通信原理-FSK实验报告

通信原理实验报告FSK传输实验

李会希

李梦瑶

2013年12月15日

一、实验名称：FSK传输实验

二、实验目的：

1、熟悉FSK调制和解调基本工作原理

2、掌握FSK数据传输过程

3、掌握FSK正交调制的基本工作原理与实现方法

4、掌握FSK性能的测试

5、了解FSK在噪声下的基本性能

三、实验仪器

1、Z H7001通信原理综合实验系统一台

2、20MHz双踪示波器一台

3、Z H9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台

4、频谱分析仪一台

四、实验步骤

（一）FSK调制

1.FSK基带信号观测

（1）TPi03是基带FSK波形（D/A模块内）。通过菜单选择为1码输入数据信号，观测TPi03信号波形，测量其基带信号周期。周期为：26.70us

（2）通过菜单选择为0码输入数据信号，观测TPi03信号波形，测量其基带信号周期。将测量结果与1码比较。周期为：53.40us，频率比1码低。全1码的频率

是全0码频率的2倍。

2．发端同相支路和正交支路信号时域波形观测

TPi03和TPi04分别是基带FSK输出信号的同相支路和正交支路信号。测量两信号的时域信号波形时将输入全1码（或全0码），测量其两信号是否满足正交关系。(由图x=0处可见一个处于峰值，一个为0，故两信号正交。)

思考：产生两个正交信号去调制的目的?

答：如果只采一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器。若用两个正交信号去调制，可以提高频带利用率、降低干扰。

3发端同相支路和正交支路信号的李沙育（x-y）波形观测

将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。

通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。

全0码或全1码：

0/1码或特殊码型：

4连续相位FSK调制基带信号观测

（1）TPM02是发送数据信号（DSP+FPGA模块左下脚），TPi03是基带FSK波形。测量时，通过菜单选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。观测TPM02与

TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点发送波形的相位

连续。

思考：非连续相位FSK 调制在码元切换点的相位是如何的？

答：不连续，当包含

N （N 为整数）个载波周期时，初始相位相同的相邻码元的波形和瞬时相位是连续的，当不是整数时，相邻码元波形和瞬时相位是不连续的。

（2）通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。记录测量结果。

由以上两个图我们可以明显看出FSK 调制方式对0码和1码分别用不同频率的载频波调制。

5.FSK 调制中频信号波形观测

在FSK 正交调制方式中，必须采用FSK 的同相支路与正交支路信号；不然如果只采一路同相FSK 信号进行调制，会产生两个FSK 频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器，如图4.1.12所示：

正交调制

频率

频率

幅度

幅度

幅度

频率一般调制

基带频谱

中频频谱

带通滤波器

图4.1.12 FSK 的频谱调制过程

（1）调制模块测试点TPK03为FSK 调制中频信号观测点。测量时，通过菜单选择为0/1

码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。观测TPM02与TPK03点波形应有明确的信号对应关系。

（2）通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。

（3）将正交调制输入信号中的一路基带调制信号断开（D/A模块内的跳线器Ki01或Ki02），重复上述测量步骤。观测信号波形的变化，分析变化原因。

断开Ki01后0/1码：

由图易得：密集处代表1；稀疏处代表0。

五、实验报告

1、FSK正交调制方式与传统的一般FSK调制方式有什么区别? 其有哪些特

点 ?

一般FSK调制方式产生FSK信号的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器之间切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的。而FSK正交调制方式产生FSK信号的方法是，先产生FSK基带信号，再利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是连续的。在FSK正交调制方式中，必须采用FSK的同相支路与正交支路信号，不然若只采用一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号。

2、TPi03和TPi04两信号具有何关系？

正交

3、画出各测量点的工作波形；

见上各图。

4、叙述位定时的调整过程，并说明输入码字对位定时恢复的影响？在实际通信中为什

么要加扰码措施？

输入码字数据中的连1连0对于手段位定时的提取有很大的影响。对于收端来讲，若要准确的提取位定时，则要求接收码流不能有太多的连1连0（即接收码流应该有丰富的跳变沿），因此接收码流中连1连0的数目会直接影响位定时的恢复。

在实际通信中，采取扰码措施可以改变接收码流中连1连0的分布，使得码流中连1或连0码数目不会超过4个，从而有利于位定时的恢复。