实验类型：□验证 □综合 □设计 □创新 实验日期： 实验成绩：___________ 实验名称 指导教师 实验目的 仪器设备 与耗材 实验六 2FSK调制与解调实验 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。 1、信号源模块 2、数字调制模块 3、数字解调模块 4、20M双踪示波器 1、2FSK调制 图6-1是2FSK调制数字键控法原理框图。 图6-1 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6-2所示。 实验 基本原理 图6-2 2FSK调制信号波形 2、2FSK解调 我们采用过零检测法，其原理框图如图6-3所示。 图6-3 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6-3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p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p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6-4所示。 图6-4 2FSK解调各测试点波形 1、将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。 实验步骤 与 实验记录 4、2FSK调制 （1）实验连线如下： 信号源模块 数字调制模块 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）数字调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成1010，即2FSK调制方式。 （3）以数字调制模块“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： 数字调制模块 数字解调模块 调制输出（数字键控法调制）--------ii制输入（FSK解调） 信号源模块 数字解调模块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”与数字解调模块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。