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通信原理实验. 数字调制与解调技术. 实验三. 数字移频键控 FSK 调制解调 实验. 一、实验目的. 通过此实验，进一步加深对数字调制中的移频键控 FSK 调制的工作原理及电路组成的理解。掌握与理解利用锁相环解调 FSK 调制信号的原理及其实现方法。. 二、实验内容. 1. 频率键控（ FSK ）调制实验 2. 频率键控（ FSK ）解调实验. 三、实验应知知识. 1. 数字移频调制的基本原理. 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 。
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通信原理实验 数字调制与解调技术
实验三 数字移频键控 FSK调制解调实验
一、实验目的 通过此实验，进一步加深对数字调制中的移频键控FSK调制的工作原理及电路组成的理解。掌握与理解利用锁相环解调FSK调制信号的原理及其实现方法。
二、实验内容 1.频率键控（FSK）调制实验 2.频率键控（FSK）解调实验
三、实验应知知识 1.数字移频调制的基本原理 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调制信号产生的工作原理是用载波的频率变化来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。由于数字消息只有有限个取值，相应地，作为己调的FSK信号的频率也只能有有限个取值。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。 数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。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。
2．FSK调制信号的产生 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。 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)。
+ 相加器 门 2 门 1 振荡器1 电子开关 振荡器2 FSK调制信号 数字基带信号 2.1 相位不连续DPFSK信号的产生) 两个载频的频率分别由两个不同频率的独立振荡器提供,即： 载波信号的输出受电子开关，即门电路的控制。 电子开关的开启与关闭受数字基带信号的控制。 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。 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。 产生载频f1 门电路的输出信号分别送至相加器的输入端。 产生载频f2 载波信号经相加器处理后，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。 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，这就叫相位离散的数字调频信号,记作DPFSK。
+ 相加器 产生载频f1 门 1 门 2 电子开关 产生载频f2 晶 振 器 二分频器 FSK调制信号 四分频器 数字基带信号 2.2 相位连续CPFSK信号的产生) 两个载频分别由同一个频率的独立振荡器，经不同的分频器后产生,即： 载波信号的输出受电子开关，即门电路的控制。 电子开关的开启与关闭受数字基带信号的控制。 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。 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。 门电路的输出信号分别送至相加器的输入端。 载波信号经相加器处理后，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。 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.
2.3 2FSK实验电路组成与工作原理 数字基带信号 NRZ 锁相高频源 载波信号1 64KHZ DDSSIN 载波信号2 128KHZ DDSSIN
1、FSK信号的产生 电路原理框图如下： SIN128 2FSK/OUT SIN64 NRZ/OUT
由图可知，从“FSK基带输入”输入的基带信号分成两路，一路经U05反相后接至U06B的控制端，另一路直接接至U06A的控制端。从“FSK载波输入1”和“FSK载波输入2”输入的载波信号分别接至U06A和U06B的输入端。当基带信号为“1”时，模拟开关U06A打开，U06B关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U06A关闭，U06B打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到2FSK调制信号。由图可知，从“FSK基带输入”输入的基带信号分成两路，一路经U05反相后接至U06B的控制端，另一路直接接至U06A的控制端。从“FSK载波输入1”和“FSK载波输入2”输入的载波信号分别接至U06A和U06B的输入端。当基带信号为“1”时，模拟开关U06A打开，U06B关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U06A关闭，U06B打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到2FSK调制信号。
2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（ 或 ）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如图15-6所示：
载波信号1 64KHZ DDSSIN 数字基带信号1 NRZ 锁相高频源 载波信号2 128KHZ DDSSIN
