FSK调制与解调实验.doc

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实验类型：

□验证□综合□设计□创新实验日期：

实验成绩：

___________

实验名称

实验六2FSK调制与解调实验

指导教师

实验目的

1、掌握2FSK调制的原理及实现方法。

2、掌握2FSK解调的原理及实现方法。

仪器设备

与耗材

1、信号源模块     

2、数字调制模块      

3、数字解调模块       

4、20M双踪示波器   

实验

基本原理

1、2FSK调制 

图6-1是2FSK调制数字键控法原理框图。

图6-1 2FSK调制数字键控法原理框图

为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz、192KHz正弦载波信号，载波1频率是数字信号码速率的整4倍关系，载波2频率是数字信号码速率的整2倍关系，即NRZ码为“1”的一个码元对应正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应正弦载波的2个周期。

实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ码用来控制门的通/断。

当NRZ码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，正弦载波1通过门1输出；当NRZ码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，正弦载波2通过门2输出。

门的输出即为2FSK调制信号，如下图6-2所示。

图6-22FSK调制信号波形

2、2FSK解调 

我们采用过零检测法，其原理框图如图6-3所示。

图6-32FSK解调过零检测法原理框图

2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数可以得到关于频率的差异。

如上图6-3所示，2FSK已调信号从“调制输入”测试点送入可重触发单稳态触发器中，“单稳1”触发器和“单稳2”触发器分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，即单稳态触发器分别检测出已调信号的0相位和p相位。

“单稳输出1”测试点信号对应2FSK已调信号中所有的0相位有一个尖脉冲，“单稳输出2”测试点信号对应2FSK已调信号中所有的p相位有一个尖脉冲，过零脉冲的宽度由触发器集成电路外接的电阻和电容确定。

“单稳输出1”和“单稳输出2”两波形相加，得“过零检测”信号，即对应2FSK已调信号全部的过零点有一个尖脉冲。

“过零检测”信号经二阶低通滤波器滤除高频分量，得“滤波输出”信号。

“滤波输出”信号再经电压比较器判决，得“判压输出”信号。

用来作比较的判决电压电平可通过“FSK判决电压调节”旋转电位器来调节。

最后“判压输出”信号经位同步抽样判决，得“解调输出”信号。

解调过程中各测试点波形如下图6-4所示。

图6-42FSK解调各测试点波形

实验步骤

与

实验记录

1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。

2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。

（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）

3、信号源模块设置 

（1）“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。

24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。

（2）调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度与“192K正弦载波”输出幅度相等，为3.6V左右。

说明：

当“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”幅度相等时，有下图所示相位对齐关系。

4、2FSK调制 

（1）实验连线如下：

信号源模块数字调制模块

NRZ------------------------NRZ输入（数字键控法调制）

-384K正弦载波----------载波1输入（数字键控法调制）

192K正弦载波----------载波2输入（数字键控法调制）

（2）数字调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成1010，即2FSK调制方式。

（3）以数字调制模块“NRZ输入”的信号为内触发源，示波器双踪观测“NRZ输入”和“调制输出”测试点波形。

（4）改变信号源模块NRZ码的码型，观察2FSK调制信号波形的相应变化。

5、2FSK解调 

（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：

数字调制模块数字解调模块

调制输出（数字键控法调制）--------ii制输入（FSK解调）

信号源模块数字解调模块BS---------BS输入（FSK解调）

（2）示波器观测“单稳输出1”、“单稳输出2”、“过零检测”、“滤波输出”测试点波形。

（3）调节“ASK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“滤波输出”与“判压输出”测试点波形，分析随判决电压值的不同，“判压输出”波形的变化。

（4）示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与数字解调模块FSK解调“解调输出”测试点码型，对比2FSK解调还原的效果。

（5）改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。

数据处理与

分析

1.“384K正弦载波”与“192K正弦载波”输出幅度相等波形。

2.“NRZ输入”和“调制输出”测试点波形。

码型：

001111000011110010101010

改变NRZ码的码型：

111110000011000010101010

3.1“单稳输出1”、“单稳输出2”测试点波形。

3.2“过零检测”、“滤波输出”测试点波形。

4.调节“ASK判决电压调节”旋转电位器，“滤波输出”与“判压输出”测试点波形。

5.“NRZ”与“解调输出”测试点波形。

码型：

111000000011000010101010

实验结论与

思考

实验结论：

通过本次试验初步了解了2FSK信号的调制与解调过程，2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数可以得到关于频率的差异，在实验中用来作比较的判决电压电平可通过“FSK判决电压调节”旋转电位器来调节。

参考资料

《通信原理》实验指导书