FSK調制解調實驗報告

Word———FSK調制解調實驗報告一、試驗目的：

1.把握FSK（ASK）調制器的工作原理及性能測試；

2.把握FSK（ASK）鎖相解調器工作原理及性能測試；

3.學習FSK（ASK）調制、解調硬件實現(xiàn)，把握電路調整測試方法。

二、試驗儀器：

1.信道編碼與ASK.FSK.PSK.QPSK調制模塊，位號：A,B位

2.FSK解調模塊，位號：C位

3.時鐘與基帶數據發(fā)生模塊，位號：G位

4.100M雙蹤示波器

三、試驗內容：

觀測m序列（1，0，0/1碼）基帶數據FSK（ASK）調制信號波和解調后基帶數據信號波形。

觀測基帶數字和FSK（ASK）調制信號的頻譜。

轉變信噪比（S/N），觀看解調信號波形。

四、試驗原理：

數字頻率調制是數據通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調制解調方式簡單實現(xiàn)，抗噪聲和抗群時延性能較強，因此在無線中低速數據傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應用。

（一）FSK調制電路工作原理

FSK的調制模塊采納了可編程規(guī)律器件+D/A轉換器件的軟件無線電結構模式，由于調制算法采納了可編程的規(guī)律器件完成，因此該模塊不僅可以完成ASK，F(xiàn)SK調制，還可以完成PSK，DPSK，QPSK，OQPSK等調制方式。不僅如此，由于該模塊具備可編程的特性，同學還可以基于該模塊進行二次開發(fā)，把握調制解調的算法過程。在學習ASK，F(xiàn)SK調制的同時，也盼望同學能意識到，技術進展的今日，早期的純模擬電路調制技術正在被新興的技術所替代，因此學習應當是一個不斷進取的過程。下圖為調制電路原理框圖

上圖為應用可編程規(guī)律器件實現(xiàn)調制的電路原理圖(可實現(xiàn)多種方式調制)。基帶數據時鐘和數據，通過JCLK和JD兩個鉚孔輸入到可編程規(guī)律器件中，由可編程規(guī)律器件依據設置的工作模式，完成ASK或FSK的調制，由于可編程規(guī)律器件為純數字運算器件，因此調制后輸出需要經過D/A器件，完成數字到模擬的轉換，然后經過模擬電路對信號進行調整輸出，加入射隨器，便完成了整個調制系統(tǒng)。

ASK/FSK系統(tǒng)中，默認輸入信號應當為2K的時鐘信號，在時鐘與基帶數據發(fā)生模塊有2K的M序列輸出，可供該試驗使用，可以通過連線將時鐘和數據送到JCLK和JD輸入端。標有ASK.FSK的輸出鉚孔為調制信號的輸出測量點，可以通過按動模塊上的SW01按鈕，切換輸出信號為ASK或FSK，同時LED指示燈會指示當前工作狀態(tài)。

（二）FSK解調電路工作原理

FSK解調采納鎖相解調，鎖相解調的工作原理是非常簡潔的，只要在設計鎖相環(huán)時，使它鎖定在FSK的一個載頻上，此時對應的環(huán)路濾波器輸出電壓為零，而對另一載頻失鎖，則對應的環(huán)路濾波器輸出電壓不為零，那末在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以獲得原基帶信號的信息。下圖為FSK鎖相環(huán)解調器原理示意圖和電路圖。

FSK鎖相解調器采納集成鎖相環(huán)芯片MC4046。其中，壓控振蕩器的頻率是由17C02.17R09.17W01等元件參數確定，中心頻率設計在32KHz左右，并可通過17W01電位

器進行微調。當輸入信號為32KHz時，調整17W01電位器，使環(huán)路鎖定，經形成電路后，輸出高電平；當輸入信號為16KHz時，環(huán)路失鎖，經形成電路后，輸出低電平，則在解調器輸出端就得到解調的基帶信號序列。

五、各測量點和可調元件的作用

1、數字調制電路模塊接口定義：

信道編碼與ASK、FSK、PSK、QPSK調制模塊（A、B位）JCLK：2K時鐘輸入端；JD：2K基帶數據輸出端；

ASK、FSK：FSK或ASK調制信號輸出端；

SW01：調制模式切換按鈕；

L01L02：指示調制狀態(tài)。

2、FSK（ASK）解調模塊接口定義：

17P01：FSK解調信號輸入鉚孔；

17P02：FSK解調信號輸出，即數字基帶信碼信號輸出，波形同16P01。

17TP02：FSK解調電路中壓控振蕩器輸出時鐘的中心頻率，正常工作時應為32KHz左右，頻偏不應大于2KHz，若有偏差，可調整電位器17W01；

17W01：解調模塊壓控振蕩器的中心頻率調整電位器；

數字調制電路模塊：

FSK（ASK）調制模塊

CD4046原理框圖：

六、試驗步驟：

1、插入有關試驗模塊

在關閉系統(tǒng)電源的狀況下，根據下表放置試驗模塊：

對應位號可見底板右上角的“試驗模塊位置分布表”，留意模塊插頭與底板插座的防呆口全都。

2、信號線連接

使用專用導線根據下表進行信號線連接：

3、加電

打開系統(tǒng)電源開關，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請馬上關閉電源，查找特別緣由。

4、試驗設置

設置撥碼器4SW02（G）為“00000”，則4P01產生2K的15位m序列輸出，4P02產生2K的碼元時鐘。

按動SW01（AB）按鈕，使L02指示燈亮，“ASK、FSK”鉚孔輸出為FSK調制信號。

5、FSK調制信號波形觀看

用示波器通道1觀測“4P01”（G），通道2觀測“ASK、FSK”（AB），調整示波器使兩波形同步，觀看基帶信號和FSK調制信號波形，分析對應“0”和“1”載波頻率，記錄試驗數據。

6、FSK解調觀測

無噪聲FSK解調

（1）調整3W01（E），使3TP01信號幅度為0，即傳輸的FSK調制信號不加入噪聲。

（2）用示波器分別觀測JD（AB）和17P02（C），對比調制前基帶數據和解調后基帶數據。兩路數據是否有延時，分析其原理。

（3）調整解調模塊上的17W01（C）電位器，使壓控振蕩器鎖定在32KHz，同時留意對比JD（AB）和17P03（C）的信號是否相同。

加入噪聲FSK解調

（1）在保持上述連線（無噪聲時）不變的狀況下，漸漸調整3W01（E），使噪聲電平漸漸增大，即轉變信噪比（S/N），觀看解調信號波形是否還能保持正確。

（2）用示波器觀看3P01（E）和3P02（E），分析加噪前和加噪后信號有什么差別。

7、ASK調制解調觀測

ASK調制解調操作