实验3 频分复用与解复用实验.pdfVIP

实验3频分复用/解复用实验

一、实验目的

1．了解线路成形和频分复用的概念；

2．了解线路成形和频分复用的实现方法。

二、实验仪器

1．线路成形及频分复用模块，位号：D

2．时钟与基带数据发生模块，位号：G

3．信道编码与ASKFSKPSKQPSK调制，位号A、B

4．FSK解调模块，位号C

5．20M双踪示波器1台

6．信号连接线5根

三、实验原理

（一）频分复用的概念

频分多路复用记为FDM，是过去几十年，在模拟电话通信系统中，占统治地位的复用方

式。我们以电缆多路模拟电话系统为例，说明频分多路复用的原理。通常一路电话占用的频

带宽度为0-4KHZ，而电缆可用带宽则远大于4KHZ，例如对称电缆可用带宽约为300KHZ，若

是同轴电缆，可用带宽更宽。因此一根电缆,仅供一路电话传输是极大的浪费。然而，多路

信号若不加处理，直接加在同一条电缆中进行传输，将造成相互干扰，无法实现通信。为了

能在同一条电缆中传输多路信号，同时互不干扰，其中一种方法是频分复用。

频分复用是发送端采用调制技术,将各路0-4KHZ的话音信号,搬移到事先设定的,电缆

可用频带的不同位置上；接收端采用不同频带范围的带通滤波器分别取出各路信号，并用解

调技术还原出原来的话音信号。因此频分复用的本质是：按调制后信号带宽要求，将传输信

道有效通带，分为若干个排列紧凑同时又不重迭的子信道，每一路话音占用一个指定的子信

道，从而实现多路通信，并且互不干扰。由上可见，频分多路，要互不干扰，滤波器的设计

与制作是关键。

线路成形的概念：

线路成形又称线路形成器或成形滤波器等。如前所述，在频分复用中，为了能在线路(电

缆)有限的可用频带内，尽可能多地安排通话的路数，而且互不干扰，则它要求每一路话占

用的频带宽度窄，并且带外辐射小。为减小带外辐射，在频分复用发送端，各路信号合路前，

需对信号进行滤波，常称为成形滤波；同时接收端要求带通滤波器特性好，这样才能把各路

信号分别选择出来,这是频分复用的基本要求。模拟通信与数字通信是两大不同的通信体制，

对频分复用，虽然原理相同，但在具实现方法上仍有些差别。

模拟通信，采用模拟调制，为减小每一路的带宽，多采用单边带调制；为减小带外辐射，

同时保持信号不失真，成形滤波器则选用矩形系数较好的带通滤波器。接收端为较好区分各

路信号，通常也是选用矩形系数较好的带通滤波器作为分路滤波器。

数字通信，调制为数字调制，为减小每一路带宽，常采用最小频移键控(MSK)，正弦频

移键控(SFSK)，受控调频(TFM)，高斯预调滤波最小频移键控(GMSK)等；其中后两种调制带

外辐射小，更有利于频分多路复用。为减小带外辐射，成形滤波器也常选用矩形系数较好的

带通滤波器。此外，在数字通信中，成形滤波器还常用来形成数字信号的波形，常选用带宽

比较窄、带外辐射比较小，同时便于识别的波形，作为数字信号的波形。因此，数字通信的

形成滤波器，它的另一个作用是，形成如上所述的特定的波形。因此，数字通信的形成滤波

器不一定是矩形带通滤波器；相应地接收端，若是最佳接收，接收滤波器也不一定是矩形带

通滤波器。

本实验系统，频分复用是将话音(2KHZ正弦波)与FSK信号在同一信道上传送，实现频

分复用，频分复用实验系统结构示意图如图3-1所示。

低通功放

话音发

＋

基带信码FSK/PSKFSK/PSK恢复信码

高通

调制解调

图3-1频分复用实验系统结构示意图

当话音信号为2KHz正弦波，FSK占用频带在14-34KHz，高、低通滤波器截止频带约为

8KHz。因此，合路后能共用一个信道，实现频分复用，则互不干扰。

当话音信号改为由“时钟与基带数据发生模块”4P01输出的2KHZ伪随机码，由于伪随

机码的谐波高达20KH