1、精品文档实验二移频键控FSK调制与解调实验、实验目的1、掌握用键控法产生 FSK信号的方法。2、掌握FSK过零检测解调的原理。.、实验内容1、观察FSK调制信号波形。2、观察FSK解调信号波形。3、观察FSK过零检测解调器各点波形。:、实验器材1、信号源模块一块2、号模块一块3、号模块一块4、号模块一块5、 20M双踪示波器一台6、连接线若干四、实验原理1、 2FSK调制原理。2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为 七时代表传0,载频为f1时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以 f0和f1为载频、以an和an为被
2、传二进制序列的两种 2ASK信号的合成。2FSK信号的典型时域波形如图 10-1所示，其一般时域数学表达式为6欢在下载1011t0Ts1-2Ts3Ts4TsSfsk图10-1 2FSK信号的典型时域波形S2 fsk (t)ang(t nTs) cos otang(t nTs) costnn(10-1 )式中，02 fo ,1 2 f1 , an是an的反码，即0概率为Pn 1概率为1 Pan概率为P概率为1P因为2FSK属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为(10-2 )h |f1fTs|f1f0/Rs显然，h与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK信号
3、与2ASK信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出，当h1时，2FSK信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为B2FSKf1 f02Rs （Hz）（10-3）2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（01或10 ）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率
4、谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如图10-2所示：图10-2 2FSK调制原理框图由图可知，从“ FSK-NRZ输入的基带信号分成两路，1路经U5 (LM339)反相后接至U4B (4066)的控制端，另 1路直接接至 U4A (4066)的控制端。从“ FSK载波A”和“ FSK载波B”输入的载波信号分别接至U4A和U4B的输入端。当基带信号为“ 1”时，模拟开关U4A打开，U4B关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U405A关闭，U405B打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到FSK调制信号。2、 2FSK解调
5、原理(a) (a)干方式COSco 2tCOSco 1t(b) (外方式(c)过零检测法图10-3 2FSK解调原理框图FSK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10-3所示。这里采用的是过零检测法对FSK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10-3 (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“FSKIN输入。U6 (L
6、M339)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FSK信号变为TTL电平；整形2和抽样电路共同构成抽样判决器，其判决电压可通过电位器W2进行调节。单稳1 (74LS123)和单稳2 (74LS123)分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，它们与相加器 U7 (74LS32) 一起共同对TTL电平的FSK信号进行微分、整流处理。电阻R30与R31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FSK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。五、测试点说明1、输入点参考说明FSK调制模块：FS
7、K-NRZ FSK基带信号输入点。FSK载波A: A路载波输入点。FSK载波B: B路载波输入点。FSK解调模块：FSKIN: FSK调制信号输入点。FSK-BS FSK解调位同步时钟输入点。2、输出点参考说明FSK调制模块：TH7: FSK-NR当过反相后信号观测点。FSK-OUT FSK调制信号输出点。FSK解调模块：TH7: FSK调制信号经整形 1(U6 LM339)后的波形观测点。TH8: FSK调制信号经单稳(U10A 74LS123)的信号观测点。TH9: FSK调制信号经单稳(U10B 74LS123)的信号观测点。TH10: FSK调制信号经两路单稳后相加信号观测点。TH11
8、: FSK信号经低通滤波器后的输出信号FSK-DOUT FSK解调信号经电压比较器后的信号输出点(未经同步判决)。OUT2 FSK解调信号输出点。六、实验步骤(一)FSK调制实验1、将信号源模块和模块 3、4、7固定在主机箱上， 将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。2、按照下表进行实验连线:源端口目的端口连线说明信号源：PN (8K)模块 3: FSK-NRZS4拨为“ 1100”，PN是8K伪随机码彳百号源：128K同步正弦波模块3:载波A提供FSK调制A路载波，幅度为4V彳百号源：64K同步正弦波模块3:载波B提供FSK调制B路载波，幅度为3V*检查连线是否正确，检查无误后打开电源3、将
9、模块3上拨码开关S1都拨上。以信号输入点“FSK-NRZ的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“ FSK-NRZ和点“ FSK-OUT输出的波形。4、单独将S1拨为“ 01”或“ 10”，在“ FSK-OUT处观测单独载波调制波形。5、通过信号源模块上的拨码开关S4改变PN码频率后送出，重复上述实验。6、实验结束关闭电源。（二）FSK解调实验1、接着上面FSK调制实验继续连线：源端口目的端口连线说明模块 3: FSK-OUT模块 4: FSKINFSK解调输入模块 4: FSK-DOUT模块7: DIN锁相环法位同步提取信号输入模块7: BS模块 3: FSK-BS提取的位同步信号*检查连线
10、是否正确，检查无误后再次打开电源2、将模块7上的拨码开关 S2拨为“ 1000”，观察模块4上信号输出点“ FSK-DOUT处的波形，并调节模块 4上的电位器 W5（顺时针拧到最大），直到在该点观察到稳定的PN码。3、用示波器双踪分别观察模块 3上的“ FSK-NRZ和模块四上的“ OUT2处的波形，将“OUT2处FSK解调信号与信号源产生的 PN码进行比较。4、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据及波形完成实验报告。七、实验报告要求1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。2、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。3、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进建议。
