2ASK調(diào)制與解調(diào)實驗

實驗類型：□驗證□綜合□設(shè)計□創(chuàng)新實驗日期:

.實驗成績:

實驗名稱

實驗五2ASK調(diào)制與解調(diào)實驗

指導教師

1、 了解數(shù)字調(diào)制與解調(diào)的概念。

2、 掌握2ASK調(diào)制的原理及實現(xiàn)方法。

3、 掌握2ASK解調(diào)的原理及實現(xiàn)方法。

實驗目的

儀器設(shè)備

與耗材

實驗

基本原理

信號源模

數(shù)字調(diào)制模

數(shù)字解調(diào)模

20M雙蹤示波器

1、2ASK調(diào)制

2ASK信號的產(chǎn)生方法通常有兩種：數(shù)字鍵控法和模擬相乘法。圖5-1是2ASK調(diào)制數(shù)字鍵控法原理框圖

1、

2、

3、

4、

圖5-12ASK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)字基帶信號和384KHz正弦載波信號，載波信號頻率是數(shù)字信號碼速率的整4倍關(guān)系，即NRZ碼的一個碼元對應正弦載波的4個周

載波1

?模擬開關(guān)

調(diào)制輸出

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NRZ碼為高電平時，模擬開關(guān)導通，正弦載波通過門輸出；當NRZ碼為低電平時，模擬開關(guān)截止，正弦載波不通過，門輸出為0。如下圖5-2所示。

LU

fl

11

y：

1

1

￥:]

i|i

1

1

調(diào)創(chuàng)僧號

:;i1

HJ=■

3,)

‘i；

1!1

JV

Vv

o

1

■'i-

VI

1W

圖5-22ASK調(diào)制信號波形圖5-3是2ASK調(diào)制模擬相乘法原理框圖。

乘法器

載波輸入

圖5-32ASK調(diào)制模擬相乘法原理框圖

信號源模塊提供96KNRZ碼和384K正弦載波送入數(shù)字調(diào)制模塊，兩信號直接相乘。

2、2ASK解調(diào)

我們采用包絡檢波法，其原理框圖如下圖5-4所示。

ASC-TN 0UT1 OTR 0H3 OTT1 ASK-OUT

甲

ron

rw

甲

馬直

―

~~>

判決器

圖5-42ASK解調(diào)包絡檢波法原理框圖

2ASK已調(diào)信號從“ASK-IN”測試點輸入，經(jīng)電容隔直得“0UT1”信號。

“0UT1”信號先半波整流，取出高于二極管導通電壓（約0.7V左右）的半波波形，得“0UT2”信號。

“0UT2”信號經(jīng)巴特沃斯二階低通濾波器，濾波得“0UT3”信號。

“0UT3”信號再經(jīng)電壓比較電路進行電壓判決，用來作比較的判決電壓電平可通過“ASK判決電壓調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器來調(diào)節(jié)。判決電壓過高，可能造成部分數(shù)字信息的丟失；判決電壓過低，可能造成還原結(jié)果中出現(xiàn)錯碼。因此，只有合理地選擇判決電壓，才能得到正確的解調(diào)結(jié)果，此時電壓判決輸出

“0UT4”測試點波形變化應與原NRZ碼的碼型大致相同。

“0UT4”信號最后經(jīng)位同步抽樣判決電路，還原出原始的NRZ碼。抽樣判決用的時鐘信號就是2ASK基帶信號的位同步信號,該信號可以由發(fā)送端NRZ碼相應的BS直接引入，也可以從頻帶同步提取模塊位同步提取電路中提取出來。

另外，需要說明的是：在實際應用的通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的輸入端都有一個帶通濾波器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擾的條件。本實驗簡化了實驗設(shè)備，在調(diào)制部分的輸出端沒有加帶通濾波器，并且假設(shè)信道是理想的，所以在解調(diào)部分的輸入端也沒有加帶通濾波器匹配。

解調(diào)過程中各測試點波形如下圖5-5所示。

OUTI

DUTZ

wwww

njuuuuuuA

ww

AAA/l

pnan

*?■!佬Mk平

QUITS

pf—Np八f\

AS*：OUT

圖5-52ASK解調(diào)各測試點波形

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關(guān)，對應的發(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

0000000000001000。 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”輸出幅度為3.6V左右（如下圖所示）。

實驗步驟

與

實驗記錄

4、2ASK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 載波1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1000,即選擇2ASK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（如下圖所示）。

NZR碼型圖為：011001010110010101100100 NRZ輸入和調(diào)制輸出測試點波形圖

（4）改變信號源模塊NRZ碼的碼型，觀察2ASK調(diào)制信號波形的相應變化。

改變后NZR碼型圖為：110001011100010111001011NRZ輸入和調(diào)制輸出測試點波形圖

5、2ASK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） ASK-IN

信號源模塊 數(shù)字解調(diào)模塊

BS ASK-BS

（2） 示波器雙蹤兩兩觀測“ASK—IN”、“0UT1”、“0UT2”、“0UT3”測試點波形（如下圖所示）。

CH1：ASK-IN；CH2:0UT1

CH1：0UT2；CH2:0UT3

（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“0UT3”與“0UT4”測試點波形（如下圖所示），分析隨判決電壓值的不同，“0UT4”波形的變化。

CHI：0UT3；CH2:0UT4

示波器雙蹤觀測信號源模塊“NRZ”與數(shù)字解調(diào)模塊“ASK—OUT”測試點碼型(如下圖所示)，對比2ASK解調(diào)還原的效果。

改變信號源模塊NRZ碼的碼型，重復上述實驗步驟。

改變后的NRZ碼碼型為：101111011000110110101101

示波器雙蹤兩兩觀測“ASK—IN”、“0UT1”、“0UT2”、“0UT3”測試點波形(如下圖所示)。

CH1：ASK—IN；CH2:OUT1

CHI：0UT2；CH2:0UT3

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“0UT3”與"0UT4”測試點波形（如下圖所示）

CH1：OUT3；CH2:OUT4

示波器雙蹤觀測信號源模塊“NRZ”與數(shù)字解調(diào)模塊“ASK—OUT”測試點碼型（如下圖所示），對比2ASK解調(diào)還原的效果。

實驗總結(jié)：

實驗結(jié)論與 通過本次實驗了解到數(shù)字調(diào)制是現(xiàn)代通信的重要方法，它與模擬調(diào)制相比

泌"一有許多優(yōu)點，例如抗干擾