FSK(ASK)调制解调实验

通信原理实验
第四次实验
实验名称：FSK(ASK)调制解调实验学生班级：电信1。

班（嵌入式）学生姓名：李某学号：
学生姓名：陈某学号：
指导教师：朱
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）锁环解调器的工作原理及性能测试。

（3）学习FSK（ASK）调制、解调的硬件实现，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双踪示波器一台
（6）小平口螺丝刀一只
（7）频率计一台（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，它的电原理图，如图 4-1 所示。

16K02为两 ASK已调信号叠加控制跳线。

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。

因此，本实验箱没有专门设置ASK 实验单元电路。

图4-1中，输入的数字基带信号分成两路，一路控制f,=32KHz的载频，另一路经反相器去控制fz=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f,=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fz=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(f,, f力由时钟与基带数据发生模块产生的方波，经射随、选频滤波、射随、再送至模拟开关4066。

载频f，的幅度调节电位器16W01，载频f: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4-2所示。

FSK锁相解调器采用集成锁相环芯片MC4046。

其中，压控振荡器的频率是由17C02, 17809, 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。

四、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;
设置为“00010"，4P01产生2K的31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。

32kHz载波波形如下：
16W02:调节16KHz载波幅度大小，调节峰峰值4V。

16kHz载波波形如下：
用示波器对比测量16TP03, 16TP04两波形。

6. FSK调制信号和匕调信号波形观察:
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调制信号和匕调信号波形，记录实验数据。

实验结果如下所示：
可以看到“1”码对应于高频信号，“0”码对应于低频信号。

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。

波形如下：
五、实验感想
通过此次实验我基本掌握了FSK（ASK）调制器的工作原理和他的性能测试方法，熟悉了FSK（ASK）锁环解调器的工作原理，也熟知了学习FSK（ASK）调制、解调的硬件实现的方法，掌握了电路调整测试的方法，对我的帮助还是挺大的。