FSK(ASK)调制解调实验报告.doc

实验６ ＦSK(AＳK)调制解调实验
一、 实验目得：
１．掌握FSK（AＳＫ）调制器得工作原理及性能测试；
２.掌握FSK（AＳK)锁相解调器工作原理及性能测试;　
3、　学习FＳＫ(ASK）调制、解调硬件实现,掌握电路调整测试方法。
二、实验仪器:
１.信道编码与 ASK、FSK、PSK、QPSK 调制模块，位号: Ａ，B 位
2.　ＦSＫ 解调模块,位号: Ｃ 位
3.时钟与基带数据发生模块,位号: G 位
４.　100Ｍ　双踪示波器
三、 实验内容：
观测m序列(１,0, ０/１码）基带数据FSK (AＳK）调制信号波与解调后基带数据信号波形。
观测基带数字与FSK(ASＫ）调制信号得频谱。
改变信噪比(Ｓ/N),观察解调信号波形。
四、 实验原理:
数字频率调制就是数据通信中使用较早得一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实
现,抗噪声与抗群时延性能较强,因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛
得应用。
(一) FSＫ 调制电路工作原理
FSK 得调制模块采用了可编程逻辑器件+Ｄ/Ａ　转换器件得软件无线电结构模式,由于调
制算法采用了可编程得逻辑器件完成,因此该模块不仅可以完成 ＡSK， FSK　调制,还可以完成 PSK, ＤPSK,　QＰSK, OQPSK 等调制方式。不仅如此，由于该模块具备可编程得特性，学生还可以基于该模块进行二次开发，掌握调制解调得算法过程。在学习 ASＫ, FＳK 调制得同时,也希望学生能意识到,技术发展得今天,早期得纯模拟电路调制技术正在被新兴得技术所替代,因此学习应该就是一个不断进取得过程。　下图为调制电路原理框图

上图为应用可编程逻辑器件实现调制得电路原理图(可实现多种方式调制）。基带数据时钟与数据,通过 ＪＣＬK 与 JD 两个铆孔输入到可编程逻辑器件中,由可编程逻辑器件根据设置得工作模式，完成 ASK 或 FSK 得调制,因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件,因此调制后输出需要经过 Ｄ/A 器件,完成数字到模拟得转换，然后经过模拟电路对信号进行调整输出,加入射随器,便完成了整个调制系统。
ASＫ/FSK 系统中，默认输入信号应该为 2Ｋ　得时钟信号,在时钟与基带数据发生模块有2Ｋ得M序列输出，可供该实验使用，可以通过连线将时钟与数据送到 JＣLK 与 JＤ　输入端。标有 ASK、FSK 得输出铆孔为调制信号得输出测量点，可以通过按动模块上得　SW01　按钮,切换输出信号为 ＡSK 或 ＦSK,同时 ＬEＤ 指示灯会指示当前工作状态。
(二) ＦＳＫ 解调电路工作原理
FSK 解调采用锁相解调,锁相解调得工作原理就是十分简单得,只要在设计锁相环时,使它锁定在 FＳK 得一个载频上，此时对应得环路滤波器输出电压为零,而对另一载频失锁，则对应得环路滤波器输出电压不为零,那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号得信息。下图为FＳK 锁相环解调器原理示意图与电路图。　

FSK　锁相解调器采用集成锁相环芯片　MC4046。其中,压控振荡器得频率就是由 １7C０２、17R0９、1７W01　等元件参数确定，中心频率设计在 32KＨz 左右,并可通过 1７W01 电位器进行微调。当输入信号为 3２KHｚ时,调节　1７W0１　电位器,使环路锁定，经形成电路后,输出高电平;当输入信号为　１6KＨz时，环路失锁，经形成电路后,输出低电平,则在解调器输出端就得到解调得基带信号序列。
五、各测量点与可调元件得作用
1、数字调制电路模块接口定义:
信道编码与AＳＫ、ＦＳK、PSK、ＱPSＫ调制模块（A、B位)　JＣLＫ：２K时钟输入端；
ＪD:2K基带数据输出端;
ASK、FSK:FSK或ASK调制信号输出端;
SW0１:调制模式切换按钮;
Ｌ01L02:指示调制状态。
２、ＦSＫ (ASＫ)解调模块接口定义:
17P０1:FＳK解调信号输入铆孔;　
17P０２:FSK解调信号输出,即数字基带信码信号输出,波形同16P01。
17ＴP０２:FＳK解调电路中压控振荡器输出时钟得中心频率，正常工作时应为３2KＨz左右,频偏不应大于2KHｚ，若有偏差,可调节电位器17Ｗ01；
17W01:解调模块压控振荡器得中心频率调整电位器;
数字调制电路模块:

FＳK(ASK)调制模块

CＤ4046原理框图:

六、 实验步骤:
1、插入有关实验模块
在关闭系统电源得情况下,按照下表放置实验模块:

对应位号可见底板右上角得“实验模块位置分布表”,注意模块插头与底板插座得防呆
口一致。
2、信号线连接
使用专用导线按照下表进行信号线连接:

3、加电
打开系统电源开关,底板得电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。
4、实验设置
设置拨码器 4SW０2（ G)　为“ 0０000”,则 4P01　产生 ２K 得 １５ 位 m　序列输出,4Ｐ０2 产生 ２K 得码元时钟。
按动ＳW01(AB)按钮,使L02指示灯亮,“ASK、ＦSK”铆孔输出为FSK 调制信号。
５、FＳK　调制信号波形观察
用示波器通道 1 观测“　4P01”（ G),通道 ２ 观测“　ASK、 FSK”(A&B）,调节示波器
使两波形同步,观察基带信号与 FSK 调制信号波形，分析对应“　0”与“ 1”载波频率，记录实验数据。
６、FＳK 解调观测
l 无噪声 FSK 解调
(1)调节 3W0１(E）,使　3TP0１ 信号幅度为　0,即传输得 FSK 调制信号不加入噪声。
（2)用示波器分别观测ＪD（ＡB）与 １７P02(Ｃ)，对比调制前基带数据与解调后基带
数据。两路数据就是否有延时,分析其原理。
（3)调节解调模块上得1７W01（C)电位器，使压控振荡器锁定在32KHz,同时注意对比JD(AＢ)与１7Ｐ0３(C）得信号就是否相同。
l 加入噪声 FSＫ　解调
(１)在保持上述连线(无噪声时）不变得情况下,逐渐调节 3W０１（E)，使噪声电平
逐渐增大,即改变信噪比(S／N),观察解调信号波形就是否还能保持正确。
(2)用示波器观察 3P0１(E)与 3P0２（E），分析加噪前与加噪后信号有什么差别。
7、ASK 调制解调观测
ＡＳK 调制解调操作与　FSK　操作类似，不同点在于需调整 SW01(AB)使 L０1 指示灯亮,则“AＳK FＳK” 输出为 AＳK 调制。其她操作与测量参考　ＦSＫ　调制解调完成。
8、关机拆线
实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按要求放置好实验模块。
七、 实验报告要求题目:
1、 根据实验得连线关系,画出实验结构示意图。
答:

2、 画出 FSK、ASK 各主要测试点波形。
答：
FSK:
无噪声解调

加入噪声解调:

ASK:
无噪声解调:

加入噪声解调:

3、 分析其输出数字基带信号序列与发送数字基带信号序列相比有否产生延迟,这种解调方式在什么情况下会出现解调输出得数字基带信号序列反向得问题？
答:
产生了延迟。当相位延迟π时，会出现解调输出得数字基带信号序列反向得问题。