第一篇：實(shí)驗(yàn)一 FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)

通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱：

姓 名：

學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 時(shí) 間：

FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)

南京理工大學(xué)紫金學(xué)院電光系 實(shí)驗(yàn)一 FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2、了解FSK調(diào)制的基本工作原理；

3、掌握FSK正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)過(guò)程；

4、預(yù)備知識(shí)

5、數(shù)字信號(hào)的傳輸工作方式與基本工作過(guò)程；

6、FSK的基本工作原理；

7、正交調(diào)制與基帶信號(hào)的表示方式；

8、軟件無(wú)線電的基本概念；

9、實(shí)驗(yàn)儀器

10、工程“通信信道平臺(tái)”實(shí)驗(yàn)箱

11、波器

通信網(wǎng)絡(luò)一臺(tái)； 20MHz示一臺(tái)；

12、實(shí)驗(yàn)原理

在二進(jìn)制頻移鍵控中，幅度恒定不變的載波信號(hào)的頻率隨著輸入碼流的變化而切換（稱為高音和低音，代表二進(jìn)制的1和0）。通常，F(xiàn)SK信號(hào)的表達(dá)式為：

SFSK?2Ebcos(2?fc?2??f)tTb2Ebcos(2?fc?2??f)tTb0?t?Tb

（二進(jìn)制１）

SFSK?0?t?Tb

（二進(jìn)制０）

其中2πΔf代表信號(hào)載波的恒定偏移。

產(chǎn)生FSK信號(hào)最簡(jiǎn)單的方法是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的，因此這種FSK信號(hào)稱為不連續(xù)FSK信號(hào)。不連續(xù)的FSK信號(hào)表達(dá)式為：

SFSK?2Ebcos(2?fHt??1)Tb2Ebcos(2?fLt??2)Tb0?t?Tb（二進(jìn)制１）

SFSK?0?t?Tb（二進(jìn)制０）其實(shí)現(xiàn)如圖3.1-1所示：

振蕩器fＨ放大振蕩器fＬ輸出輸入數(shù)據(jù)

圖3.1-1 非連續(xù)相位FSK的調(diào)制框圖

由于相位的不連續(xù)會(huì)造頻譜擴(kuò)展，這種FSK的調(diào)制方式在傳統(tǒng)的通信設(shè)備中采用較多。隨著數(shù)字處理技術(shù)的不發(fā)展，越來(lái)越多地采用連繼相位FSK調(diào)制技術(shù)。

目前較常用產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是，首先產(chǎn)生FSK基帶信號(hào)，利用基帶信號(hào)對(duì)單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。因此，F(xiàn)SK可表示如下：

SFSK(t)??2Ebcos[2?fCt??(t)]Tb2Ebcos[2?fCt?2?kfTbt???m(n)dn]

應(yīng)當(dāng)注意，盡管調(diào)制波形m（t）在比特轉(zhuǎn)換時(shí)不連續(xù)，但相位函數(shù)θ（t）是與m（t）的積分成比例的，因而是連續(xù)的，其相應(yīng)波形如圖3.1-2所示：

圖3.1-2連續(xù)相位FSK的調(diào)制信號(hào)

由于FSK信號(hào)的復(fù)包絡(luò)是調(diào)制信號(hào)m（t）的非線性函數(shù)，確定一個(gè)FSK信號(hào)的頻譜通常是相當(dāng)困難的，經(jīng)常采用實(shí)時(shí)平均測(cè)量的方法。二進(jìn)制FSK信號(hào)的功譜密度由離散頻率分量fc、fc+nΔf、fc-nΔf組成，其中n為整數(shù)。相位連續(xù)的FSK信號(hào)的功率譜密度函數(shù)最終按照頻率偏移的負(fù)四次冪衰落。如果相位不連續(xù)，功率譜密度函數(shù)按照頻率偏移的負(fù)二次冪衰落。

FSK的信號(hào)頻譜如圖3.1-3所示。

圖3.1-3 FSK的信號(hào)頻譜

FSK信號(hào)的傳輸帶寬Br，由Carson公式給出：

Br=2Δf+2B 其中B為數(shù)字基帶信號(hào)的帶寬。假設(shè)信號(hào)帶寬限制在主瓣范圍，矩形脈沖信號(hào)的帶寬B=R。因此，F(xiàn)SK的傳輸帶寬變?yōu)椋?/p>

Br=2（Δf+R）

如果采用升余弦脈沖濾波器，傳輸帶寬減為：

Br=2Δf+（1+α）R 其中α為濾波器的滾降因子。

在通信信道平臺(tái)中，F(xiàn)SK的調(diào)制方案如下： FSK信號(hào)：

s(t)?cos(w0t?2?fi?t)

其中：

fi?{因而有：

f1f2當(dāng)輸入碼為1當(dāng)輸入碼為0

s(t)?cosw0tcos2?fi?t?sinw0tsin2?fi?t?cosw0tcos?(t)?sinw0tsin?(t)其中：

t

?(t)?2?fct?2?K?m(t)dt

??如果結(jié)進(jìn)行量化處理，采樣速率為fs，周期為Ts，有下式成立：

?(n)??(n?1)?2?fcTs?2?Km(n)Ts??(n?1)?2?Ts[fs?Km(n)] ??(n?1)?2?fiTs按照上述原理，F(xiàn)SK正交調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)為如圖3.1-4結(jié)構(gòu)：

cos()f1f2z-1sin()正交調(diào)制器輸入碼流W0

圖3.1-4 FSK正交調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖

如時(shí)發(fā)送0碼，則相位累加器在前一碼元結(jié)束時(shí)相位?(n)基礎(chǔ)上，在每個(gè)抽樣到達(dá)時(shí)刻相位累加2?f1Ts，直到該碼元結(jié)束；如時(shí)發(fā)送１碼，則相位累加器在前一碼元結(jié)束時(shí)的相位?(n)基礎(chǔ)上，在每個(gè)抽樣到達(dá)時(shí)刻相位累加2?f2Ts，直到該碼元結(jié)束。

在通信信道FSK模式的基帶信號(hào)中傳號(hào)采用32KHz頻率，空號(hào)采用16KHz頻率，數(shù)據(jù)傳輸速率為8Kbps。

在FSK模式下，不采用FEC技術(shù)。制器提供的數(shù)據(jù)源有：

13、外加數(shù)據(jù)：通過(guò)信道接口模塊提供數(shù)據(jù)；

14、全1碼：可測(cè)試傳號(hào)時(shí)的發(fā)送頻率；

15、全0碼：可測(cè)試空號(hào)時(shí)的發(fā)送頻率；

16、01碼：0101…交替碼型，用作一般測(cè)試；

17、特殊碼序列：周期為8的碼序列，以便于常規(guī)示波器進(jìn)行觀察；

18、m序列：可用于對(duì)通道性能進(jìn)行測(cè)試；

FSK調(diào)制器的結(jié)構(gòu)如圖3.1-5所示：

FPGATP402sin()外部數(shù)據(jù)全1碼全0碼01碼特殊碼序列m序列數(shù)據(jù)選擇器32KHzD觸發(fā)器相位累加16KHzcos()控制TP401發(fā)時(shí)鐘D/AD/ATP801TP80320、將通信信道平臺(tái)所有的短路器均于置于1-2狀態(tài)（短路器置于左側(cè)）。

低通濾波低通濾波TP802TP804

21、按1.12節(jié)中的方式將通信信道平臺(tái)設(shè)置成“FSK模式”。

圖3.1-5 FSK調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖

19、實(shí)驗(yàn)步驟

22、檢查DSP是否正常工作：測(cè)量TP413的波形，如果有脈沖波形，說(shuō)明DSP已正常工作；如果沒有脈沖波形，則DSP沒有正常工作，需按面板上的復(fù)位按鈕重新對(duì)硬件進(jìn)行初始化。

23、在菜單中選擇不同的輸入碼型：

24、外部數(shù)據(jù)

25、全1碼

26、全0碼27、0/1碼

28、特殊碼序列

29、m序列碼

30、觀察發(fā)送數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)TP402與TP803（或TP804）之間的關(guān)系：TP402是發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，TP803基帶FSK波形，以TP402作為同步信號(hào)，可以看出TP402與TP803有明確的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，在碼元的切換點(diǎn)發(fā)送波形的相位連續(xù)；

31、觀察TP803、TP804兩測(cè)量點(diǎn)的波形，判斷它們之間的關(guān)系。

32、觀察TP803、TP804兩測(cè)量點(diǎn)的李沙育x-y的波形：TP803與TP804為FSK的正交基帶信號(hào)，其李沙育圖形應(yīng)為一個(gè)圓。在FSK正交調(diào)制方式中，必須采用FSK的同相支路與正交支路信號(hào)；不然如果只采用一路同相FSK信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)FSK頻譜信號(hào)，這需在后面采用較復(fù)雜的中頻窄帶濾波器，如圖3.1-6所示：

幅度正交調(diào)制幅度中頻頻譜基帶頻譜頻率一般調(diào)制幅度頻率頻率帶通濾波器 圖3.1-6 FSK的頻譜調(diào)制過(guò)程

33、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

34、FSK正交調(diào)制方式與傳統(tǒng)的一般FSK調(diào)制方式有什么區(qū)別? 其有哪些特點(diǎn) ? 答：一般FSK調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的。而FSK正交調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是，首先產(chǎn)生FSK基帶信號(hào)，利用基帶信號(hào)對(duì)單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是連續(xù)的。在FSK正交調(diào)制方式中，必須采用FSK的同相支路與正交支路信號(hào)，不然如果只采用一路同相FSK信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)FSK頻譜信號(hào)

35、畫出各測(cè)量點(diǎn)工作波形。

36、為什么TP803、TP804的信號(hào)具有正交性。答：加了本地載波cos(w0t）的作用

4、心得體會(huì)

本次實(shí)驗(yàn)并不難，最主要的是掌握基礎(chǔ)知識(shí)，除此之外，要熟悉實(shí)驗(yàn)箱上的各個(gè)功能分塊，能夠準(zhǔn)確知道每個(gè)模塊的各個(gè)作用和功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，也要了解。這次的實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)2FSK的調(diào)制有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提高了我的動(dòng)手能力，達(dá)到了學(xué)以致用的效果！

第二篇：通信原理教案 實(shí)驗(yàn)五 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五 FSK 調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)

(理論課:教材第七章P180--185）

實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容

1.頻率鍵控（FSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn) 2.頻率鍵控（FSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解FSK調(diào)制的工作原理及電路組成。2.理解利用鎖相環(huán)解調(diào)FSK的原理和實(shí)現(xiàn)方法。

二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理

TP901 TP904TP90832KHz選頻 32KHz方波12TP906TP907輸出時(shí)鐘K901D/A TP902模相FSKTP909擬加12解調(diào)整 開器(4046形16KHz方波12關(guān)FSK調(diào)制輸出鎖相環(huán)輸 K902D/AK906解調(diào))出 TP903TP90

5PN2K1 F832K904WMCLK 213WMDATA

K903

圖2-1 FSK調(diào)制解調(diào)電原理框圖

數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調(diào)制解調(diào)方式容易實(shí)現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強(qiáng)，因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字調(diào)頻又可稱作移頻鍵控FSK，它是利用載頻頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。數(shù)字調(diào)頻信號(hào)可以分為相位離散和相位連續(xù)兩種情形。若兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供，它們之間相位互不相關(guān)，這就叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)；若兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供，只是對(duì)其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻，這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載頻就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。

本實(shí)驗(yàn)電路中，由實(shí)驗(yàn)一提供的載頻頻率經(jīng)過(guò)本實(shí)驗(yàn)電路分頻而得到的兩個(gè)不同頻率的載頻信號(hào)，則為相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。

（一）FSK調(diào)制電路工作原理

FSK調(diào)制解調(diào)電原理框圖，如圖2-1所示；圖2-2是它的調(diào)制電路電原理圖。

輸入的基帶信號(hào)由轉(zhuǎn)換開關(guān)K904轉(zhuǎn)接后分成兩路，一路控制f1=32KHz的載頻，另一路經(jīng)倒相去控制f2=16KHz的載頻。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開關(guān)1打開，模擬開關(guān)2關(guān)閉，此時(shí)輸出f1=32KHz，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，模擬開關(guān)1關(guān)閉，模擬開關(guān)2開通。此時(shí)輸出f2=16KHz，于是可在輸出端得到已調(diào)的FSK信號(hào)。

電路中的兩路載頻(f1、f2）由內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)開關(guān)K901，K902送入。兩路載頻分別經(jīng)射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬開關(guān)U901∶A與U901∶B(4066)。

（二）FSK解調(diào)電路工作原理 FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器由于性能優(yōu)越，價(jià)格低廉，體積小，所以得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。解調(diào)電路電原理圖如圖2-3所示。

FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理是十分簡(jiǎn)單的，只要在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)，使

它鎖定在FSK的一個(gè)載頻f1上，對(duì)應(yīng)輸出高電平，而對(duì)另一載頻f2失鎖，對(duì)應(yīng)輸出低電平，那末在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調(diào)的基帶信號(hào)序列。

FSK鎖相環(huán)解調(diào)器中的集成鎖相環(huán)選用了MC14046。

壓控振蕩器的中心頻率設(shè)計(jì)在32KHz。圖2-3中R924、R925、CA901主要用來(lái)確定壓控振蕩器的振蕩頻率。R929、C904構(gòu)成外接低通濾波器，其參數(shù)選擇要滿足環(huán)路性能指標(biāo)的要求。從要求環(huán)路能快速捕捉、迅速鎖定來(lái)看，低通濾波器的通帶要寬些；從提高環(huán)路的跟蹤特性來(lái)看，低通濾波器的通帶又要窄些。因此電路設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足捕捉時(shí)間前提下，盡量減小環(huán)路低通濾波器的帶寬。

當(dāng)輸入信號(hào)為16KHz時(shí)，環(huán)路失鎖。此時(shí)環(huán)路對(duì)16KHz載頻的跟蹤破壞。可見，環(huán)路對(duì)32KHz載頻鎖定時(shí)輸出高電平，對(duì)16KHz載頻失鎖時(shí)就輸出低電平。只要適當(dāng)選擇環(huán)路參數(shù)，使它對(duì)32KHz鎖定，對(duì)16KHz失鎖，則在解調(diào)器輸出端就得到解調(diào)輸出的基帶信號(hào)序列。關(guān)于FSK調(diào)制原理波形見圖2-4所示。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

測(cè)試FSK調(diào)制解調(diào)電路TP901—TP909各測(cè)量點(diǎn)波形，并作詳細(xì)分析。

1．按下按鍵開關(guān)： K01、K02、K900。

2．跳線開關(guān)設(shè)置： K9012–

3、K9022–3。K903:1-2 3 K9041–

2、2KHz的偽隨機(jī)碼，碼序列為：*** 做FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)時(shí)，K9041–

2、K9031–2。K905：1－2 3－4K906:2-3 K907:1-2 3．在CA901插上電容，使壓控振蕩器工作在32KHz，電容在1800Pf?2400Pf之間。

4．注意選擇不同的數(shù)字基帶信號(hào)的速率。有1110010碼(2KHz)、1010交替碼(8KHz)。由信號(hào)轉(zhuǎn)接開關(guān)K904進(jìn)行選擇。

5．接通開關(guān)K906“2”和“3”腳，輸入FSK信號(hào)給解調(diào)電路，注意觀察“1”“0”碼內(nèi)所含載波的數(shù)目。

6．觀察FSK解調(diào)輸出TP907～TP909波形，并作記錄，并同時(shí)觀察FSK調(diào)制端的基帶信號(hào)，比較兩者波形，觀察是否有失真。

四、測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明

TP901：32KHz載頻信號(hào)，由K901的1與2相連，可調(diào)節(jié)電位器W901改變幅度。

TP902：16KHz載頻信號(hào)，由K902的1與2相連，可調(diào)節(jié)電位器W902改變幅度。

TP903：作為F = 2KHz或8KHz的數(shù)字基帶信碼信號(hào)輸入，由開關(guān)K904決定。K904 的1與2相連：碼元速率為2KHz的***碼；K904的2與3相連：碼元速率為8KHz的10101010碼。

TP904：32KHz基帶FSK調(diào)制信號(hào)輸出。TP905：16KHz基帶FSK調(diào)制信號(hào)輸出。

TP906：FSK調(diào)制信號(hào)疊加后輸出，送到FSK解調(diào)電路的由輸入開關(guān)K905控制。

TP907：FSK解調(diào)信號(hào)輸入。由FSK解調(diào)電路的輸入開關(guān)K906的2與3腳接入

TP908：FSK解調(diào)電路工作時(shí)鐘，正常工作時(shí)應(yīng)為32KHz左右，頻偏不大于2KHz，若有偏差，可調(diào)節(jié)電位器W903或W904和改變CA901的電容4 值。

TP909：FSK解調(diào)信號(hào)輸出，即數(shù)字基帶信碼信號(hào)輸出，波形同TP903。注：在FSK解調(diào)時(shí)，K904只能是1與2相連，即解調(diào)出碼元速率為2KHz的***碼。K904的2與3腳不能相連，否則FSK解調(diào)電路解調(diào)不出此時(shí)的數(shù)字基帶信碼信號(hào)，因?yàn)榇藭r(shí)F = 8KHz，fc2 = 16KHz，所以不滿足4F ≤ fc1的關(guān)系，因?yàn)榇藭r(shí)它們的頻譜重疊了。所以在此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)做完后，應(yīng)注意把開關(guān)K904設(shè)置成1與2相連接的位置上。

五、討論思考題

1.畫出測(cè)試點(diǎn)的各點(diǎn)波形。

2.寫出改變4046的哪些外圍元件參數(shù)對(duì)其解調(diào)正確輸出有影響? 3.采用鎖相環(huán)解調(diào)時(shí)，其輸出信號(hào)序列與發(fā)送信號(hào)序列相比有否產(chǎn)生延遲?

六、實(shí)測(cè)各點(diǎn)波形

1、FSK頻率鍵控調(diào)制電路的工作波形

（上圖）：TP901：32KHz載頻信號(hào)（下圖）：TP902：16KHz載頻信號(hào)

TP903： 2KHz數(shù)字基帶信碼信號(hào)

圖理原電路電制調(diào)KSF 2－2圖 8

圖理原電路電調(diào)解KSF 3－2圖 TP9010t32KHz載頻fC1輸入TP9020t16KHz載頻fC2輸入TP9030TP9041110010tt信碼032KHz載頻fC1輸出TP9050t16KHz載頻fC2輸出TP9060t合路后FSK輸出 圖2-4 FSK調(diào)制原理波形圖

上圖 TP904：32KHz載頻FSK調(diào)制信號(hào) K905 1-2 3-4 全部斷開后測(cè)出 下圖 TP905：16KHz載頻FSK調(diào)制信號(hào)

TP906：FSK調(diào)制疊加后輸出信號(hào) K905 1-2 3-4 測(cè)出

2、FSK頻率鍵控解調(diào)電路的工作波形 K906 2-3

TP907：FSK解調(diào)信號(hào)輸入。同TP906 10

TP908：FSK解調(diào)電路32KHz工作時(shí)鐘，TP909：FSK解調(diào)輸出 的2KHz數(shù)字基帶信碼 同TP903

第三篇：通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合實(shí)驗(yàn)FSK和PSK調(diào)制解調(diào)

實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

課程名稱： 通信原理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)：

2016年 06月21日

實(shí)驗(yàn)一 7位偽隨機(jī)碼1110010設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解數(shù)字信號(hào)的波形特點(diǎn)

2、掌握D觸發(fā)器延時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)字電路的原理及方；

3、熟悉Multisim 13.0軟件的使用

二、設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)7位偽隨機(jī)碼1110010，要求輸出波形沒有毛刺和抖動(dòng)，波形穩(wěn)定效果較好，可用于后續(xù)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)原理與仿真電路及結(jié)果

要求產(chǎn)生7位偽隨機(jī)碼，根據(jù)M=2-1=7,所以n=3，需要3個(gè)D觸發(fā)器，在32KHz正弦波或方波的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)下，第三個(gè)D觸發(fā)器輸出端產(chǎn)生1110010的7位偽隨機(jī)絕對(duì)碼。仿真電路及波形結(jié)果如下：

n

圖

一、7位偽隨機(jī)碼1110010產(chǎn)生電路

圖

二、7位偽隨機(jī)碼1110010波形

觀察結(jié)果波形發(fā)現(xiàn)，偽隨機(jī)碼波形頻率較之信號(hào)源波形（32KHz）減小了，但幅值不變 仍為5v.四、實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)

本實(shí)驗(yàn)原理較為簡(jiǎn)單，通過(guò)本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我重新復(fù)習(xí)了數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)中的D觸發(fā)器產(chǎn)生特定數(shù)字序列的知識(shí)，老師也給出了提示，基本上是直接改動(dòng)電路圖就能實(shí)現(xiàn)，只要電路圖搭建正確，原理符合邏輯，基本上都能仿真出來(lái)。偽隨機(jī)碼在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到，模擬隨機(jī)信號(hào)，但不是真正的隨機(jī)信號(hào)，在通信中應(yīng)用研究中很有意義，也為我們后續(xù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供基本的信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)二

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

調(diào)制、解調(diào)電路綜合設(shè)計(jì)

2FSK1、掌握2FSK調(diào)制和解調(diào)的工作原理及電路組成

2、學(xué)會(huì)低通濾波器和放大器的設(shè)計(jì)

3、掌握LM311設(shè)計(jì)抽樣判決器的方法、判決門限的合理設(shè)定

4、進(jìn)一步熟悉Multisim13.0的使用

二、設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)2FSK調(diào)制解調(diào)電路，載波f1=32KHz，f2=64KHz，基帶信號(hào)位7位偽隨機(jī)絕對(duì)碼（1110010）要求調(diào)制的信號(hào)波形失真小，不會(huì)被解調(diào)電路影響，并且解調(diào)出來(lái)的基帶信號(hào)盡量延時(shí)小、判決準(zhǔn)確。

三、實(shí)驗(yàn)電路與結(jié)果

3.1實(shí)驗(yàn)總電路圖

圖

一、FSK調(diào)制、解調(diào)總電路

3.2調(diào)制電路

1）實(shí)驗(yàn)所用的32KHz和64KHz載波正弦信號(hào)由對(duì)應(yīng)頻率的方波通過(guò)高低通濾波得到，子電路如下：

圖

二、32KHz正弦載波信號(hào)生成電路

圖

三、64KHz正弦載波信號(hào)生成電路

2）實(shí)驗(yàn)基帶信號(hào)7位偽隨機(jī)碼子電路（同實(shí)驗(yàn)一）如下：

圖

四、基帶信號(hào)1110010生成子電路

3）32KHz、64KHz載波信號(hào)、基帶信號(hào)、已調(diào)信號(hào)波形：

圖

五、載波、基帶及已調(diào)信號(hào)波形

3.3解調(diào)電路 1）解調(diào)部分電路如下：

圖

六、FSK解調(diào)電路

以上電路中，解調(diào)運(yùn)用的仍是4066芯片的開關(guān)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)：將已調(diào)信號(hào)接入4066中并分別用32KHz、64KHz的信號(hào)源方波“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中的32KHz和64KHz頻率的正弦信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)相同的32KHz（生成偽隨機(jī)碼的信號(hào)源頻率）的低通濾波器，濾出含有基帶信號(hào)的“混合”波形，最后將這兩路信號(hào)接入LM311比較器，根據(jù)課本知識(shí)，這 一步實(shí)現(xiàn)的是兩路信號(hào)的比較，誰(shuí)大輸出誰(shuí)，最終輸出解調(diào)信號(hào)。

電路中，LM311比較器處接了兩個(gè)上拉電阻和下拉電阻，作用分別是使解調(diào)信號(hào)可正常輸出和矯正美觀解調(diào)波形。另32KHz的低通濾波器電路及最終所得的解調(diào)信號(hào)波形見下圖：

圖

七、32KHz低通濾波器

圖

八、FSK解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)波形對(duì)比

以上藍(lán)色是解調(diào)出來(lái)的波形，黃色為偽隨機(jī)碼輸出，觀察波形結(jié)果發(fā)現(xiàn)，開始仿真時(shí)會(huì)有一兩個(gè)判決錯(cuò)誤，可能是濾波電路沒有達(dá)到穩(wěn)定的原因，后面穩(wěn)定之后，波形就很好了，信號(hào)得到了較好的解調(diào)，基本恢復(fù)了基帶信號(hào)（上方為基帶信號(hào)，下方為解調(diào)信號(hào)）。不過(guò) 解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)存在一定的相位差，這可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發(fā)可能導(dǎo)致信號(hào)延時(shí)；濾波電路中，電阻和電容也可能對(duì)相位產(chǎn)生影響，使信號(hào)延時(shí)?？傮w來(lái)說(shuō)，F(xiàn)SK對(duì)基帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)結(jié)果是比較合理的，實(shí)驗(yàn)具有一定的準(zhǔn)確性。

四、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：

本實(shí)驗(yàn)是FSK調(diào)制與解調(diào)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，首先載波信號(hào)調(diào)用實(shí)驗(yàn)一中的方波高低通生成正弦波方法得到，基帶信號(hào)調(diào)用實(shí)驗(yàn)四中的偽隨機(jī)碼方法生成。另外實(shí)驗(yàn)增加的難度在于，運(yùn)用4066和LM311芯片實(shí)現(xiàn)已調(diào)信號(hào)的解調(diào)。首先充分利用了4066芯片的開關(guān)特性，“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中兩個(gè)載波頻率的波形并進(jìn)行低通濾波得到兩路初解調(diào)信號(hào)，然后利用LM311芯片完成兩路信號(hào)的比較，同課本介紹的包絡(luò)檢波一樣，輸出較大的一路，完成信號(hào)的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)不少問(wèn)題，我碰到的問(wèn)題比較奇葩，用子電路組成大電路仿真總是達(dá)不到理想效果，所以直接簡(jiǎn)單粗暴在一個(gè)電路圖里將調(diào)制解調(diào)全做完。自己做仿真一定要將原理想清楚，遇到問(wèn)題冷靜分析和查找問(wèn)題出處，總的來(lái)說(shuō)這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是比較容易實(shí)現(xiàn)的，基本都在調(diào)濾波器的參數(shù)，其他部分都是現(xiàn)成的電路。

實(shí)驗(yàn)完成后，我思考的問(wèn)題是，為什么要通過(guò)比較器來(lái)得到解調(diào)信號(hào)。4066開關(guān)電路不像實(shí)驗(yàn)五中的科斯塔斯環(huán)一樣鎖定頻率精準(zhǔn)，鎖住了頻率即輸出1，否則輸出0。對(duì)于32kHz的信號(hào)，利用64KHz的方波控制開關(guān)也同樣會(huì)有部分信號(hào)流過(guò)，且這部分信號(hào)低通濾波較難濾除干凈，所以采用比較信號(hào)大小的方法來(lái)決定信號(hào)的輸出，剔除掉這部分干擾信號(hào)完成解調(diào)。在實(shí)驗(yàn)一2KHz低通濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將其修改成所需截至頻率的濾波器較容易實(shí)現(xiàn)，一般經(jīng)驗(yàn)性的操作是將電容調(diào)小一個(gè)數(shù)量級(jí)，然后再觀察波形調(diào)整電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)?？傊畬?shí)驗(yàn)下來(lái)讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調(diào)節(jié)技巧以及FSK調(diào)制與解調(diào)理論知識(shí)的理解。實(shí)踐結(jié)合起理論知識(shí)，使得我們更清晰的理解理論并提高了動(dòng)手操作能力，受益略多。

實(shí)驗(yàn)三 PSK、2DPSK調(diào)制、解調(diào)電路綜合設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握2DPSK調(diào)制和解調(diào)的工作原理及電路組成

2、了解實(shí)現(xiàn)信號(hào)0相和π相波形間轉(zhuǎn)換的電路

3、掌握低通濾波器的參數(shù)設(shè)置和LM311抽樣判決器的判決電壓設(shè)置

4、熟練運(yùn)用Multisim13.0,學(xué)會(huì)用軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電路調(diào)試

二、設(shè)計(jì)要求

1.設(shè)計(jì)2DPSK調(diào)制解調(diào)電路，載波f=512KHz，基帶信號(hào)位7位偽隨機(jī)相對(duì)碼。要求調(diào)制的信號(hào)波形失真小，不會(huì)被解調(diào)電路影響，并且解調(diào)出的基帶信號(hào)盡量延時(shí)小，判決準(zhǔn)確。

2.采用子電路設(shè)計(jì)方法。3.用4066芯片實(shí)現(xiàn)解調(diào)信號(hào)。

三、實(shí)驗(yàn)電路與結(jié)果

3.1實(shí)驗(yàn)總電路圖

圖

一、PSK調(diào)制、解調(diào)總電路

3.2調(diào)制電路

1）實(shí)驗(yàn)所用1024KHz的載波正弦信號(hào)由對(duì)應(yīng)頻率的方波通過(guò)高低通濾波得到，子電路如下圖所示：

圖

二、1024KHz正弦載波信號(hào)生成電路

2）實(shí)驗(yàn)基帶信號(hào)7位偽隨機(jī)碼子電路（同實(shí)驗(yàn)一）如下：

圖

三、基帶信號(hào)1110010生成子電路

3）實(shí)驗(yàn)中同、反相子電路圖：

圖

四、同相放大電路

圖

五、反相子電路

4）1024KHz載波信號(hào)、同、反相信號(hào)、基帶信號(hào)：

圖

六、1024KHz載波、同、反相信號(hào)、基帶信號(hào)波形圖

其中，圖一為1024KHz載波波形，中間紅色波形分別為同相和反相信號(hào)波形。5）已調(diào)信號(hào)波形：

圖

七、已調(diào)信號(hào)波形

3.3解調(diào)電路 1）解調(diào)部分電路如下：

圖

八、PSK解調(diào)電路

以上電路中，解調(diào)運(yùn)用的仍是4066芯片的開關(guān)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)：將已調(diào)信號(hào)接入4066中并用512KHz的信號(hào)源方波“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中的同反相1024KHz頻率的正弦信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)相同截至頻率的低通濾波器（理論值為32KHz，即與生成偽隨機(jī)碼的信號(hào)源頻率一致），濾出含有基帶信號(hào)的“混合”波形。參考“混合”波形的幅值設(shè)置一個(gè)合理的判決門限電壓值（本實(shí)驗(yàn)中給的是1v），與所得的“混合”信號(hào)一起接入LM311比較器中比較，最后得到解調(diào)信號(hào)。

電路中，LM311比較器處接了下拉電阻，作用是使解調(diào)信號(hào)可正常輸出解調(diào)波形。另解調(diào)低通濾波器電路及最終所得的解調(diào)信號(hào)波形見下圖：

圖

九、解調(diào)低通濾波器電路

圖

十、判決前后波形對(duì)比

圖

十一、PSK解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)波形對(duì)比

觀察波形結(jié)果發(fā)現(xiàn)，信號(hào)得到了較好的解調(diào)，基本恢復(fù)了基帶信號(hào)（上方為基帶信號(hào)，下方為解調(diào)信號(hào)）。但解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)間存在一定的相位差，這與FSK實(shí)驗(yàn)中一樣，可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發(fā)可能導(dǎo)致信號(hào)延時(shí)；濾波電路中，電阻和電容也可能對(duì)相位產(chǎn)生影響，使信號(hào)延時(shí)?？傮w來(lái)說(shuō)，PSK對(duì)基帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)結(jié)果是比較合理的，實(shí)驗(yàn)具有一定的準(zhǔn)確性。

四、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：

本實(shí)驗(yàn)是PSK調(diào)制與解調(diào)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，相比FSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單一些。實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)在于：運(yùn)用4066和LM311芯片實(shí)現(xiàn)已調(diào)信號(hào)的解調(diào)。首先充分利用了4066芯片的開關(guān)特性，“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中同反相的兩個(gè)載波信號(hào)并經(jīng)過(guò)低通濾波得到初解調(diào)信號(hào)。通過(guò)參考初解調(diào)信號(hào)的幅值給定一個(gè)合理的判決門限電壓值，然后與初解調(diào)信號(hào)一起接入LM311芯片進(jìn)行信號(hào)比較，得到解調(diào)信號(hào)。實(shí)驗(yàn)完成后，我思考的問(wèn)題是，通過(guò)給定一個(gè)判決門限值與初解調(diào)信號(hào)比較是怎樣實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)的。接入4066解調(diào)芯片的信號(hào)都是含有1024KHz頻率的信號(hào)，故開關(guān)電路一直都會(huì)有信號(hào)流過(guò)。但是已調(diào)信號(hào)的相位跳變點(diǎn)正是直接攜帶基帶信號(hào)信息的，當(dāng)這個(gè)跳變點(diǎn)遇上1024KHz的方波時(shí)，經(jīng)過(guò)開關(guān)電路即會(huì)產(chǎn)生幅值的前后變化，故我們可以設(shè)置一個(gè)處于幅值變化之間的某個(gè)電壓值作為判決門限值，這樣即可實(shí)現(xiàn)同反相載波的區(qū)分，解調(diào)出基帶信號(hào)的，我選擇的判決電平是0V，信號(hào)剛好在0電平上下變化。

第四篇：南昌大學(xué)通信原理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)FSK PSK調(diào)制與解調(diào) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

課程名稱： 通信原理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)：

2016年 06月 16日 實(shí)驗(yàn)一 7位偽隨機(jī)碼1110010設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解數(shù)字信號(hào)的波形特點(diǎn)

2、掌握D觸發(fā)器延時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)字電路的原理及方；

3、熟悉Multisim 13.0軟件的使用

二、設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)7位偽隨機(jī)碼1110010，要求輸出波形沒有毛刺和抖動(dòng)，波形穩(wěn)定效果較好，可用于后續(xù)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)原理與仿真電路及結(jié)果

要求產(chǎn)生7位偽隨機(jī)碼，根據(jù)M=2-1=7,所以n=3，需要3個(gè)D觸發(fā)器，在32KHz正弦波或方波的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)下，第三個(gè)D觸發(fā)器輸出端產(chǎn)生1110010的7位偽隨機(jī)絕對(duì)碼。仿真電路及波形結(jié)果如下：

n

圖

一、7位偽隨機(jī)碼1110010產(chǎn)生電路

圖

二、7位偽隨機(jī)碼1110010波形

觀察結(jié)果波形發(fā)現(xiàn)，偽隨機(jī)碼波形頻率較之信號(hào)源波形（32KHz）減小了，但幅值不變?nèi)詾?v.四、實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)

本實(shí)驗(yàn)原理較為簡(jiǎn)單，在大二上學(xué)期的《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，且實(shí)驗(yàn)前老師也給出了電路，故完成實(shí)驗(yàn)只需要簡(jiǎn)單的搭建仿真電路即可，產(chǎn)生正確的隨機(jī)碼波形也為后兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。通過(guò)本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我重新復(fù)習(xí)了數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)中的D觸發(fā)器產(chǎn)生特定數(shù)字序列的知識(shí)，同時(shí)也熟練了Multisim軟件的使用，為后續(xù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)二 2FSK調(diào)制、解調(diào)電路綜合設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握2FSK調(diào)制和解調(diào)的工作原理及電路組成

2、學(xué)會(huì)低通濾波器和放大器的設(shè)計(jì)

3、掌握LM311設(shè)計(jì)抽樣判決器的方法、判決門限的合理設(shè)定

4、進(jìn)一步熟悉Multisim13.0的使用

二、設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)2FSK調(diào)制解調(diào)電路，載波f1=128KHz，f2=256KHz，基帶信號(hào)位7位偽隨機(jī)絕對(duì)碼（1110010）要求調(diào)制的信號(hào)波形失真小，不會(huì)被解調(diào)電路影響，并且解調(diào)出來(lái)的基帶信號(hào)盡量延時(shí)小、判決準(zhǔn)確。

三、實(shí)驗(yàn)電路與結(jié)果

? 實(shí)驗(yàn)總電路圖

圖

一、FSK調(diào)制、解調(diào)總電路 ? 調(diào)制電路

1）實(shí)驗(yàn)所用的128KHz和256KHz載波正弦信號(hào)由對(duì)應(yīng)頻率的方波通過(guò)高低通濾波得到，子電路如下：

圖

二、128KHz正弦載波信號(hào)生成電路

圖

三、256KHz正弦載波信號(hào)生成電路

2）實(shí)驗(yàn)基帶信號(hào)7位偽隨機(jī)碼子電路（同實(shí)驗(yàn)一）如下：

圖

四、基帶信號(hào)1110010生成子電路

3）128KHz、256KHz載波信號(hào)、基帶信號(hào)、已調(diào)信號(hào)波形：

圖

五、載波、基帶及已調(diào)信號(hào)波形 ? 解調(diào)電路

1）解調(diào)部分電路如下：

圖

六、FSK解調(diào)電路

以上電路中，解調(diào)運(yùn)用的仍是4066芯片的開關(guān)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)：將已調(diào)信號(hào)接入4066中并分別用128KHz、256KHz的信號(hào)源方波“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中的128KHz和256KHz頻率的正弦信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)相同的32KHz（生成偽隨機(jī)碼的信號(hào)源頻率）的低通濾波器，濾出含有基帶信號(hào)的“混合”波形，最后將這兩路信號(hào)接入LM311比較器，根據(jù)課本知識(shí)，這一步實(shí)現(xiàn)的是兩路信號(hào)的比較，誰(shuí)大輸出誰(shuí)，最終輸出解調(diào)信號(hào)。

電路中，LM311比較器處接了兩個(gè)上拉電阻（R9、R10）和下拉電阻（R25），作用分別是使解調(diào)信號(hào)可正常輸出和矯正美觀解調(diào)波形。另32KHz的低通濾波器電路及最終所得的解調(diào)信號(hào)波形見下圖：

圖

七、32KHz低通濾波器

圖

八、FSK解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)波形對(duì)比

觀察波形結(jié)果發(fā)現(xiàn)，信號(hào)得到了較好的解調(diào)，基本恢復(fù)了基帶信號(hào)（上方為基帶信號(hào)，下方為解調(diào)信號(hào)）。不過(guò)解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)存在一定的延時(shí)，這可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發(fā)可能導(dǎo)致信號(hào)延時(shí)；濾波電路中，電阻和電容也可能對(duì)相位產(chǎn)生影響，使信號(hào)延時(shí)?？傮w來(lái)說(shuō)，F(xiàn)SK對(duì)基帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)結(jié)果是比較合理的，實(shí)驗(yàn)具有一定的準(zhǔn)確性。

四、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：

本實(shí)驗(yàn)是FSK調(diào)制與解調(diào)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，首先載波信號(hào)調(diào)用實(shí)驗(yàn)一中的方波高低通生成正弦波方法得到，基帶信號(hào)調(diào)用實(shí)驗(yàn)四中的偽隨機(jī)碼方法生成。另外實(shí)驗(yàn)增加的難度在于，運(yùn)用4066和LM311芯片實(shí)現(xiàn)已調(diào)信號(hào)的解調(diào)。首先充分利用了4066芯片的開關(guān)特性，“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中兩個(gè)載波頻率的波形并進(jìn)行低通濾波得到兩路初解調(diào)信號(hào)，然后利用LM311芯片完成兩路信號(hào)的比較，同課本介紹的包絡(luò)檢波一樣，誰(shuí)大輸出誰(shuí)，完成信號(hào)的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)完成后，我思考的問(wèn)題是，為什么要通過(guò)比較器來(lái)得到解調(diào)信號(hào)。我的理解是：4066開關(guān)電路不像實(shí)驗(yàn)五中的科斯塔斯環(huán)一樣鎖定頻率精準(zhǔn)，鎖住了頻率即輸出1，否則輸出0。對(duì)于128KHz的信號(hào)，利用256KHz的方波控制開關(guān)也同樣會(huì)有部分信號(hào)流過(guò)，且這部分信號(hào)低通濾波較難濾除干凈，所以采用比較信號(hào)大小的方法來(lái)決定信號(hào)的輸出，剔除掉這部分干擾信號(hào)完成解調(diào)。本實(shí)驗(yàn)的綜合和性較強(qiáng)，且電路成分也比較多，宜采用子電路方法簡(jiǎn)化電路以減少因電路間干擾而出現(xiàn)錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)產(chǎn)生載波信號(hào)和解調(diào)部分的濾波器的設(shè)計(jì)，這直接影響到最后是否可成功解調(diào)出信號(hào)。在實(shí)驗(yàn)一2KHz低通濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將其修改成所需截至頻率的濾波器較容易實(shí)現(xiàn)，一般經(jīng)驗(yàn)性的操作是將電容調(diào)小一個(gè)數(shù)量級(jí)，然后再觀察波形調(diào)整電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)?？傊畬?shí)驗(yàn)下來(lái)讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調(diào)節(jié)技巧以及FSK調(diào)制與解調(diào)理論知識(shí)的理解。實(shí)踐結(jié)合起理論知識(shí)，使得我們更清晰的理解理論并提高了動(dòng)手操作能力，受益略多。實(shí)驗(yàn)三 2DPSK調(diào)制、解調(diào)電路綜合設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握2DPSK調(diào)制和解調(diào)的工作原理及電路組成

2、了解實(shí)現(xiàn)信號(hào)0相和π相波形間轉(zhuǎn)換的電路

3、掌握低通濾波器的參數(shù)設(shè)置和LM311抽樣判決器的判決電壓設(shè)置

4、熟練運(yùn)用Multisim13.0,學(xué)會(huì)用軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電路調(diào)試

二、設(shè)計(jì)要求

1.設(shè)計(jì)2DPSK調(diào)制解調(diào)電路，載波f=512KHz，基帶信號(hào)位7位偽隨機(jī)相對(duì)碼。要求調(diào)制的信號(hào)波形失真小，不會(huì)被解調(diào)電路影響，并且解調(diào)出的基帶信號(hào)盡量延時(shí)小，判決準(zhǔn)確。

2.采用子電路設(shè)計(jì)方法。3.用4066芯片實(shí)現(xiàn)解調(diào)信號(hào)。

三、實(shí)驗(yàn)電路與結(jié)果

? 實(shí)驗(yàn)總電路圖

圖

一、PSK調(diào)制、解調(diào)總電路

? 調(diào)制電路

1）實(shí)驗(yàn)所用512KHz的載波正弦信號(hào)由對(duì)應(yīng)頻率的方波通過(guò)高低通濾波得到，子電路如下圖所示：

圖

二、512KHz正弦載波信號(hào)生成電路

2）實(shí)驗(yàn)基帶信號(hào)7位偽隨機(jī)碼子電路（同實(shí)驗(yàn)一）如下：

圖

三、基帶信號(hào)1110010生成子電路

3）實(shí)驗(yàn)中同、反相子電路圖：

圖

四、同相子電路

圖

五、反相子電路

4）512KHz載波信號(hào)、同、反相信號(hào)、基帶信號(hào)：

圖

六、512KHz載波、同、反相信號(hào)、基帶信號(hào)波形圖

其中，圖一的最上方為512KHz載波波形，中間為同相信號(hào)波形，最下方為反相信號(hào)波形。

5）已調(diào)信號(hào)波形：

圖

七、已調(diào)信號(hào)波形 ? 解調(diào)電路

1）解調(diào)部分電路如下：

圖

八、PSK解調(diào)電路

以上電路中，解調(diào)運(yùn)用的仍是4066芯片的開關(guān)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)：將已調(diào)信號(hào)接入4066中并用512KHz的信號(hào)源方波“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中的同反相512KHz頻率的正弦信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)相同截至頻率的低通濾波器（理論值為32KHz，即與生成偽隨機(jī)碼的信號(hào)源頻率一致），濾出含有基帶信號(hào)的“混合”波形。參考“混合”波形的幅值設(shè)置一個(gè)合理的判決門限電壓值（本實(shí)驗(yàn)中給的是1v），與所得的“混合”信號(hào)一起接入LM311比較器中比較，最后得到解調(diào)信號(hào)。

電路中，LM311比較器處接了下拉電阻（R25），作用是使解調(diào)信號(hào)可正常輸出解調(diào)波形。另解調(diào)低通濾波器電路及最終所得的解調(diào)信號(hào)波形見下圖：

圖

九、解調(diào)低通濾波器電路

圖

十、PSK解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)波形對(duì)比

觀察波形結(jié)果發(fā)現(xiàn)，信號(hào)得到了較好的解調(diào)，基本恢復(fù)了基帶信號(hào)（上方為基帶信號(hào)，下方為解調(diào)信號(hào)）。但解調(diào)信號(hào)與基帶信號(hào)間存在一定的延時(shí)，這與FSK實(shí)驗(yàn)中一樣，可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發(fā)可能導(dǎo)致信號(hào)延時(shí)；濾波電路中，電阻和電容也可能對(duì)相位產(chǎn)生影響，使信號(hào)延時(shí)?？傮w來(lái)說(shuō)，PSK對(duì)基帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)結(jié)果是比較合理的，實(shí)驗(yàn)具有一定的準(zhǔn)確性。

四、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：

本實(shí)驗(yàn)是PSK調(diào)制與解調(diào)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在上個(gè)FSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完成本實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單了一些。實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容在于：運(yùn)用4066和LM311芯片實(shí)現(xiàn)已調(diào)信號(hào)的解調(diào)。首先充分利用了4066芯片的開關(guān)特性，“識(shí)別”出已調(diào)信號(hào)中同反相的兩個(gè)載波信號(hào)并經(jīng)過(guò)低通濾波得到初解調(diào)信號(hào)。通過(guò)參考初解調(diào)信號(hào)的幅值給定一個(gè)合理的判決門限電壓值，然后與初解調(diào)信號(hào)一起接入LM311芯片進(jìn)行信號(hào)比較，得到解調(diào)信號(hào)。實(shí)驗(yàn)完成后，我思考的問(wèn)題是，通過(guò)給定一個(gè)判決門限值與初解調(diào)信號(hào)比較是怎樣實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)的。我的理解是：接入4066解調(diào)芯片的信號(hào)都是含有512KHz頻率的信號(hào)，故開關(guān)電路一直都會(huì)有信號(hào)流過(guò)。但是已調(diào)信號(hào)的相位跳變點(diǎn)正是直接攜帶基帶信號(hào)信息的，當(dāng)這個(gè)跳變點(diǎn)遇上512KHz的方波時(shí)，經(jīng)過(guò)開關(guān)電路即會(huì)產(chǎn)生幅值的前后變化，故我們可以設(shè)置一個(gè)處于幅值變化之間的某個(gè)電壓值作為判決門限值，這樣即可實(shí)現(xiàn)同反相載波的區(qū)分，解調(diào)出基帶信號(hào)的。本實(shí)驗(yàn)的綜合和性較強(qiáng)，且電路成分也比較多，宜采用子電路方法簡(jiǎn)化電路以減少因電路間干擾而出現(xiàn)錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)同F(xiàn)SK一樣，在于設(shè)計(jì)產(chǎn)生載波信號(hào)和解調(diào)部分的濾波器的設(shè)計(jì)，這直接影響到最后是否可成功解調(diào)出信號(hào)。總之實(shí)驗(yàn)下來(lái)讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調(diào)節(jié)技巧以及PSK調(diào)制與解調(diào)理論知識(shí)的理解。實(shí)踐結(jié)合起理論知識(shí)，使得我們更清晰的理解理論并提高了動(dòng)手操作能力，受益略多。

第五篇：實(shí)驗(yàn)一

實(shí)驗(yàn)一創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的選擇LED照明

1.1產(chǎn)品介紹

LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料的禁帶寬度決定的。自20世紀(jì)60年代世界第一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管誕生以來(lái)，LED照明由于具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、色彩豐富、安全、環(huán)保的特性，被譽(yù)為人類照明的第三次革命。

1.2市場(chǎng)現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，地球上每天使用的電量是相當(dāng)驚人的,所以，這些年我們都致力于尋找節(jié)約、環(huán)保的新能源，而本公司的LED燈順應(yīng)時(shí)代，應(yīng)運(yùn)而生。白光LED的光電轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%以上，節(jié)能性十倍于普通白熾燈，兩倍于熒光燈。眾所周知，白熾燈的使用會(huì)引起惰性氣體的污染，熒光燈的使用會(huì)引起汞的污染，而白光LED燈在使用時(shí)不會(huì)放出任何有害氣體損害生態(tài)環(huán)境，是新的環(huán)保光源，因此，LED節(jié)能燈有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

當(dāng)前，照明約占世界總能耗的20%左右。中國(guó)從2003年開始，就已經(jīng)頻頻遭遇電力短缺的危機(jī)，由此也引發(fā)了社會(huì)對(duì)替代能源和新能源的思考。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅LED路燈節(jié)能一項(xiàng)，每年就能為中國(guó)節(jié)省約一座三峽大壩所發(fā)的電力。在全球能源危機(jī)緊張的今天，LED照明產(chǎn)品的節(jié)能優(yōu)勢(shì)則預(yù)示了其不可撼動(dòng)的未來(lái)行業(yè)龍頭地位：據(jù)業(yè)內(nèi)人士以1支11瓦優(yōu)質(zhì)節(jié)能燈為例，用數(shù)字證明了產(chǎn)品的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)：這樣一支節(jié)能燈在6000小時(shí)的壽命期內(nèi)，將比具有相同效果的60瓦白熾燈少耗電294千瓦時(shí)，節(jié)約支出160多元。

根據(jù)中國(guó)光學(xué)電子協(xié)會(huì)光電分會(huì)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的LED照明產(chǎn)品自2003年起，正以每年25%以上的速度增長(zhǎng)，其中超高亮照明LED更以每年50%的速度飛躍發(fā)展。到2013年，閱讀燈、櫥窗燈、戶外照明、投光燈、家用照明、家用電器光源等傳統(tǒng)燈具將逐步被LED取代。業(yè)內(nèi)專家直言，僅中國(guó)民用照明市場(chǎng)來(lái)講，存在的商機(jī)就達(dá)400億元人民幣。

2011年2月底，國(guó)家相關(guān)部門在中國(guó)半導(dǎo)體照明市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)暨“Green Lighting China 2011 展會(huì)暨論壇”的新聞發(fā)布會(huì)上透露，將于近期出臺(tái)傳統(tǒng)白熾燈的退出時(shí)間表，這一信息預(yù)示著LED照明市場(chǎng)的繁榮期即將到來(lái)。目前，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)和部分小城市大多數(shù)照明都是以傳統(tǒng)燈泡為主。

1.3競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

1.4企業(yè)未來(lái)的發(fā)展

1.5總結(jié)