通信原理實驗——2FSK調(diào)制與解調(diào)實驗

1、貴州大學(xué)實驗報告學(xué)院：計信學(xué)院 專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程 班級：101姓名學(xué)號實驗組實驗時間指導(dǎo)教師成績實驗項目名稱實驗三 2FSK調(diào)制與解調(diào)實驗實驗?zāi)康?、掌握2FSK調(diào)制的原理及實現(xiàn)方法。2、掌握2FSK解調(diào)的原理及實現(xiàn)方法。實驗要求本實驗屬于驗證型實驗，通過實驗，加強對課堂講授知識的理解。開始實驗前，先集中由老師進行具體要求和注意事項的講解，然后各自獨立在機器上完成實驗。實驗過程中出現(xiàn)問題，在實驗指導(dǎo)老師幫助下解決。實驗原理1、2FSK調(diào)制圖15-1是2FSK調(diào)制數(shù)字鍵控法原理框圖。圖15-1 2FSK調(diào)制數(shù)字鍵控法原理框圖為便于實驗觀測，由信號源模塊提供碼速率為96Kbit/s的NRZ碼數(shù)字基帶

2、信號和384KHz、192KHz正弦載波信號，載波1頻率是數(shù)字信號碼速率的整4倍關(guān)系，載波2頻率是數(shù)字信號碼速率的整2倍關(guān)系，即NRZ碼為“1”的一個碼元對應(yīng)正弦載波的4個周期，NRZ碼為“0”的一個碼元對應(yīng)正弦載波的2個周期。實驗中采用模擬開關(guān)作為正弦載波的輸出通/斷控制門，數(shù)字基帶信號NRZ碼用來控制門的通/斷。當(dāng)NRZ碼為高電平時，模擬開關(guān)1導(dǎo)通，模擬開關(guān)2截止，正弦載波1通過門1輸出；當(dāng)NRZ碼為低電平時，模擬開關(guān)2導(dǎo)通，模擬開關(guān)1截止，正弦載波2通過門2輸出。門的輸出即為2FSK調(diào)制信號，如下圖15-2所示。圖15-2 2FSK調(diào)制信號波形2、2FSK解調(diào)我們采用過零檢測法，其原理框

3、圖如圖15-3所示。圖15-3 2FSK解調(diào)過零檢測法原理框圖2FSK信號的過零點數(shù)隨不同載頻而異，故檢出過零點數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異。如上圖15-3所示，2FSK已調(diào)信號從“調(diào)制輸入”測試點送入可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，“單穩(wěn)1”觸發(fā)器和“單穩(wěn)2”觸發(fā)器分別被設(shè)置為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)，即單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分別檢測出已調(diào)信號的0相位和相位?！皢畏€(wěn)輸出1”測試點信號對應(yīng)2FSK已調(diào)信號中所有的0相位有一個尖脈沖，“單穩(wěn)輸出2”測試點信號對應(yīng)2FSK已調(diào)信號中所有的相位有一個尖脈沖，過零脈沖的寬度由觸發(fā)器集成電路外接的電阻和電容確定。“單穩(wěn)輸出1”和“單穩(wěn)輸出2”兩波形相加，得“過零檢測”信號，即對

4、應(yīng)2FSK已調(diào)信號全部的過零點有一個尖脈沖。“過零檢測”信號經(jīng)二階低通濾波器濾除高頻分量，得“濾波輸出”信號?！盀V波輸出”信號再經(jīng)電壓比較器判決，得“判壓輸出”信號。用來作比較的判決電壓電平可通過“FSK判決電壓調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器來調(diào)節(jié)。最后“判壓輸出”信號經(jīng)位同步抽樣判決，得“解調(diào)輸出”信號。解調(diào)過程中各測試點波形如下圖15-4所示。圖15-4 2FSK解調(diào)各測試點波形實驗儀器1、信號源模塊 一塊2、數(shù)字調(diào)制模塊 一塊3、數(shù)字解調(diào)模塊 一塊4、20M雙蹤示波器 一臺實驗步驟 1、將模塊小心地固定在主機箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個模塊中的電源開

5、關(guān)，對應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，三個模塊均開始工作。（注意，此處只是驗證通電是否成功，在實驗中均是先連線，后打開電源做實驗，不要帶電連線）3、信號源模塊設(shè)置（1）“碼速率選擇”撥碼開關(guān)設(shè)置為8分頻，即撥為00000000 00001000。24位“NRZ碼型選擇”撥碼開關(guān)任意設(shè)置。（2）調(diào)節(jié)“384K調(diào)幅”旋轉(zhuǎn)電位器，使“384K正弦載波”輸出幅度與“192K正弦載波”輸出幅度相等，為3.6V左右。說明：當(dāng)“384K正弦載波”調(diào)節(jié)至與“192K正弦載波”幅度相等時，有下圖所示相位對齊關(guān)系。4、2FSK調(diào)制（1）實驗連線如下：信號源模塊 數(shù)字調(diào)制模塊NRZ NRZ輸入（數(shù)字鍵控法調(diào)制）384K正弦載波

6、載波1輸入（數(shù)字鍵控法調(diào)制）192K正弦載波載波2輸入（數(shù)字鍵控法調(diào)制）（2）數(shù)字調(diào)制模塊“鍵控調(diào)制類型選擇”撥碼開關(guān)撥成1010，即選擇2FSK調(diào)制方式。（3）以數(shù)字調(diào)制模塊“NRZ輸入”的信號為內(nèi)觸發(fā)源，示波器雙蹤觀測“NRZ輸入”和“調(diào)制輸出”測試點波形。（4）改變信號源模塊NRZ碼的碼型，觀察2FSK調(diào)制信號波形的相應(yīng)變化。5、2FSK解調(diào)（1）以上模塊設(shè)置和連線均不變，增加連線如下：數(shù)字調(diào)制模塊 數(shù)字解調(diào)模塊調(diào)制輸出（數(shù)字鍵控法調(diào)制）調(diào)制輸入（FSK解調(diào)）信號源模塊 數(shù)字解調(diào)模塊BS BS輸入（FSK解調(diào)）（2）示波器觀測“單穩(wěn)輸出1”、“單穩(wěn)輸出2”、“過零檢測”、“濾波輸出”測試

7、點波形。（3）調(diào)節(jié)“ASK判決電壓調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器，示波器雙蹤觀測“濾波輸出”與“判壓輸出”測試點波形，分析隨判決電壓值的不同，“判壓輸出”波形的變化。（4）示波器雙蹤觀測信號源模塊“NRZ”與數(shù)字解調(diào)模塊FSK解調(diào)“解調(diào)輸出”測試點碼型，對比2FSK解調(diào)還原的效果。（5）改變信號源模塊NRZ碼的碼型，重復(fù)上述實驗步驟。實驗內(nèi)容1、采用數(shù)字鍵控法2FSK調(diào)制，觀測2FSK調(diào)制信號的波形。2、采用過零檢測法2FSK解調(diào)。實驗數(shù)據(jù)1. 調(diào)節(jié)“384K正弦載波”調(diào)節(jié)至與“192K正弦載波”的幅度2.2FSK的調(diào)制“NRZ輸入”和“調(diào)制輸出”信號的對比圖改變碼型后的“NRZ輸入”和“調(diào)制輸出”信號的對比圖5、2FSK解調(diào)“單穩(wěn)輸出1”與“單穩(wěn)輸出2”的信號對比圖“過零檢測”與“濾波輸出”的信號對比3.“濾波輸出”與“判壓輸出