频移键控调制与解调实验

实验六频移键控调制与解调实验

一．实验目的：

1。理解FSK调制调制工作原理及电路组成。

2。理解利用锁相环解调FSK的原理和实验方法。

二、实验原理

数字调频又可称作移频键控，它是利用载频频率变化来传递数字信息。数字调频信号可以分为相位连续和相位离散两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器组供，它们之间相位互不相关，这就叫相位离数的数字调频信号:若两个振荡频率由同一振荡信号源提供，只是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。本实验电路中,由实验一提供的载频频率经过电路分频而得到的两个不同频率的载频信号，则为相位连续的数字载频信号。

(一)FSK调制电路工作原理

1.FSK调制原理框图：

由图6—1可知，插入的基带信号由74LS04转接后分成两路，一路控制fi =32KHz的载频，另一路经倒相去控制=16KHz的载频，当基带信号为“1"时,模拟开关1打开，模拟开关2关闭，此时载频fl =32KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关1关，闭，模拟开关2开通.此时播出=16KHz，于是可在输出端得到已调的FSK信号。电路中的两路载频（f1,f2)由时钟信号发生器产生,经过开关中K901,K902送入.两路载频分别经射随、选频滤波、射随、再送至模拟开关U901：A与U902；B（4006）。

关于FSK调制原理图波形见图6 -2所示。

(二)FSK解调电路工作原理

FSK集成电路模拟锁相环解调器由于性能优越，价格低廉,体积小，所以得到了越来越广泛的应用。

（1）FSK解调电原理框图。

FSK集成电路模拟锁相环解调器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fl上，对应输出高电平，而对另一载频失锁,对应输出低电平,那么在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列，解调器框图如图6—3所示。

FSk锁相环解调器中的集成锁相环选用CD4046,其特性参数见附表.

CD4046集成电路中有两个数字鉴相器（PDI，PDII），一个压控振荡器（VCO），还有输入放大电路,环路低通滤波器接在集成电路的外部。

压控振荡器的中心频率设计在32KHz。当锁相环锁定时，鉴相器PDII输出端为低电平，锁定只是输出脚为高电平，锁相器PDI输出为低电平，PDI输出和锁定指示输出经或非门U903;A（74LS32)和U904；B(74ls04)后输出为低电平，在京积分电路和肺门U904；;C（74LS04）输出为高电平。在经过U904;D（74LS04）整形电路反相后输出。

当输入信号为16 KHz是，环路失锁。此时环路对16KHz在品德再评跟踪破坏,鉴相器输入端的两个比较信号存在频差，经鉴相器PDI后输出一串无规则矩形脉冲，而锁定指示（第一应交)输出为低电平，PDI输出和锁定指示输出经或非门U903；A与U904：B后，输出认为无规则矩形脉冲，这些矩形脉冲经济分期合肥门U904:C后输出为低电平.环路对32 KHz载频锁定实时输出高电平，对16KHz载频失锁时就输出低电平.只要适当选择环路参数，是他对32KHz锁定，对16KHz失锁，则在解调器输出端就得到解调输出的基带信号序列。

三、实验内容

1．测试FSK调制电路TP901-TP907各测量点波形，并作详细分析。

2．测试FSK解调电路TP908 —TP910各测量点波形，并作详细分析.

四、实验步骤

1．接通电源，按下按键开关:K1、K2、K900,使电路工作.

2．跳线开关设置：K901 （1-2、K902(2—3).

3．在CA901上插上电容（4700 PF）调节W903、W904，使TP909的频率为29—

30 KHz之间，然后，K902接1—2脚，此时TP909频率上升。

4。调节W901。W902，使TP907、TP904输出的波形幅度平齐，幅值约为2V。

5．观察TP901-TP910波形，并作记录。

五、测量点参考波形

TP901：输出频率为32 KHz、占空比为50％的方波。

TP902：输出频率为16 KHz、占空比为50%的方波。

TP903:调节电位器W901，使TP903输出频率为32 KHz的正弦波.

TP904:调节电位器W902，使TP904输出频率为16 KHz的正弦波。

TP905：输出7位的伪随机码序列.

TP906: 波形同TP905，相位相反.

TP907：调制信号输出。

TP908：调制信号输入到锁相环，波形同TP907。

FP909：锬相环输出的方波(因锁相环工作于锁定失锁两种状态，所以波形不稳定）

TP910：输出7位的伪随机码序列。

六、实验仪器

1．双踪示波器一台

2．频率计一台

3．三用表一台

七、实验中遇到的问题及分析

（1)在实验的过程中，按照实验步骤进行，步骤(3）中要求调节W903、W904，使TP909的频率为29-30 KHz之间，但是进行实际操作时，我们不论怎么调节W903、W904，TP909的输出频率怎么也达不到这个要求，实际的情况就是，调节W903、W904，对输出频率没有太大的影响，经过分析，我们判定实验仪器老化，可能电位器已经损坏，虽然频率不够准确，但是幅值其他都没有太大偏差,所以继续试验。

（2）进行到实验的最后一步，在测试TP910的波形时，理论上应该输出7位的伪随机码，但是，实际情况是示波器无论怎么调节，就是没有正常的显示。我们分析,可能是上一个步骤中频率没有达到要求，导致这一步受到前边的影响，这也是理论与实际之间存在的差距。

八、实验总结

。通过本实验，本人理解FSK调制调制工作原理及电路组成，理解利用锁相环解调FSK 的原理和实验方法。学会了将理论运用到实践，并用实践的结果证明了理论，在今后的学习过程中，我们要继续发扬这种学习方法，勤动手，多动脑，这样才能学到真正正的本领.