2FSK调制与解调实验

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 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 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 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 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 信号源模块信号源模块 数字调制模块数字调制模块 NRZ NRZ 输入 数字键控法调制 384K 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 数字调制模块数字调制模块 数字解调模块数字解调模块 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 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 改变 NRZ 码的码型 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 实验结论与 思考 实验结论 通过本次试验初步