FSK现代通信原理实验报告.doc

2013-2014学年秋季学期【COE9310】现代通信原理实验名称： FSK移频键控实验 学生实验报告学生姓名： 时晓晓 学号： 2011141052 汕头大学工学院电子信息工程系 实验四：FSK移频键控实验一， 实验目的1， 掌握FSK调制基本工作原理2， 掌握FSK解调基本工作原理3， 掌握FSK数据传输过程4， 掌握FSK带宽计算方法。二， 实验仪器1， ZH7001（H）通信原理基础实验箱2,20MHz双踪示波器三， 实验原理在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）；通常FSK信号的表达式为：SFSK=2EbTbcos2fc+2ft 0tTb(二进制1）SFSK=2EbTbcos2fc-2ft 0tTb（二进制0）其中f代表信号载波的恒定偏移。FSK信号的传输带宽Br，由Carson公式给出：Br=2f+2B其中B为数字基带信号的带宽，假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲的带宽B=R。因此，FSK的传输带宽变为Br=2（f+R）在ZH7001(II)型的FSK调制框图如图：用数字基带信号的电平高低不同控制UE01（CD4046）内部的压控振荡器的振荡频率。当输入码元为0时，振荡频率6-9KHz，当输入码元为1时，振荡频率为20-24KHz。这些频率范围的调整是通过WE01，WE02来获取的。其中WE01调整1,0信号的幅度，从而达到控制传号频率与空号频率的间隔。WE02是调整送入到VCO输入端信号的直流偏移，通过WE02达到控制FSK中心频率的作用。注意：FSK的数据输入信号来源于基带成形模块的测试序列，其通过KG02来选择不同的数据，数据速率受KG03控制，在FSK实验中KG03设置在500bps（KG03处于2-3状态）。FSK调整框图如下：FSK解调的工作原理是用一个模拟锁相环UE02（CD4046）对输入的FSK信号进行鉴频。在解调模块中采用一个PLL环，当输入的FSK频率出现变化时，锁相环也随之变化，它是通过控制环路的输入电压TPE04来达到的。这样当输入信号频率为2024KHz时，锁相环的VCO控制电压为高电平，输出码元为1，反之当输入信号频率为69KHz时，锁相环的VCO控制电压为低电平，输出码元为0。压控振荡器（VCO）的控制电压直接反映了FSK信号中码元变化。将该VCO的输入控制电压送入比较器中之后就能得到FSK接收解调的数字信号。在ZH7001(II)输入原理试验箱中FSK调制解调模块各测试点的定义如下：1， TPE01：FSK调制解调端的电平变换输出2， TPE02：调制之后的FSK调制输出3， TPE03：解调端的PLL压控振荡器输出4， TPE04：FSK解调的鉴频输出5， TPE06：FSK解调输出6， TPE07：FSK解调输入信号在该模块中，各跳线的功能如下：1， KE01：跳线开关KE01用于选择UE1de鉴相输出。实验将其设置在右端。2， KE02：跳线开关KE02用于选择输入锁相信号：当其在右端时，输入信号来自FSK调制端，当其在左边时选择外部的测试信号。四， 实验内容1， FSK信号传号频率与空号频率的测量全0码时FSK的波形全1码时FSK的波形将KE01，KE02 均置于右端。 说明：当全1码输入数据信号时，观测的是FSK传号频率f=27.45KHz，T=36.4s。当全0码输入数据信号时，观测的是FSK空号频率f=10.67KHz，T=93.7s。此外，传号频率即为1码的振荡频率，空号频率即为0码的振荡频率。2， FSK调制基带信号观测将KE01，KE02 均置于右端。以基带信号TPM02作为同步信号，观测基带信号TPM02与已调FSK信号的对应关系（频率） 原图 增加横向灵敏度后说明：左图上方的波形为TPE02已调的FSK信号波形，下方为TPM02的基带信号（发送数据信号）。当基带信号为1时，FSK信号密，频率高。当基带信号为0时，FSK信号疏，频率低。实现了FSK的移频键控调制。3， 解调信号的观测将KE01，KE02 均置于右端。当用0/1码作为基带信号。以基带信号TPM02作为同步信号，观测基带信号TPM02与解调数据信号TPE06的波形对应关系，并测出解调数据信号的相位抖动。基带信号经过调制解脱之后的信号与原信号相同。抖动：48s 延时：24s当用特殊码作为基带信号。以基带信号TPM02作为同步信号，观测基带信号TPM02与解调数据信号TPE06的波形对应关系，并测出解调数据信号的相位抖动。基带信号经过调制解脱之后的信号与原信号相同。抖动：48s 延时：22s 特殊码作为基带信号4， 用0/1码和特殊码作为基带信号，观测并画出TPE06的输出波形。5， 不同码元速率下的解调数据信号观测：选择码元速率为32K。观测对码元解调输出有什么影响，为什么？说明：现象是接收端收不到解调信号。因为码元速率32K大于基带信号的最大速率27.45KHz，所以码元不可能运载基带信号，所以接收端接收不到解调信号。如第二题的图中波形显示，码元速率要小于基带信号的速率。五思考题 1， 描述FSK系统的组成及各部分的作用解：FSK系统由调制部分和解调部分组成。调制的作用就是使二进制基带信号调制成一个2FSK信号，利用载波的