内容发布更新时间 : 2024/9/30 2:23:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
计算机与信息工程学院实验报告
专业：通信工程 年级/班级： 20 级 2015—2016学年第二学期 课程名称 通信原理课程设计 指导教师 本组成员 学号姓名 实验地点 实验时间 项目名称 实验类型 验证性 数字调制与解调 一、实验目的
1. 2. 3. 4.
掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 掌握用键控法产生2FSK信号的方法。 掌握2FSK过零检测解调原理。
了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验仪器或设备
1. 通信原理教学实验系统 TX-6（武汉华科胜达电子有限公司 2011.10） 2. LDS20410示波器（江苏绿扬电子仪器集团有限公司 2011.4.1） 三、总体设计
3.1 数字调制
3.1.1
实验内容：
1、 用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、 用示波器观察2FSK信号波形。
3、 用频谱仪观察数字基带信号频谱及2FSK信号的频谱。
3.1.2 基本原理：
本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2FSK信号。调制模块内部只用+5V电压。
数字调制单元的原理方框图如图1-1所示。
晶振÷2(A)滤波器CAR放大器2PSK调制 射随器2DPSK÷2(B)滤波器CAR/22FSK调制CAR2FSKNRZAK BS码变换BK2ASK调制2ASK
图1-1 数字调制方框图
本单元有以下测试点及输入输出点：
? CAR ? BK
2DPSK信号载波测试点 相对码测试点
2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V
? 2FSK
用1-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对
应关系如下：
? ?2（A） ? ?2（B） ? 滤波器A ? 滤波器B ? 码变换
U8：双D触发器74LS74 U9：双D触发器74LS74 V6：三极管9013，调谐回路 V1：三极管9013，调谐回路
U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86 U22：三路二选一模拟开关4053 V5：三极管9013 V3：三极管9013
? 2FSK调制 ? 放大器 ? 射随器
2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，通过分频和滤波得到。 2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为
S(t)?m(t)cos?c1t?m(t)cos?c2t
式中m(t)为NRZ码。
fc1-fs fc1 fc2 fc2+fs 2FSK f
2FSK信号功率谱
设码元宽度为TS，fS =1／TS在数值上等于码速率， 2FSK的功率谱密度如图所示。多进制的MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。
本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2FSK也具有离散谱。
3.2 数字解调
3.2.1 3.2.2
实验内容
1、 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
基本原理
2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
2FSK-IN单稳1整形1单稳2相加FD器低通滤 LPF波器抽样判决器整形2CM抽样器AK-OUT (b)BS-IN
数字解调方框图 2FSK过零检测解调
本实验采用采用过零检测法解调2FSK信号。2FSK模块内部使用+5V电压。图为解调器的原理方框图。
2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： ? FD ? LPF ? CM
2FSK过零检测输出信号测试点 低通滤波器输出点/测试点 整形输出输出点/测试点 位同步信号输入点
解调输出信号的输出点/测试点（3个）
? BS-IN ? AK-OUT
2FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下： ? 整形1
U34:A：反相器74HC04 U35：单稳态触发器74123 U36：或门7432
U37：运算放大器LM318；若干电阻、电容 U34:B：反相器74HC04
U38:A：双D触发器7474
? 单稳1、单稳2 ? 相加器
? 低通滤波器 ? 整形2
? 抽样器
在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的，故解调器输入端就没加带通滤波器。 2FSK解调器工作原理及有关问题说明如下：
? 图3-4为2FSK过零检测解调器各点波形示意图，图中设“1”码载频等于码速率的两倍，“0”码载频等于码速率。
? 整形1和整形2的功能与比较器类似，在其输入端将输入信号叠加在2.5V上。74HC04的状态转换电平约为2.5V，可把输入信号进行硬限幅处理。整形1将正弦2FSK信号变为TTL电平的2FSK信号。整形2和抽样电路共同构成一个判决电平为2.5V的抽样判决器。