FSK传输系统实验图文Word文档格式.docx

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即二进制频移键控信号可以看成是两

图2.1二进制频移键控信号时间波形

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☜FSK传输系统实验

个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。

若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制频移键控信号的时域表达式为：

e2FSK（t=[∑a

nng（t-nTs]cos（ω1t+Φn+[∑nng（t-nTs]cos（ω2t+Φn

二进制频移键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。

在本实验系统中，FSK调制采用正交调制。

方案如下：

FSK信号：

s（t=cos（ω0t+2πfit

其中：

fi=f1（当输入码为1

fi=f2（当输入码为0

有：

s（t=cosω0tcos2πfit-sinω0tsin2πfit

=cosω0tcosθ（t-sinω0tsinθ（t

θ（t=2πfct+2πK

进行量化处理，采样速率为fs，周期为Ts，有下式成立：

θ（n=θ（n-1+2πfcTs+2πKm（nTs

=θ（n-1+2πTs[fs+Km（n]

=θ（n-1+2πfiTs

本实验系统FSK调制基带处理结构示意图如图2.2

所示：

∫t−∞m（tdt

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图2.2FSK调制器基带处理结构示意图

其正交调制器结构图如图

2.3：

图2.3FSK正交调制器结构图

（二.FSK解调

二进制频移键控信号的解调方法很多，有非相干解调方法，也有相干解调方法。

本实验系统采用正交相乘非相干解调，图2.4为其解调示意图。

图2.4FSK正交相乘非相干解调示意图

本实验系统FSK解调方框图如图2.5：

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图2.5FSK解调方框图

输入信号为：

R（t=cos（ω0t±

△ωt

传号频率为：

ω0+△ω

空号频率为：

ω0-△ω

延时信号为：

R’（t=cos（ω0±

△ω（t-τ其中：

τ为延时量

相乘之后的结果为：

2R（tR’（t=2cos（ω0t±

△ωtcos（ω0±

△ω（t-τ

=cos[2（ω0±

△ωt-（ω0±

△ωτ]+cos[（ω0±

△ωτ]

在上式中，第一项经过低通滤波器后可以滤除。

当ω0τ=π/2时，上式可简化为：

2R（tR’（t≈sin（±

△ωτ=±

sin△ωτ

因而，经过积分器后，输出信号大小为：

Tbsin△ωτ，从而实现了FSK正交相乘非相干解调。

三．实验仪器

1.JH5001通信原理综合实验系统一套

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2.20MHz双踪示波器一台

四．实验内容

测试前检查：

首先将实验箱调制方式设置成“FSK传输系统”；

用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作，如果没有，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。

1.FSK基带信号观测

（1.TPi03（D/A模块内是基带FSK波形。

通过菜单选择为1码输入数据信号，观测TPi03信号波形，测量其基带信号周期。

（2.通过菜单选择为0码输入数据信号，观测TPi03信号波形，测量其基带信号周期。

将测量结果与1码比较。

2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测

TPi03和TPi04分别是基带FSK输出信号的同相支路和正交支路信号。

测量两信号的时域信号波形时将输入全1码（或全0码，测量两信号是否满足正交关系。

3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育（x-y波形观测

将示波器设置在（x-y方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性。

通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。

4.连续相位FSK调制基带信号观测

（1.TPM02是发送数据信号（DSP+FPGA模块左下角，TPi03是基带FSK波形。

测-14-

☜FSK传输系统实验量时，通过菜单选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。

观测TPM02与TPi03点波形的对应关系。

（2.通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。

记录测量结果。

5.FSK调制中频信号波形观察（1.调制模块测试点TPK03为FSK调制中频信号观测点。

测量时，通过菜单选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。

（3.将正交调制输入信号中的一路基带调制信号断开（D/A模块内的跳线器Ki01或Ki02，重复上述测量步骤。

观测信号波形的变化，分析变化原因。

（二.FSK解调1.解调基带FSK信号观测首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环。

测量FSK解调基带信号测试点TPJ05（A/D模块内的波形，观测时仍用发送数据TPM02作同步，比较其两者的对应关系。

（1.通过菜单选择为1码（或0码输入数据信号，观测TPJ05信号波形，测量其信号周期。

（2.通过菜单选择为0/1码（或特殊码输入数据信号，观测TPJ05信号波形，根据测量结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形不同的原因。

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通信原理实验☆2.解调基带信号的李沙育（x-y波形观测将示波器设置在（x-y方式，从相平面上观察TPJ05和TPJ06的李沙育波形。

（1.通过菜单选择为1码（或0码输入数据信号，观测李沙育信号波形。

（2.通过菜单选择为0/1码（或特殊码输入数据信号，观测李沙育信号波形根据观测结果，思考接收端为何与发送端李沙育波形不同。

将跳线开关KL01（解调模块内设置在2_3位置，调整电位器WL01（解调模块内，继续观察。

分析波形的变化与什么因素有关。

3.接收位同步信号相位抖动观测用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试码序列测量接收时钟TPMZ07的抖动情况。

4.抽样判决点波形观测将跳线开关KL01设置在2_3位置，KL02设置在1_2位置，调整电位器WL01，以改变接收本地载频，观察抽样判决点TPN04（测试模块内波形的变化。

在观察时，示波器的扫描时间取大于2ms级较为合适。

5.解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻。

选择输入测试数据为m序列，用示波器同时观察TPMZ07（以此信号作同步和观察抽样判决点TPN04波形之间的相位关系。

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☜FSK传输系统实验6.位定时锁定和位定时调整观测TPMZ07为接收端恢复时钟，它与发端时钟（TPM01具有明确的相位关系。

（1.在输入测试数据为m序列时，用示波器同时观察TPM01（以此信号作同步和TPMZ07（收端最佳判决时间之间的相位关系。

（2.不断按确认键，此时仅对DSP位定时环路初始化，让环路重新调整锁定，观察TPMZ07的调整过程和锁定后的相位关系。

（3.在测试数据全为1或0码时重复该实验，并解释原因。

断开JL02接收中频环路，在没有接收信号的情况下重复上述步骤实验，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。

7.观察在各种输入码字下FSK输入/输出数据首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环。

测试点TPM02（以此信号作同步是调制输入数据，TPM04是解调输出数据。

通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测输出数据信号是否正确。

五．实验报告1.FSK正交调制方式与传统的一般FSK调制方式有什么区别？

其有哪些特点？

2.TPi03和TPi04两信号具有何关系？

3.画出各测量点的工作波形。

4.叙述位定时的调整过程，并说明输入码字对位定时恢复的影响？

在实际通信系统中，为什么要加扰码措施？

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