1、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，
2、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 6-2 2FSK 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、-3 所示。 图 6-3 2FSK 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
4、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 6-4 2FSK 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
5、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
6、 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
7、“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：00111100 00111100 10101010改变
8、NRZ 码的码型：11111000 00110000 10101010 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：11100000 00110000 10101010 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
