现代通信技术----电信专用

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1、实验一ASK/FSK调制、解调原理实训一、实验目的1、掌握FSK(ASK)调制的工作原理及电路组成；2、掌握利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。二、预习要求1、预习移频键控FSK调制、解调的内容。2、上网查询集成块4046、74LS04、74LS32和TL082的引脚功能，比较TL082与TL084的异同，并完成预习报告。3、上网查询二极管1N4148的极性判别法。三、实验器材及环境20M双踪示波器、通信专用信号源、面包板、集成块及电阻、电容等元器件四、实验原理1、基本原理FSK称为频率键控，它是用数字基带信号控制载波信号频率，即以不同频率的高频振荡来表示不同的数字基带信息。FSK广泛应用于

2、无线通信，它设备简单，并且具有较好的抗多径时延性能。FSK调制多用频率选择法。如2FSK它有两个频率的高频振荡随机交替输出。FSK既然是用频率代表基带信息，那么对频率的稳定度自然要求较高，因此我们可用两个高稳定的晶体振荡器产生两个稳定的载频，或用一个晶振，两个不同分频比而产生两个稳定频率载频，并用受基带信号控制的开关，对这两个频率信号进行切换，从而得到FSK信号。FSK调制的方框图如图1—1所示。它也称为频率选择法FSK调制方框图。图1—1FSK调制电路原理图采用频率选择法产生的FSK信号通常相位不连续，即在开关切换时输出的FSK信号电压可能产生跳变。分析这类FSK信号都是把它看成两个独立的A

3、SK信号相加，把FSK信号功率谱看成是两个ASK信号功率谱相加。FSK信号解调分包络解调，相干解调和锁相解调等。相干解调性能优于包络解调，但它要提取两个相干载频，因此设备复杂。锁相解调电路简单，只有一个锁相环，而且性能优良。如环路带宽设计合适，能获得很好的性能。而且抗干扰能力强，因此在FSK解调中广泛应用。2、FSK调制电路FSK调制电路如图1-1所示。两载频分别为F1＝64KHz，F2＝128KHz。它们分别由晶振分频产生的64KHz和128KHz的方波经有源低通滤波和放大获得。频率选择开关采用芯片4066中两个模拟开关。基带信号从TP3直接加到4066的控制端（13脚），并经74LS04反

4、向后加到4066另一控制端（5脚）。这样在基带信号控制下，两模拟开关轮流导通。选择f1或f2载波输出，从而产生FSK信号。3、FSK解调本实验系统FSK解调采用锁相解调。U5是集成锁相块4046。4046管脚如下：1脚相位输出端，环路入锁时为高电平，环路失锁时为低电平。2脚相位比较器Ⅰ的输出端。3脚比较信号输入端。4脚压控振荡器输出端。5脚禁止端，高电平时禁止，低电平时允许压控振荡器工作。6、7脚外接振荡电容，以控制VCO的振荡频率。8、16脚电源的负端和正端。9脚压控振荡器的控制端。10脚解调输出端，用于FM解调。11、12脚外接振荡电阻，分别控制VCO的最高和最低振荡频率。13脚相位比较器

5、Ⅱ的输出端。14脚信号输入端。15脚内部独立的齐纳稳压管负极。FSK信号加到4046的14脚。14脚是两并联鉴相器输入。压控振荡器电压从4脚输出，并被加到3脚，3脚是两并联鉴相器的另一输入端。2脚、13脚为两鉴相器输出。13脚后接环路滤波器，9脚为压控振荡器控制电压输入端。6、7脚接回路电容。5、10、11、12脚电压变化均能改变压控振荡器频率。图1—2FSK解调电路原理图如图1—3所示为FSK解调电路原理图，调节电位器W2可使VCO自然谐振频率为64KHZ，若此时FSK信号为F1，则环路锁定,鉴相器1（2脚）和鉴相器2（13脚）输出均为低电位。而锁定指示（1脚）输出高电位。由于13脚为低电位

6、，所以环路器输出为零，VCO频率不作调整并保持与F1同相。当FSK信号变为F2，锁相环路失锁，锁相指示（1脚）变为低电位，而鉴相器输出（2脚和13脚）为杂乱的方波。13脚输出经环路滤波得到一控制电压,控制VCO。由于VCO自然谐振频率偏离F2较远，环路仍然失锁。VCO作扫频，输出杂乱方波，只有当FSK信号再次变为F1后环路再次锁定。FSK解调信号并不是从环路滤波器直接引出，或从锁定指示输出，而是用鉴相器1输出（2脚）和锁定指示信号（1脚）经或门及检波等电路后获得。当FSK信号为F1，环路锁定，鉴相器I从2脚输出低电位，鉴相器Ⅱ从1脚输出高电位（锁定信号），经或门U7A的第3脚输出高电位，经非门

7、U3D（9、8脚）变为低电位。当FSK信号变为F2，环路失锁。鉴相器I从2脚输出杂乱的方波。鉴相器Ⅱ从1脚输出的失锁信号为低电位。两者经或门后仍为杂乱的方波。经非门U3D（9、8脚）反相还是杂乱的方波。经二极管D301检波其包络为高电平。再经74LS04三级反相器，则锁定时变成高电位。失锁时为低电位。该信号正好与基带信号一致（F1对应“1”码，F2对应“0”码）采用多级非门是为了波形更近似矩形。图