信号源模块 解调模块 BS —————————————ASK－BS

（2）示波器双踪两两观测“ASK－IN”、“OUT1”、“OUT2”、“OUT3”测试点

波形。

（3）调节“ASK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“OUT3”与“OUT4”

测试点波形，分析随判决电压值的不同，“OUT4”波形的变化。

（4）示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与解调模块“ASK－OUT”测试点码型，对

比2ASK解调还原的效果。

（5）改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。

六、课后扩展题

根据2ASK调制数字键控法原理框图，使用MC14066芯片自行设计一个数字键控法2ASK调制电路，搭建硬件电路，通过实验调试检验实际效果。

有兴趣的同学还可根据2ASK调制模拟相乘法原理框图，使用MC1496芯片自行设计一个模拟相乘法2ASK调制电路，搭建硬件电路，通过实验调试检验实际效果。

实验十五 2FSK调制与解调实验

一、实验目的

1、掌握2FSK调制的原理及实现方法。 2、掌握2FSK解调的原理及实现方法。

二、实验内容

1、采用数字键控法2FSK调制，观测2FSK调制信号的波形。 2、采用过零检测法2FSK解调。

三、实验仪器

1、信号源模块 一块 2、调制模块 一块 3、解调模块 一块 4、20M双踪示波器 一台

四、实验原理

1、2FSK调制

2FSK（二进制频移键控，Frequency Shift Keying）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。

2FSK信号的产生方法主要有两种：一种采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元期间输出f0或f1两个载波之一。

图12-1是2FSK调制数字键控法原理框图。

载波1384K开关电路1调制输出NRZ输入开关电路2载波2192K

图12-1 2FSK调制数字键控法原理框图

为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz、192KHz正弦载波信号，载波1频率是数字信号码速率的整4倍关系，载波2频率是数字信号码速率的整2倍关系，即NRZ码为“1”的一个码元对应正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应正弦载波的2个周期。

实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ码用来控制门的通/断。当NRZ码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，正弦载波1通过门1输出；当NRZ码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，正弦载波2通过门2输出。门的输出即为2FSK调制信号，如下图12-2所示。

ar21 0 1 1t0 Ts 2Ts 3Ts 4TsS2FSK(t)A0-At 图12-2 2FSK调制信号波形

2、2FSK解调

2FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。这里采用过零检测法，其原理框图如图12-3所示。

单稳输出1调制输入单稳1过零检测滤波输出判压输出解调输出相加单稳2单稳输出2LPF电压判决“FSK判决电压调节”旋转电位器抽样判决BS输入图12-3 2FSK解调过零检测法原理框图

2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数可以得到关于频率的差异。 如上图12-3所示，2FSK已调信号从“调制输入”测试点送入可重触发单稳态触发器中，“单稳1”触发器和“单稳2”触发器分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，即单稳态触

发器分别检测出已调信号的0相位和π相位。“单稳输出1”测试点信号对应2FSK已调信号中所有的0相位有一个尖脉冲，“单稳输出2”测试点信号对应2FSK已调信号中所有的π相位有一个尖脉冲，过零脉冲的宽度由触发器集成电路外接的电阻和电容确定。

“单稳输出1”和“单稳输出2”两波形相加，得“过零检测”信号，即对应2FSK已调信号全部的过零点有一个尖脉冲。

“过零检测”信号经二阶低通滤波器滤除高频分量，得“滤波输出”信号。

“滤波输出”信号再经电压比较器判决，得“判压输出”信号。用来作比较的判决电压电平可通过“FSK判决电压调节”旋转电位器来调节。

最后“判压输出”信号经位同步抽样判决，得“解调输出”信号。 解调过程中各测试点波形如下图12-4所示。

NRZ码0110010调制输入单稳输出1单稳输出2过零检测滤波输出判决电平判压输出01100100解调输出110010

图12-4 2FSK解调各测试点波形

五、实验步骤

1、将信号源模块、调制模块、解调模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 3、信号源模块设置 （1）“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。

24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。

（2）调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度与“192K正弦载

波”输出幅度相等，为3.6V左右。

说明：当“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”幅度相等时，有下图所

示相位对齐关系。

0t0相位2π相位384K正弦载波0t0相位2π相位192K正弦载波

4、2FSK调制

（1）实验连线如下：

信号源模块 调制模块

NRZ ———————— NRZ输入（数字键控法调制） 384K正弦载波————载波1输入（数字键控法调制） 192K正弦载波————载波2输入（数字键控法调制）

（2）调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成1010，即选择2FSK调制方式。 （3）以调制模块“NRZ输入”的信号为内触发源，示波器双踪观测“NRZ输入”和“调

制输出”测试点波形。

（4）改变信号源模块NRZ码的码型，观察2FSK调制信号波形的相应变化。 5、2FSK解调

（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：

调制模块 解调模块

调制输出（数字键控法调制）——调制输入（FSK解调）

信号源模块 解调模块

BS —————————————BS输入（FSK解调）

（2）示波器观测“单稳输出1”、“单稳输出2”、“过零检测”、“滤波输出”测试

点波形。

（3）调节“ASK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“滤波输出”与“判压

输出”测试点波形，分析随判决电压值的不同，“判压输出”波形的变化。 （4）示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与解调模块FSK解调“解调输出”测试点码

型，对比2FSK解调还原的效果。

（5）改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。

六、课后扩展题

根据2FSK调制数字键控法原理框图，使用MC14066芯片自行设计一个数字键控法2FSK调制电路，搭建硬件电路，通过实验调试检验实际效果。

实验十六 2PSK调制与解调实验

一、实验目的

1、掌握2PSK调制的原理及实现方法。 2、掌握2PSK解调的原理及实现方法。

二、实验内容

1、分别采用数字键控法、模拟相乘法2PSK调制，观测2PSK调制信号的波形。 2、采用相干解调法2PSK解调。

三、实验仪器

1、信号源模块 一块 2、调制模块 一块 3、解调模块 一块 4、20M双踪示波器 一台

四、实验原理

1、2PSK调制

2PSK（二进制相移键控，Phase Shift Keying）信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传“1”和传“0”。

2PSK信号产生的方法有两种：模拟调制法和数字调制法。

单极性输入双极性输出码型变换乘法器调制输出基带输入载波输入

图13-1 2PSK调制模拟相乘法原理框图

上图13-1是2PSK调制模拟相乘法原理框图。信号源模块提供码速率96K的NRZ码和384K正弦载波。在2ASK中数字基带信号是单极性的，而在2PSK中数字基带信号是双极性的。故先将单极性NRZ码经码型变换电路转换为双极性NRZ码，然后与384K正弦载波相乘，便得2PSK调制信号。乘法器的调制深度可由“调制深度调节”旋转电位器调节。

载波1384K开关电路1调制输出NRZ输入反相器开关电路2

图13-2 2PSK调制数字键控法原理框图

上图13-2是2PSK调制数字键控法原理框图。为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz正弦载波信号，NRZ码为“1”的一个码元对应0相位起始的正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应π相位起始的正弦载波的4个周期。