实验七 振幅键控(ASK)调制与解调实验
ASK
二进制振幅键控（ASK）调制与解调设计一、ASK 调制解调系统的原理1、ASK调制原理及其方法数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作 2ASK。
2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。
有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。
借助于第3 章幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为e0 = s(t) cos ωc t式中，c 为载波角频率， s(t ) 为单极性 NRZ 矩形脉冲序列s(t) = ∑ a n g (t - nT b )其中， g(t) 是持续时间为 Tb 、高度为 1 的矩形脉冲，常称为门函数，an 为二进制数字。
2、ASK实现有两种方法；A、乘法器实现法. a、乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。
b、带通滤波器的输出是振幅键控信号。
c、乘法器常采用环形调制器。
B、键控法键控法是产生ASK信号的另一种方法。
二元制ASK又称为通断控制（OOK）。
典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。
示意图如图1所示。
图1 3、ASK 解调原理及设计方法ASK 信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。
包络检波法的原理方框图如图2 所示:带通滤波器（BPF ）恰好使 2ASK 信号完整地通过，经包络检测后输出其包络。
低通滤波器（LPF ）的作用是滤除高频杂波，使基带信号（包络）通过。
抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。
定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄的脉冲，通常位于每个码元的中央位置，其重复周期等于码元的宽度。
不计噪声影响时，带通滤波器输出为 2ASK 信号。
经抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列{an}。
相干检测法原理方框图如图3 所示相干检测就是同步解调，要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干载波。
实验三-ASK调制及解调实验
实验三-ASK调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生ASK信号的方法。
2、掌握ASK非相干解调的原理。
二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图信号源PN15128K基带信号调制输出载波1ASK解调输出门限判决LPF-ASK低通滤波整流输出半波整流解调输入门限调节9#数字调制解调模块ASK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一ASK调制概述：ASK调制实验中，ASK（振幅键控）载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中，通过调节输入PN序列频率或者载波频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形，观测每个码元对应的载波波形，验证ASK调制原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口信号源：PN信号源：128KHz目的端口连线说明模块9：TH1(基带信号)调制信号输入模块9：TH14(载波1)载波输入模块9：TH4(调制输出)模块9：TH7(解调输入)解调信号输入2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【ASK数字调制解调】。
将9号模块的S1拨为0000。
3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节128KHz载波信号峰峰值为3V。
4、实验操作及波形观测。
（1）分别观测调制输入和调制输出信号：以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH4，验证ASK调制原理。
（2）将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发生变化。
实验项目二ASK解调概述：实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证ASK解调原理。
观测解调输出的中间观测点，如：TP4（整流输出），TP5（LPF-ASK），深入理解ASK解调过程。
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
4.通信原理振幅键控、移频键控、移相键控解调实验
实验十六振幅键控、移频键控、移相键控解调实验一、实验目的1．掌握2ASK相干解调的原理。
2．掌握2FSK过零检测解调的原理。
3．掌握2DPSK相干解调的原理。
二、实验内容1．观察2ASK、2FSK、2DPSK解调信号波形。
2．观察2FSK过零检测解调器各点波形。
3．观察2DPSK相干解调器各点波形。
三、实验器材1．信号源模块2．数字调制模块3．数字解调模块4．同步信号提取模块5．20M双踪示波器一台四、实验原理1．2ASK解调原理。
2ASK解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法，相应的接收系统原理框图如图16-1所示：（a）（b）图16-1 2ASK解调原理框图（a）非相干方式（b）相干方式2． 2FSK 解调原理(a)（a ）cos ωt1(b) （b ）（c ）（a ）非相干方式；（b ）相干方式；（c ）过零检测法图16-2 2FSK 解调原理框图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，相应的接收系统的框图如图16-2所示。
这里采用的是过零检测法对2FSK 调制信号进行解调。
大家知道，2FSK 信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数就可以得到关于频率的差异，这就是过零检测法的基本思想。
用过零检测法对FSK 信号进行解调的原理框图如图16-2（c ）所示。
其中整形1和整形2的功能类似于比较器，可在其输入端将输入信号叠加在 2.5V 上。
2FSK 调制信号从“FSK-IN ”输入。
UA03（LM339）的判决电压设置在2.5V ，可把输入信号进行硬限幅处理。
这样，整形1将2FSK 信号变为TTL 电平；整形2和抽样电路共同构成抽样判决器，其判决电压可通过标号为“2FSK 判决电压调节”的电位器进行调节。
单稳1和单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，它们与相加器UA05（74HC32）一起共同对TTL 电平的2FSK 信号进行微分、整流处理。
实验七 振幅键控(ASK)调制与解调实验
实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生ASK 信号的方法。
2、掌握ASK 非相干解调的原理。
二、实验内容1、观察ASK 调制信号波形2、观察ASK 解调信号波形。
三、实验器材1、信号源模块一块2、③号模块一块3、④号模块一块4、⑦号模块一块5、20M 双踪示波器一台6、连接线若干四、基本原理调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。
由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、2ASK 调制原理。
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。
使载波在二进制基带信号1 或0 的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。
2ASK 信号典型的时域波形如图9-1 所示，其时域数学表达式为：S2 ASK (t) = a n ⋅ A cosωc t（9-1）式中，A 为未调载波幅度， c 为载波角频率，a n 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元。
图9-1 2ASK 信号的典型时域波形2ASK 信号的产生方法比较简单。
首先，因2ASK 信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列S(t) 控制门的通断，S (t) ＝1 时开关导通；S(t) ＝0 时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。
其次，2ASK 信号可视为S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK 调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。
2、2ASK 解调原理。
2ASK 解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法。
通信原理实验ASK调制和解调实验报告
新疆师范大学实验报告2020年4月27日课程名称通信原理实验项目实验四：ASK调制及解调实验物理与电子工程学院电子17-5 姓名赵广宇同组实验者指导教师阿地力一、实验目的掌握用键控法产生ASK信号的方法。
掌握ASK非相干解调的原理二、实验器材主控&信号源模块9号数字调制解调模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一ASK调制概述：ASK调制实验中，ASK（振幅键控）载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中，通过调节输入PN序列频率或者载波频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形，观测每个码元对应的载波波形，验证ASK调制原理实验项目二ASK解调概述：实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证ASK解调原理。
观测解调输出的中间观测点，如：TP4（整流输出），TP5（LPF-ASK），深入理解ASK解调过程。
若解调出的信号与原基带信号有差别，可调节抽样判决旋钮进行微调观察眼图时，1.位同步信号CLK，2.低通滤波输出信号调整主控模块，16K,PN127五、实验分析●ASK即“幅移键控”又称为“振幅键控”，所以又记作OOK信号。
ASK是一种相对简单的调制方式。
●这次实验首先对输入信号利用相关的模块进行ASK调制，再通过加入高斯白噪声传输信道，接着在接收端对信号进行ASK解调，最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
●幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。
●所谓幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。
六、实验总结●第一次进行实验时，开始运行后，跳出了如图所示的提示。
在停止运行后，在加入了数字终端模块后，提示消失，在今后进行数字实验时，可引以为戒。
实验七 振幅键控ASK调制与解调
实验七振幅键控(ASK)调制与解调一、概述为使数字信号在带通信道中传输，必须对数字信号进行调制。
在幅移键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。
最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通－断键控（OOK）。
本实验采用这种方式。
二、实验原理1.调制部分：二进制幅度键控的调制器可用一个相乘器来实现。
对于OOK信号，相乘器则可以用一个开关电路来代替。
调制信号为1时，开关电路导通，为0时切断。
OOK信号表达式：s OOK(t) = a(n)A cos(c t)式中：A －载波幅度，c－载波频率，a(n)－二进制数字信号原理框图基带信号a(n) 已调信号s OOK(t)c2.解调部分：解调有相干和非相干两种。
非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干系统的性能优于非相干系统。
这里采用相干解调。
原理框图低通滤波(t) 解调信号â（n）OOK载波Acos(ωc t)三、实验步骤1.根据ASK调制与解调原理，用Systemview软件建立一个仿真电路，如下图所示：2.元件参数配制Token 0,5：基带信号-PN码序列（频率=10Hz，电平=2，幅度=1V，偏移=1V）Token 1,22：乘法器Token 2, 7,23：载波-正弦波发生器（频率=50Hz，幅度=1V，相位=0deg）Token 14,26：模拟低通滤波器（截止频率=10Hz，阶数=3）Token 15,27：抽样保持器Token 16,28：脉冲（频率=10Hz，幅度=1V，脉宽=0.05s）Token 12,24：比较器（真值=1V，假值=-1V）Token 17,29：门限值（幅度=0.1V）其它为观察点-分析窗3.运行时间设置：采样点数=2048，采样频率=1000Hz4.运行系统：运行该系统后，转到分析窗观察的波形。
5.功率谱：在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。
四、实验报告1．观察并记录实验波形：Token 4-基带信号波形，Token 33-调制波形，Token 18-解调波形，并与理论参考波形相比较。
FSK(ASK)调制解调实验报告
实验6 FSK（ASK）调制解调实验一、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）锁相解调器工作原理及性能测试；3. 学习FSK（ASK）调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。
二、实验仪器：1．信道编码与 ASK.FSK.PSK.QPSK 调制模块，位号： A,B 位2． FSK 解调模块，位号： C 位3．时钟与基带数据发生模块，位号： G 位4． 100M 双踪示波器三、实验内容：观测m序列（1，0， 0/1码）基带数据FSK （ASK）调制信号波和解调后基带数据信号波形。
观测基带数字和FSK（ASK）调制信号的频谱。
改变信噪比（S/N），观察解调信号波形。
四、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 的调制模块采用了可编程逻辑器件+D/A 转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成，因此该模块不仅可以完成 ASK， FSK 调制，还可以完成 PSK， DPSK， QPSK， OQPSK 等调制方式。
不仅如此，由于该模块具备可编程的特性，学生还可以基于该模块进行二次开发，掌握调制解调的算法过程。
在学习 ASK， FSK 调制的同时，也希望学生能意识到，技术发展的今天，早期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代，因此学习应该是一个不断进取的过程。
下图为调制电路原理框图上图为应用可编程逻辑器件实现调制的电路原理图(可实现多种方式调制)。
基带数据时钟和数据，通过 JCLK 和 JD 两个铆孔输入到可编程逻辑器件中，由可编程逻辑器件根据设置的工作模式，完成 ASK 或 FSK 的调制，因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件，因此调制后输出需要经过 D/A 器件，完成数字到模拟的转换，然后经过模拟电路对信号进行调整输出，加入射随器，便完成了整个调制系统。
ASK调制及解调实验报告
实验三ASK调制及解调实验、实验目的1、掌握用键控法产生 ASK信号的方法。
2、掌握ASK非相干解调的原理。
、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图ASK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一 ASK调制概述：ASK调制实验中，ASK （振幅键控）载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中，通过调节输入PN序列频率或者载波频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形，观测每个码元对应的载波波形，验证ASK调制原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】T【通信原理】T【ASK数字调制解调】将9号模块的S1拨为0000。
3、此时系统初始状态为： PN序列输出频率32KHZ，调节128KHZ载波信号峰峰值为 3V。
4、实验操作及波形观测。
（1）分别观测调制输入和调制输出信号：以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH4，验证ASK调制原理。
RIGOL-aoooaojocu?T f- 0 a oorvpT…「. 7TpF 口讲(&卫；1二 融 N 』=：41 V 1 _ …fit实验项目二 ASK 解调概述：实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证 ASK 解调原理。
观测解调输出的中间观测点，如： TP4 （整流输出），TP5（ LPF-ASK ），深入理解ASK 解调过程。
1?Ti 小r^ri »><B. ODusfiiv<m 血匚Fr-e(t=Zl Tell（2）将PN 序列输出频率改为 64KHz ，观察载波个数是否发生变化。
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
2、对比观测调制信号输入以及解调输出：以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH6，调节W1直至二者波形相同；再观测TP4（整流输出）、TP5（ LPF-ASK ） 两个中间过程测试点，验证ASK 解调原理。
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实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握用键控法产生ASK 信号的方法。
2、掌握ASK 非相干解调的原理。
二、实验内容
1、观察ASK 调制信号波形
2、观察ASK 解调信号波形。
三、实验器材
1、信号源模块一块
2、③号模块一块
3、④号模块一块
4、⑦号模块一块
5、20M 双踪示波器一台
6、连接线若干
四、基本原理
调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。
由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、2ASK 调制原理。
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。
使载波在二进制基带信号1 或0 的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。
2ASK 信号典型的时域波形如图9-1 所示，其时域数学表达式为：S2 ASK (t) = a n ⋅ A cosωc t
（9-1）式中，A 为未调载波幅度， c 为载波角频率，a n 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元。
图9-1 2ASK 信号的典型时域波形
2ASK 信号的产生方法比较简单。
首先，因2ASK 信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列S(t) 控制门的通断，S (t) ＝1 时开关导通；S(t) ＝0 时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。
其次，2ASK 信号可视为S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK 调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。
2、2ASK 解调原理。
2ASK 解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法。
五、实验原理
1、ASK 调制电路
在这里，我们采用的是通－断键控法，2ASK 调制的基带信号和载波信号分别从“ASK-NRZ”和“ASK 载波”输入，其实验框图和电路原理图分别如图9-3、图9-4 所示。
图9-3 ASK 调制实验框图
2、ASK 解调电路
图9-5 ASK 解调实验框图
六、测试点说明
1、信号输入点参考说明
ASK-NRZ：ASK 基带信
号输入点。
ASK 载波：
ASK 载波信号输入点。
ASKIN：ASK 调制信号输
入点。
ASK-BS：ASK 解调位同步时钟输入点。
2、信号输出点参考说明
ASK-OUT：ASK 调制信号输出点。
TH2：ASK 信号经低通滤波器后的信号观测点。
ASK-DOUT：ASK 解调信号经电压比较器后的信号输出点（未经同步判决）。
OUT1：ASK 解调信号输出点。
七、实验步骤
（一）ASK 调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7 固定在主机箱上，将黑色塑封
螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、按照下表进行实验连线：
3、以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，用示波器观察
点“ASK-OUT”输出，即为PN 码经过ASK 调制后的波形。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4 控制产生PN 码的频率，
改变送入的基带信号，重复上述实验；也可以改变载波频率
来实验。
5、实验结束关闭电源。
（二）ASK 解调实验
1、接着上面ASK 调制实验继续连线：
2、将模块7 上的拨码开关S2 拨为“ASK-NRZ”频率的16 倍，
如：“ASK-NRZ”选8K 时，S2 选128K，即拨“1000”。
观察模块4 上信号输出点“ASK-DOUT”处的波形，把电位器W3 顺时针拧到最大，并调节的电位器W1（改变判决门限），直到在“ASK-DOUT”处观察到稳定的PN 码。
3、观察ASK 解调输出“OUT1”处波形，并与信号源产生的PN
码进行比较。
调制前的信号与解调后的信号形状一致，相位
有一定偏移。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4 控制产生PN 码，改变送入
的基带信号，重复上述实验；也可以改变载波频率来实验。
5、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据与波形，完成
实验报告。
八、实验报告要求
1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。
2、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并
分析实验现象。
3、对实验思考题加以分析，按照要求做出回答，并尝试画出本
实验的电路原理图。
4、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进建议。