FSK调制解调实验报告

FSK调制解调实验报告

一、实验目的：

1．掌握FSK调制器的工作原理及性能测试；

2．掌握FSK锁相解调器工作原理及性能测试；

3.学习FSK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序列基带数据FSK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调制信号的频谱。

改变信噪比，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。

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/FSK系统中，默认输入信号应该为2K的时钟信号，在时钟与基带数据发生模块有2K的M序列输出，可供该实验使用，可以通过连线将时钟和数据送到JCLK和JD输入端。标有ASK.FSK的输出铆孔为调制信号的输出测量点，可以通过按动模块上的SW01按钮，切换输出信号为ASK或FSK，同时LED指示灯会指示当前工作状态。

FSK解调电路工作原理

FSK解调采用锁相解调，锁相解调的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频上，此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。下图为FSK锁相环解调器原理示意图和电路图。

FSK锁相解调器采用集成锁相环芯片MC4046。其中，压控振荡器的频率是由17C02.17R09.17W01等元件参数确定，中心频率设计在32KHz左右，并可通过17W01电位

器进行微调。当输入信号为32KHz时，调节17W01电位器，使环路锁定，经形成电路后，输出高电平；当输入信号为16KHz时，环路失锁，经形成电路后，输出低电平，则在解调器输出端就得到解调的基带信号序列。

五、各测量点和可调元件的作用

1、数字调制电路模块接口定义：

信道编码与ASK、FSK、PSK、QPSK调制模块JCLK：2K时钟输入端；JD：2K 基带数据输出端；

ASK、FSK：FSK或ASK调制信号输出端；

SW01：调制模式切换按钮；

L01L02：指示调制状态。

2、FSK解调模块接口定义：

17P01：FSK解调信号输入铆孔；

17P02：FSK解调信号输出，即数字基带信码信号输出，波形同16P01。

17TP02：FSK解调电路中压控振荡器输出时钟的中心频率，正常工作时应为32KHz左右，频偏不应大于2KHz，若有偏差，可调节电位器17W01；

17W01：解调模块压控振荡器的中心频率调整电位器；

数字调制电路模块：

FSK调制模块

CD4046原理框图：

六、实验步骤：

1、插入有关实验模块

在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：

对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。

2、信号线连接

使用专用导线按照下表进行信号线连接：

3、加电

打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。

4、实验设置

设置拨码器4SW02为“00000”，则4P01产生2K的15位m序列输出，4P02产生2K的码元时钟。

按动SW01按钮，使L02指示灯亮，“ASK、FSK”铆孔输出为FSK调制信号。

5、FSK调制信号波形观察

用示波器通道1观测“4P01”，通道2观测“ASK、FSK”，调节示波器使两波形同步，观察基带信号和FSK调制信号波形，分析对应“0”和“1”载波频率，记录实验数据。

6、FSK解调观测

无噪声FSK解调

调节3W01，使3TP01信号幅度为0，即传输的FSK调制信号不加入噪声。

用示波器分别观测JD和17P02，对比调制前基带数据和解调后基带数据。两路数据是否有延时，分析其原理。

调节解调模块上的17W01电位器，使压控振荡器锁定在32KHz，同时注意对比JD和17P03的信号是否相同。

加入噪声FSK解调

在保持上述连线不变的情况下，逐渐调节3W01，使噪声电平逐渐增大，即改变信噪比，观察解调信号波形是否还能保持正确。

用示波器观察3P01和3P02，分析加噪前和加噪后信号有什么差别。

7、ASK调制解调观测