通原实验5-数字调制FSK实验.ppt

通信原理实验 数字调制与解调系统实验 数字调制与解调技术的重点是:数字基带信号与数字频带信号之间的转换,实验的目的是掌握实现这种转换的技术。目前数字调制采用最多的方法是键控法,它是用数字基带信号控制高频载波的可控参数。实际工程中常应用的数字调制方式有:ASK、FSK与PSK。 数字移频键控FSK 调制与解调实验 (3) 2、掌握与学会对FSK调制信号解调原理与测试技能。 数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式，由于这种调制与解调的方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能强，因此在中低速数据通信系统中得到较为广泛的应用。通过此实验： 1、进一步加深对数字调制技术中的移频键控FSK调制器工作原理及电路组成的理解与掌握。 一、实验目的 3. FSK调制基带信号的产生与观测 2. FSK信号传号频率与空号频率的产生与测量 4. FSK调制信号的产生与频谱观察和测量 1. 移频键控FSK调制与解调电路的组成分析 二、实验内容 5. FSK调制信号的解调过程的信号观察和测量 三、实验应知知识 数字频率调制又称频移键控，简记FSK,二进制频移键控记作2FSK。 FSK的基本原理是用载波的频率变化来传送数字消息，即把数字信号调制成模拟信号，其目的是实现频谱的搬移。 在数字通信系统中，这种频率的变化不是连续的，而是离散的。如在二进制的数字频率调制系统中，可用两个不同的载波来传送数字信息，即把“1”调制成频率为f1的载波,把“0”调制成频率为f2的载波。那么，2FSK信号便是符号“1”(传号)对应于载频f1,符号“0”(空号)对应于载频f2来实现。 根据国际电报和电话咨询委员会（ITU-T）的建议，传输速率为1200波特以下的设备一般采用FSK方式传输数据。在衰落信道（短波通信）中传输数据时，它也被广泛应用。 1.数字移频键控FSK调制的基本原理 2．FSK调制信号的产生 注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连续的，因此有相位连续的FSK及相位不连续的FSK之分。并分别记作: CPFSK(Continuous Phase FSK) DPFSK(Discrete Phase FSK) 二进制移频键控是用两个不同频率的正弦波分别代表二进制数字符号“1”(传号)或“0”(空号)来传递信息的。 因此，实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。 ①直接调频法 ②移频键控法。 2.1 相位不连续DPFSK信号的产生 两个高频载波的频率分别由两个不同频率的独立振荡器提供,即： u t 1 振荡器 u t f1 2 振荡器 f2 不同频率的载波信号分别输送到电子开关，即门电路，并由其控制输出。 门 1 门 2 电子开关的开启与关闭受数字基带信号的控制。 数字基带信号 u t 反相 当数字基带信号为“1”时，门2关闭。门1打开，输出频率为f1的信号。 u t f1 当数字基带信号为“0”时，门1关闭。门2打开，输出频率为f2的信号。 u t 加法器 门电路的输出信号经加法器处理，即可输出FSK信号，可见，其载波的频率受数字基带信号的控制，从而实现频率调制。 u t FSK 由于在两个码元转换时刻，它们之间前后码元的相位互不相关，即相位不连续，记作DPFSK。 2.2 相位连续CPFSK信号的产生 两个高频载波分别由同一个独立的振荡器，经不同的分频器后产生,即： 高频 振荡器 u t 二 分 频 四 分 频 u t f1 u t f2 不同频率的载波信号分别输送到电子开关，即门电路，并由其控制输出。 门 1 门 2 电子开关的开启与关闭受数字基带信号的控制。 数字基带信号 u t 当数字基带信号为“1”时，门2关闭。门1打开，输出频率为f1的信号。 反相 u t 当数字基带信号为“0”时，门1关闭。门2打开，输出频率为f2的信号。 f1 u t 加法器 门电路的输出信号经加法器处理，即可输出FSK信号，可见，其载波的频率受数字基带信号的控制，从而实现频率调制。 f2 u t FSK 由于两个载波频率由同一振荡信号源提供，只是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号,记作CPFSK. 分析可知，2FSK信号可以看作两路2ASK信号的叠加。 1 0 0 1 功率谱 2FSK信号可看作两个不同频率交替发送的2ASK信号的叠加， 2.3 功率谱特性 是将基带信号功率谱经两次线性搬移（分别搬移到?C1和?C2处）后的叠加。 功率谱 因此，其功率谱 2FSK 信号功率谱 解调 三、实验应知知识 3.1 ? 2FSK解调电路与工作原理 数字调频信号的解调方法很多，可以分为线性鉴频法和分离滤波法两大类。 线性 鉴