1、实验十五 振幅键控、移频键控、移相键控调制实验一、 实验目的1、掌握用键控法产生 2ASK、2FSK 、2DPSK 信号的方法。2、掌握相对码波形与 2PSK 信号波形之间的关系、绝对波形与 2DSPK 信号波形之间的关系3、掌握掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。4、2ASK、2FSK 、2DPSK 信号的频谱特性。二、 实验内容1、观察绝对码、相对码波形。2、观察 2ASK、2FSK、2DPSK 信号波形3、观察 2ASK、2FSK、2DPSK 信号频谱三、 实验器材信号源模块 数字调制模块 频谱分析模块 20M 双踪示波器 频率计四、 实验原理1、2ASK 调制原理
2、控制下通或段，即用载波幅度的有无来代表信号中的“1”或“0” ，这样就可以得到 2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通 段键控（OOK） 。2ASK 信号典型的时域波形如图所示，其时在振幅键控中载波幅度是随着基带信号而变化的。将载波在二进制基带信号 1 或 0 的域数学表达式为 S2ASK(t)=an*Acos ct则 S(t)的功率谱密度表达式为 PS(f)=fsP(1-P) 2+fs2(1-p)2 2G(f)0(f2ASK 信号的双边功率谱密度表达式为222222ASK )0(14)1(4P ccsccs ffpfffGpf 上式表明 2ASK 信号的功率谱密度由两个部分组成：（ 1
3、）由 g（t ）经线性幅度调制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。2ASK 信号的普零点带宽为 B2PSK=(fc+Rs)-(fc-Rs)=2Rs=2/Ts载波 开关电路基带信号2ASK 的原理框图2、2FSK 调制原理2FSK 信号时用载波频率的变化来表征被传信息上网状态的，被调载波的频率随二进制序列 0、1 状态而变化，即载波为 f0时代表传 0，载波为 f1是代表 1。一般的时域数学表达式S2FSK(t)= g(t-nTs)cosw0t+ g(t-nTs)cosw1tnana其移频键控指数为 STfh01SRf/012FSK 与 2ASK 的相似之处是含有载频离散
4、分量，二者均可以采用非相干方式进行调解。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B2FSF= +2RS01f2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波选择法。在这里我们采用的是频率选择法，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，这回不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。其调制原理框图为：3、2DPSK 调制原理2PSK 信号时用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定 0 相位载波和 pai 相位载波分别代表传 1 和传
5、0，其时域波形示意图如下S2PSK(T)=【 bng(t-nTs)】 coswct其中：b n=-1，当 an=0 时bn=+1，当 an=0 时 g(t-nTs)cos(wct+ ) 当 an=0S2PSK(t)= g(t-nTs)cos(wct+0) 当 an=12PSK 信号的普零点带宽与 2ASKDE 相同，即P2ASK(f)=fsP(1-P) +2)(cfG2)(cf(1/4) 201Pfs)(cf2PSK 信号的谱零点带宽与 2ASK 的相同，即B2PSK=(fc+Rs)-(fc-Rs)=2Rs=2/Ts实际中一般不采用 2PSK 方式，而采用差分移相方式。差分移相即是利用前后码元
6、的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。数字信息序列与差分移相信号码元相位的关系可举例表示如下：数字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 2DPSK 信号相位 0 0 0 0 0 0 调解 2DPSK 下滑时并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系就可以正确回复数字信息，这就避免了 2PSK 方式中的“ 倒 n”现象发生。我们可以把每个码元用一个矢量图来表示在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取 0、pai。因此，在相对移相后，若后一码元的载波相位相对于基准相位为 0，则前后两码元载波的相位就是连续的；否则，载波相位在两码
7、元之间要发生跳变。下图所示的移相方式，称为 B 方式。在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取 pai/2。因而，在相对移相时，相邻码元之间必须发生载波相位的跳变。2DPSK 的调制原理与 2FSK 的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成 2DPSK 调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK 基带输入”和“PSK 载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS 输入”点输入，其原理图如下五、 实验步骤1,、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，在分别按下三个模块中的开关power1、power22、ASK 调制实验（1）将信号
8、源模块产生的码速率为 15.625KHz 的 NRZ 码和 64KHz 的正弦波分别送入数字调制模块的信号输入点。一信号输入点“ASK 基带输入”的信号为内触发器源，用双踪示波器同时观察点 ASK 基带输入和调制输出的波形，并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析。（2）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。4、FSK 调制实验（1）将信号源模块产生的码速率为 15.625KHz 的 NRZ 码和 64KHz 的正弦波分别送入 FSK 的基带输入、载波输入 1、载波输入 2。以信号输入点基带输入的信号为内触发器源，用双踪示波器同时观察点基带输入和载波输出的波形，并将这两点的信号送入频谱分
9、析模块进行分析。（2）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。5、PSK 调制实验1、将信号源模块的信号输出点“BS”与数字调制模块的信号输入点 “PSK-BS输入”连接，将信号源模块产生的码速率为 15.625KHz 的 NRZ 码和 64K Hz 的正弦波（幅度为 3V 左右）分别送入数字调制模块的信号输入点 “PSK 基带输入”和“PSK 载波输入” 。以信号输入点“差分编码输出”和点“PSK 调制输出”的波形，并将这两点的信号输入送到频谱分析模块进行分析，观察其频谱。2、改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。六、实验结果红色：基带输入绿色：基带输出 频谱：00000001 0
10、000000032k 波形：频谱FSK 调制波形：频谱：32 K 与 64K 调换00000001 00000000频谱：PSK红色：差分编码绿色：调制信号频谱：0000001 0000000032k 波形： 频谱：实验感想通过本实验我们 掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法、掌握用键控法产生 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的方法、掌握相对码波形与 2PSK 信号波形之间的关系、绝对波形与 2DSPK 信号波形之间的关系、掌握 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱特性。最后一个实验了，通过这次的实践让我们对通信原理这门课有了更深的体会，加强了同学们之间的合作，对通信原理有了更深的理解。
