通信原理实验——2FSK调制与解调实验

贵州大学实验报告学院：计信学院 专业：网络工程 班级：101姓名学号实验组实验时间2013.6.16指导教师成绩实验项目名称实验三 2FSK调制与解调实验实验目的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。实验要求本实验属于验证型实验，通过实验，加强对课堂讲授知识的理解。开始实验前，先集中由老师进行具体要求和注意事项的讲解，然后各自独立在机器上完成实验。实验过程中出现问题，在实验指导老师帮助下解决。实验原理1、2FSK调制图15-1是2FSK调制数字键控法原理框图。图15-1 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15-2所示。图15-2 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15-3所示。图15-3 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15-3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15-4所示。图15-4 2FSK解调各测试点波形实验仪器1、信号源模块 一块2、数字调制模块 一块3、数字解调模块 一块4、20M双踪示波器 一台实验步骤 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：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，即选择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）调制输入（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。实验内容1、采用数字键控法2FSK调制，观测2FSK调制信号的波形。2、采用过零检测法2FSK解调。实验数据1. 调节“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”的幅度2.2FSK的调制“NRZ输入”和“调制输出”信号的对比图改变码型后的“NRZ输入”和“调制输出”信号的对比图5、2FSK解调“单稳输出1”与“单稳输出2”的信号对比图“过零检测”与“滤波输出”的信号对比3.“滤波输出”与“判压输出