通信原理第三次实验.docVIP

实验三：数字调制解调实验 一、实验目的 1．掌握FSK（ASK）调制器的工作原理及性能测试； 2.掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 3．掌握FSK（ASK）锁相解调器、二相相位键控调制解调工作原理及性能测试； 4. 学习FSK（ASK）、2(D)PSK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 PSK调制模块，位号A 3．FSK解调模块，位号C PSK解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 复接/解复接、同步技术模块，位号I 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 数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗群时延性能较强，因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。 （一） FSK调制电路工作原理 FSK调制电路是由两个ASK调制电路组合而成，电原理图如图5-1所示。16K02用短路块仅将1-2脚相连，输出“1”码对应的ASK已调信号；用短路块仅将3-4脚相连，输出“0”码对应的ASK已调信号。用短路块将1-2脚及3-4脚都相连，则输出FSK已调信号 图5-1 FSK调制解调电原理框图 图5-1中，输入的数字基带信号分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经反相器去控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关B打开，模拟开关A关闭，此时输出f1=32KHz；当基带信号为“0”时，模拟开关B关闭，模拟开关A打开，此时输出f2=16KHz；在输出端经开关16K02叠加，即可得到已调的FSK信号。 电路中的两路载频(f1、f2)由时钟与基带数据发生模块产生的方波，经射随、选频滤波变为正弦波，再送至模拟开关4066。载频f1的幅度调节电位器16W01，载频f2的幅度调节电位器16W02。 （二） FSK解调电路工作原理 FSK解调采用锁相解调，锁相解调的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频上，此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的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的信息。FSK锁相环解调器原理图如图5-2所示。FSK锁相解调器采用集成锁相环芯片 图5-2 FSK锁相环解调器原理示意图 MC4046。其中，压控振荡器的频率是由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的基带信号序列。 （三） PSK调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz方波、外加数字信号等。 相位键控调制解调电原理框图，如图6-1所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即(相载波信号。为了使0相载波与(相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01和37W02调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0相载波与(相载波分别加到模拟开关A：CD4066的输入端（1脚）、模拟开关B：CD4066的输入端（11脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关B的输入控制端（12脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A的输入控制端为高电平，模拟开关A导通，输出0相载波，而模拟开关B的输入控制端为低电平，模拟开关B截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A的输入控制端为低电平，模拟开关A截止。而模拟开关B的输入控制端却为高电平，模拟开关B导通。输出(相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02合路叠加后输出为二相PSK调制信号。 另外，DPSK调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列(an(，通过码型变换器变成相对码序列(bn(，然后再用相对码序列(bn(，进行绝对移相键控，此时该调制的输出就是DPSK已调信号。本模块对应的操作是这样的（详细见图6-1），37P01为PSK调制模块的基带信号输入铆孔，可以送入4P01 点的绝对码信号（PSK），也可以送入相对码基带信号(相对4P01点的数字信号来说，此调制即为DPSK调制)。 图6-1 相位键控调制