循环码的码字为010011100110000,与附表1的一致。
实验五 FSK(ASK)调制解调实验
一、实验目的
1.掌握FSK(ASK)调制器的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.时钟与基带数据发生模块,位号:G 2.FSK 调制模块,位号A 3.FSK 解调模块,位号C 4.噪声模块,位号B 5.20M 双踪示波器1 台 6.小平口螺丝刀1 只 7.频率计1 台(选用) 8.信号连接线3 根
三、实验原理
移频键控,或称数字频率调制,是数字通信中使用较早的一种调制方式;数字频率调制的基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息。在数字通信系统中,这种频率的变化不是连续的,而是离散的。比如,在二进制的数字频率调制系统中,可用两个不同的载频来传递数字信息。移频键控常常可以写FSK(Frequency Shift Keying)
FSK广泛应用于低速数据传输设备中,根据国际电报和电话咨询委员会(CCITT)的建议,传输速率为1200波特以下设备一般采用FSK。
FSK方法简单、易于实现,解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。由于这个原因,FSK是在模拟电话网上用来传输数据的低速、低成本,调制解调制器的一种主要调制方式。
在一个FSK系统中,发端把基带信号的变化规则转换成对应的载频变化,而在收端则完成与发端相反的转换。由于FSK信号的信道中传输的是两个载频的切换,那么其频谱是否就是这两个载频的线谱呢?或者说信道的频带只要这两个载频之差就够了呢?答案是否定的。
设FSK的两个载频为fl、f2,其中心载频为fo=(fl+f2)/2;又设基带信号的速率为fs。这样,经过分析,FSK的频谱图如图4.1所示。曲线a对应的fl=fo+fs,f2=fo-fs;曲线b对应的fl=fo-0.4s,f2=fo-0.4s。
从图4.1中我们可以看出:
(l)相位不连续FSK频谱由连续谱和线谱组成,线谱出现在两个载频位置上。
(2)相位连续FSK若两个载频之差较小,比如小于fs,则连续谱出现单蜂;若两个载频之
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差逐渐增大,即fl与f2的距离增大,连续谱将出现双峰。 (3)由此可见,传输FSK信号所需的频带Δf约为 ?f?f2?f1?2fs
本实验为传输25000波特基带信号的FSK实验,采用改变分频链分频比来实现移频键控。收端采用过零检测恢复基带信号;并从恢复的基带信号中直接提取码元定时信号。
图4.1a 相位不连续信号的频谱示意图 图4.1b 相位连续信号频谱示间图
四、各测量点和可调元件的作用
1. FSK 调制模块 16K02:两ASK 已调信号叠加控制跳线。用短路块将1-2 脚及3-4 脚都相连,则输出FSK 已调信号。仅1-2 脚连通,则输出ASK 已调信号。
16TP01:32KHz 方波信号输入测试点,由4U01 芯片(EPM240)编程产生。 16TP02:16KHz 方波信号输入测试点,由4U01 芯片(EPM240)编程产生。 16TP03:32KHz 载波信号测试点,可调节电位器16W01 改变幅度。 16TP04:16KHz 载波信号测试点,可调节电位器16W02 改变幅度。 16P01:数字基带信码信号输入铆孔。
16P02:FSK 已调信号输出铆孔,此测量点需与16P01 点波形对比测量。 2.FSK 解调模块
17W01:解调模块压控振荡器的中心频率调整电位器。 17P01:FSK 解调信号输入铆孔。
17TP02:FSK 解调电路中压控振荡器输出时钟的中心频率,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。
17P02:FSK 解调信号输出,即数字基带信码信号输出,波形同16P01。 3.噪声模块
3W01:噪声电平调节。
3W02:加噪后信号幅度调节。
3TP01:噪声信号测试点,电平由3W01 调节。 3P01:外加信号输入铆孔。 3P02:加噪后信号输出铆孔。
五、实验内容及步骤
1.插入有关实验模块:
在关闭系统电源的条件下,将“时钟与基带数据发生模块”、“ FSK 调制模块” 、“噪声模块”、“FSK 解调模块”,插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上(具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”)。注意模块插头与底板插座的防呆口一致,模块位号与底板位号的一致。
2.信号线连接:
用专用导线将4P01、16P01;16P02、3P01;3P02、17P01 连接(注意连接铆孔的箭头指向,将输出铆孔连接输入铆孔)。 3.加电:
打开系统电源开关,底板的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.设置好跳线及开关:
用短路块将16K02 的1-2、3-4 相连。拨码器4SW02:设置为“00000”,4P01 产生2K 的 15 位m 序列输出。 5.载波幅度调节:
16W01:调节32KHz 载波幅度大小,调节峰峰值4V。 16W02:调节16KHz 载波幅度大小,调节峰峰值4V。 用示波器对比测量16TP03、16TP04 两波形。 6.FSK 调制信号和巳调信号波形观察:
双踪示波器触发测量探头接16P01,另一测量探头接16P02,调节示波器使两波形同步,观察FSK 调制信号和巳调信号波形,记录实验数据。 7.噪声模块调节:
调节3W01,将3TP01 噪声电平调为0;调节3W02,调整3P02 信号幅度为4V。 8.FSK 解调参数调节:
调节17W01 电位器,使压控振荡器锁定在32KHz(16 KHz 行不行?),同时可用频率计监测17TP02 信号频率。
9.无噪声FSK 解调输出波形观察:
调节3W01,将3TP01 噪声电平调为0;双踪示波器触发测量探头接16P01,另一测量探头接17P02。同时观察FSK 调制和解调输出信号波形,并作记录,并比较两者波形,正常情况,两者波形一致。如果不一致,可微调17W01 电位器,使之达到一致。 10.加噪声FSK 解调输出波形观察:
调节3W01 逐步增加调制信号的噪声电平大小,看是否还能正确解调出基带信号。 11.ASK 实验与上相似,这儿不再赘述。 12.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。
注:由于本实验中载波频率为16KHz、32KHz,所以被调制基带信号的码元速率不要超过4KHz。
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分析:由图中可以看出,15位m序列为111101011001000
5.载波幅度调节:
16W01:调节32KHz 载波幅度大小,调节峰峰值4V。 16W02:调节16KHz 载波幅度大小,调节峰峰值4V。
6.FSK 调制信号和巳调信号波形观察:
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