实验二fsk调制解调综合实验

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1、实验二FSK调制解调综合实验一、实验目的1.加深对FSK调制原理的理解2.加深对FSK信号过零点检测法解调原理的理解3.加深对位同步提取原理的理解4.了解码再生原理5.了解锁相环对消除相位抖动的作用二、实验内容③FSK调制实验1.FSK实验.①载频和位定时实验②伪随机码基带信号实验2.FSK解调实验①载波整形实验②过零检测法解调FSK基带实验③过零检测法提取位同步信号实验④基带判决形成实验⑤解调FSK基带眼图实验三、FSK基本原理移频键控，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

2、屮，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(FrequencyShiftKeying)FSK广泛应用于低速数据传输设备屮，根据国际电报和电话咨询委员会(CC1TT)的建议，传输速率为1200波特以下设备一般釆用FSKoFSK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來传输数据的低速、低成本，调制解调制器的一种主要调制方式。在一个FSK系统屮，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

3、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二(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f1二fo+fs,f2二fo-fs；曲线b对应的fl=fo-0.4s,f2=fo-0.4so从图4.1中我们可以看出：(1)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。(1)相位连续FSK若两个载频之差较小，比如小于fs,则连

4、续谱出现单蜂；若两个载频之X二图4・la相位不连续信号的频谱示意图二、实验原理和电路说明图4.lb相位连续信号频谱示间图差逐渐增大，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Af约为本实验为传输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。f—foFs实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类:直接调频法和移频键控法。本实验就是移频键控法，它便于用数字集成电路来实现。数字频率调制的解调方法一般有三种:鉴频法、过零检测法和差分检波

5、法。本实验采用过零检测法。目前，低速率的移频键控调制解调器己有专用的集成电路，例如MOTOROLA公司的MC6860等。本实验为帮助实验者理解原理仍采用小规模集成电路实验。实验电路的总方框图如图4.2所示。实验电路分成FSK发送（调制）和FSK接收（解调）两部分（合装在一个实验架上），左为FSK发，包括方波源、调制器、M序列发生器等；右为FSK收，包括过零检测、位同步、码再生等。FSK发送部分线路图示于图4.3,FSK接收部分线路图示于图4.4。（一）方波源和M序列发生器方波源由4MHZ晶振产生，经4分频产生1MHZ方波，再经10分频，产生100KHZ,8分频产生

6、125KIIZ调制载波。M序列发生器由四级移位寄存器组成，形成长度为2'1二15的伪随机序列，充当信码。其信码定时是方波源输岀信号经40分频得到。速率25Kb/s。（二）调制器调制器为全数字的可变分频比的分频链。其逻辑图如图4.5所示。从图4.5可以看出，信码为、、1〃时，分频链作10分频，即输出频率为''0〃时，分频链作8分频，输出频率为125KHZ。由于这时的输出为对称方波，所含频率分量较丰富，即要占据较宽的信道频带，为节省频带，在送入信道前，只取基频分量就可以了，所以在调制器后接有一带通滤波器，中心频率为112.5KHZ,其带宽应为多少，作为思考题留作实验报

7、告的一项计算内容。这样，在发送部分的输出端，就得到相对于、'1〃和'、0〃码的100KIIZ和125KHZ的正弦波。但是,如果带通的中心(a)发送部分限幅2.1微分轅流2.2窄脉冲形成iJ衣检测►单稳态21?SK形整形-零测整述检.81-2-带通微分整流低低1J0-O：通通2J2,3过冬检测浓解基帶实验奈伞斯特准则位同步提取实验均衡实验一1U冬码变换2.4•K3图4.2I；SK系统方框图码输岀I132.10锁相环减少CP相位抖动实验眼图与判决时间选择实验图4.5FSK调制器频率发生偏移或带通的通带特性不平坦，都会给输出的FSK信号带来寄生调幅，应尽量使之减小。（三

8、）过零检测