晶體振

29、蕩器與信源共用，位于信源單元，其它各部分與電路板上主要元器件對應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　2（A）U8：雙D觸發(fā)器74LS74</p><p>　　2（B）U9：雙D觸發(fā)器74LS74</p><p>　　濾波器AV6：三極管9013，調(diào)諧回路</p><p>　　濾波器BV1：三極管9013，調(diào)諧回路&

30、lt;/p><p>　　碼變換U18：雙D觸發(fā)器74LS74；U19：異或門74LS86</p><p>　　2ASK調(diào)制U22：三路二選一模擬開關(guān)4053</p><p>　　2FSK調(diào)制U22：三路二選一模擬開關(guān)4053</p><p>　　2PSK調(diào)制U21：八選一模擬開關(guān)4051</p>&

31、lt;p>　　放大器V5：三極管9013</p><p>　　射隨器V3：三極管9013</p><p>　　將晶振信號(hào)進(jìn)行2分頻、濾波后，得到2ASK的載頻2.2165MHZ。放大器的發(fā)射極和集電極輸出兩個(gè)頻率相等、相位相反的信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)就是2PSK、2DPSK的兩個(gè)載波，2FSK信號(hào)的兩個(gè)載波頻率分別為晶振頻率的1/2和1/4，也是通過分頻和濾波得到的。&

32、lt;/p><p>　　下面重點(diǎn)介紹2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形與信息代碼的關(guān)系如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 2PSK、2DPSK波形</p><p>　　圖中假設(shè)碼元寬度等于載波周期的1.5倍。2PSK信號(hào)的相位與信息代碼的關(guān)系是：前后碼元相異時(shí)，2PSK信號(hào)相位變化180，相同時(shí)2PSK信號(hào)相位不變，可簡稱為“異變同不變”。2D

33、PSK信號(hào)的相位與信息代碼的關(guān)系是：碼元為“1”時(shí)，2DPSK信號(hào)的相位變化180。碼元為“0”時(shí)，2DPSK信號(hào)的相位不變，可簡稱為“1變0不變”。</p><p>　　應(yīng)該說明的是，此處所說的相位變或不變，是指將本碼元內(nèi)信號(hào)的初相與上一碼元內(nèi)信號(hào)的末相進(jìn)行比較，而不是將相鄰碼元信號(hào)的初相進(jìn)行比較。實(shí)際工程中，2PSK或2DPSK信號(hào)載波頻率與碼速率之間可能是整數(shù)倍關(guān)系也可能是非整數(shù)倍關(guān)系。但不管是那種關(guān)系，上

34、述結(jié)論總是成立的。</p><p>　　本單元用碼變換——2PSK調(diào)制方法產(chǎn)生2DPSK信號(hào)，原理框圖及波形圖如圖2-4所示。相對于絕對碼AK、2PSK調(diào)制器的輸出就是2DPSK信號(hào)，相對于相對碼、2PSK調(diào)制器的輸出是2PSK信號(hào)。圖中設(shè)碼元寬度等于載波周期，已調(diào)信號(hào)的相位變化與AK、BK的關(guān)系當(dāng)然也是符合上述規(guī)律的，即對于AK來說是“1變0不變”關(guān)系，對于BK來說是“異變同不變”關(guān)系，由AK到BK的變換也符合

35、“1變0不變”規(guī)律。</p><p>　　圖2-4中調(diào)制后的信號(hào)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，這取決于載波的參考相位以及異或門電路的初始狀態(tài)。</p><p>　　2DPSK通信系統(tǒng)可以克服上述2PSK系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象，故實(shí)際通信中采用2DPSK而不用2PSK（多進(jìn)制下亦如此，采用多進(jìn)制差分相位調(diào)制MDPSK），此問題將在數(shù)字解調(diào)實(shí)驗(yàn)中再詳細(xì)介紹。<

36、;/p><p>　　圖2-4 2DPSK調(diào)制器</p><p>　　2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 </p><p>　　S(t)= m(t)Cosωct</p><p>　　式中m(t)為雙極性不歸零碼BNRZ，當(dāng)“0”、“1”等概時(shí)m(t)中無直流分量，S(t)中無載頻分量，2DPSK信號(hào)的頻譜與2PSK相同。</p><p

37、>　　2ASK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式與2PSK相同，但m(t)為單極性不歸零碼NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信號(hào)中有載頻分量。</p><p>　　2FSK信號(hào)（相位不連續(xù)2FSK）可看成是AK與調(diào)制不同載頻信號(hào)形成的兩個(gè)2ASK信號(hào)相加。時(shí)域表達(dá)式為</p><p>　　式中m(t)為NRZ碼。</p><p>　　圖2-5 2ASK、2PSK（2DPS

38、K）、2FSK信號(hào)功率譜</p><p>　　設(shè)碼元寬度為TS，fS =1／TS在數(shù)值上等于碼速率，2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK的功率譜密度如圖2-5所示。可見，2ASK、2PSK（2DPSK）的功率譜是數(shù)字基帶信號(hào)m(t)功率譜的線性搬移，故常稱2ASK、2PSK（2DPSK）為線性調(diào)制信號(hào)。多進(jìn)制的MASK、MPSK（MDPSK）、MFSK信號(hào)的功率譜與二進(jìn)制信號(hào)功率譜類似。</p>

39、<p>　　本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中m(t)是一個(gè)周期信號(hào)，故m(t)有離散譜，因而2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK也具有離散譜。</p><p>　　2、數(shù)字解調(diào)的工作原理</p><p>　　可用相干解調(diào)或差分相干解調(diào)法（相位比較法）解調(diào)2DPSK信號(hào)。在相位比較法中，要求載波頻率為碼速率的整數(shù)倍，當(dāng)此關(guān)系不能滿足時(shí)只能用相干解調(diào)法。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，2DPSK載波頻率等碼速率

40、的13倍，兩種解調(diào)方法都可用。實(shí)際工程中相干解調(diào)法用得最多。2FSK信號(hào)的解調(diào)方法有：包絡(luò)括檢波法、相干解調(diào)法、鑒頻法、過零檢測法等。</p><p>　　圖2-6 數(shù)字解調(diào)方框圖</p><p>　?。╝） 2DPSK相干解調(diào) （b）2FSK過零檢測解調(diào)</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用相干解調(diào)法解調(diào)2DPSK信號(hào)、采用過零檢測法解調(diào)2FSK信號(hào)。2DPSK模塊

41、內(nèi)部使用+5V、+12V和-12V電壓，2FSK模塊內(nèi)部僅使用+5V電壓。圖2-6為兩個(gè)解調(diào)器的原理方框圖，其電原理圖如圖2-7所示（見附錄）。</p><p>　　2DPSK解調(diào)模塊上有以下測試點(diǎn)及輸入輸出點(diǎn)：</p><p>　　MU相乘器輸出信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　LPF低通、運(yùn)放輸出信號(hào)測試點(diǎn)</p><p&

42、gt;　　Vc比較器比較電壓測試點(diǎn)</p><p>　　CM比較器輸出信號(hào)的輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)</p><p>　　BK解調(diào)輸出相對碼測試點(diǎn)</p><p>　　AK-OUT解調(diào)輸出絕對碼的輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)（3個(gè)）</p><p>　　BS-IN位同步信號(hào)輸入點(diǎn)</p><

43、p>　　2FSK解調(diào)模塊上有以下測試點(diǎn)及輸入輸出點(diǎn)：</p><p>　　FD2FSK過零檢測輸出信號(hào)測試點(diǎn)</p><p>　　LPF低通濾波器輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)</p><p>　　CM整形輸出輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)</p><p>　　BS-IN位同步信號(hào)輸入點(diǎn)</p><p&g

44、t;　　AK-OUT解調(diào)輸出信號(hào)的輸出點(diǎn)/測試點(diǎn)（3個(gè)）</p><p>　　2DPSK解調(diào)器方框圖中各單元與電路板上元器件的對應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　相乘器U29：模擬乘法器MC1496</p><p>　　低通濾波器R31；C2</p><p>　　運(yùn)放U30：運(yùn)算放大器UA741</

45、p><p>　　比較器U31：比較器LM710</p><p>　　抽樣器U32:A：雙D觸發(fā)器7474</p><p>　　碼反變換器U32:B：雙D觸發(fā)器7474；U33:A：異或門7486</p><p>　　2FSK解調(diào)器方框圖中各單元與電路板上元器件對應(yīng)關(guān)系如下：</p><p>　　

46、整形1U34:A：反相器74HC04</p><p>　　單穩(wěn)1、單穩(wěn)2U35：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74123</p><p>　　相加器U36：或門7432</p><p>　　低通濾波器U37：運(yùn)算放大器LM318；若干電阻、電容</p><p>　　整形2U34:B：反相器74HC04</p&g

47、t;<p>　　抽樣器U38:A：雙D觸發(fā)器7474</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用的通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的輸入端都有一個(gè)帶通濾波器用來濾除帶外的信道白噪聲并確保系統(tǒng)的頻率特性符合無碼間串?dāng)_條件。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中為簡化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，發(fā)端即數(shù)字調(diào)制的輸出端沒有帶通濾波器、信道是理想的，故解調(diào)器輸入端就沒加帶通濾波器。</p><p>　　下面對2DPSK相干解調(diào)電路中的一些具體

48、問題加以說明。</p><p>　　MU的波形接近圖2-8所示的理論波形，略有區(qū)別。</p><p>　　信源是周期為24bit的周期信號(hào)，當(dāng)24bit的相對碼BK中“1”碼和“0”碼個(gè)數(shù)不相等時(shí)，相乘器U29的輸出信號(hào)MU及低通濾波器輸出信號(hào)LPF是正負(fù)不對稱的信號(hào)。在實(shí)際的2DPSK通信系統(tǒng)中，抽樣判決器輸入信號(hào)是一個(gè)均值為0且正負(fù)對稱的信號(hào)，因此最佳判決電平為0。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，Vc決

49、定判決電平。當(dāng)Vc=0而相對碼BK中“1”碼和“0”碼個(gè)數(shù)差別太大時(shí)，可能出現(xiàn)誤判決，即解調(diào)器出現(xiàn)誤碼。因?yàn)榇藭r(shí)LPF信號(hào)的正電平或負(fù)電平非常接近0電平，抽樣脈沖（位同步信號(hào)）稍不理想就會(huì)造成誤碼。電位器R39用來調(diào)節(jié)判決電平，當(dāng)BK中“1”碼與“0”碼個(gè)數(shù)差別比較大時(shí)出現(xiàn)誤碼時(shí)，可調(diào)節(jié)R39使Vc等于LPF信號(hào)的中值（最佳判決門限）。實(shí)際通信系統(tǒng)中的2DPSK相干解調(diào)器（或差分相干解調(diào)器）不需要調(diào)節(jié)判決電平。</p>&

50、lt;p>　　比較器的輸出CM為TTL電平信號(hào)，它不能作為相對碼直接送給碼反變器，因?yàn)樗⒉皇且粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單極性非歸零碼，其單個(gè)“1”碼對應(yīng)的正脈沖的寬度可能小于碼元寬度、也可能大于碼元寬度。另外，當(dāng)LPF中有噪聲時(shí)，CM中還會(huì)出現(xiàn)噪聲脈沖。</p><p>　　異或門74LS86輸出的絕對碼波形的高電平上疊加有小的干擾信號(hào)，經(jīng)U34整形后即可去掉。</p><p>　　DPSK相干解

51、調(diào)器模塊各點(diǎn)波形示意圖如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8 2DPSK相干解調(diào)波形示意圖</p><p>　　2FSK解調(diào)器工作原理及有關(guān)問題說明如下：</p><p>　　圖2-9為2FSK過零檢測解調(diào)器各點(diǎn)波形示意圖，圖中設(shè)“1”碼載頻等于碼速率的兩倍，“0”碼載頻等于碼速率。</p><p>　　整形1和整形2的功能與比較器

52、類似，在其輸入端將輸入信號(hào)疊加在2.5V上。74HC04的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電平約為2.5V，可把輸入信號(hào)進(jìn)行硬限幅處理。整形1將正弦2FSK信號(hào)變?yōu)門TL電平的2FSK信號(hào)。整形2和抽樣電路共同構(gòu)成一個(gè)判決電平為2.5V的抽樣判決器。</p><p>　　圖2-9 2FSK過零檢測解調(diào)器各點(diǎn)波形示意圖</p><p>　　單穩(wěn)1、單穩(wěn)2分別被設(shè)置為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)，它們與相加器一起共同對T

53、TL電平的2FSK信號(hào)進(jìn)行微分、整流處理。電位器R43和R44決定上升沿脈沖寬度及下降沿脈沖寬度（應(yīng)基本相等）。</p><p>　　R48可以調(diào)節(jié)濾波器的頻率特性及LPF信號(hào)幅度，LPF不是TTL電平信號(hào)且不是標(biāo)準(zhǔn)的非歸零碼，必須進(jìn)行抽樣判決處理。U34對抽樣判決輸出信號(hào)進(jìn)行整形。</p><p><b>　　4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p&

54、gt;　　用示波器觀察位同步和幀同步的波形并記錄如下：</p><p>　　圖6-3 幀同步器信號(hào)波形</p><p><b>　　5、心得</b></p><p>　　經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西：1.鞏固和加深了對通信原理的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)的能力。2.培養(yǎng)了我選用參考書，查閱手冊及文獻(xiàn)資料的能力。3.培養(yǎng)獨(dú)立思考，深

55、入研究，分析問題、解決問題的能力通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，逐步建立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念和全局觀念。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是把我們所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)并應(yīng)用于實(shí)踐的良好機(jī)會(huì)，有利于加強(qiáng)我們用知識(shí)理論來分析實(shí)際問題的能力，進(jìn)而加強(qiáng)了我們對知識(shí)認(rèn)識(shí)的實(shí)踐度，鞏固了我們的理論知識(shí)，深化了對知識(shí)的認(rèn)識(shí)，并為走向社會(huì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　在這次課