二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理
圖9-1 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)，抗噪聲和抗群時(shí)延性能較強(qiáng)，因此在無線中低速數(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傳遞數(shù)字信息。
數(shù)字幅度調(diào)制ASK本實(shí)驗(yàn)箱沒有做成專門的ASK單元，因?yàn)橹唤油‵SK調(diào)制單元電路中相加開關(guān)K902的“對(duì)1調(diào)制”信號(hào)，即為ASK調(diào)制。
（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9-1所示；圖9-2是它的調(diào)制電路電原理圖。 輸入的基帶信號(hào)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，兩路載頻分別經(jīng)射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬開關(guān)U902A與U901B(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，所以得到了越來越廣泛的應(yīng)用。解調(diào)電路電原理圖如圖9-3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)載頻如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9-3中R924、R925、CA901主要用來確定壓控振蕩器的振蕩頻率。R929、C916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、迅速鎖定來看，低通濾波器的通帶要寬些；從提高環(huán)路的跟蹤特性來看，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9-4所示。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
測(cè)試FSK調(diào)制解調(diào)電路TP901—TP910各測(cè)量點(diǎn)波形，并作詳細(xì)分析。
1．按下實(shí)驗(yàn)箱右測(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮。
2．跳線開關(guān)設(shè)置：
K901：1－2：碼元速率為2KB/s的111100010011010偽隨機(jī)碼或2KHz方波，由薄膜鍵盤選擇輸入；
2－3：PC數(shù)據(jù)。
K902：1-2和3-4均相連時(shí)，調(diào)制波形疊加合成開關(guān)。
K903：1－2：在已調(diào)信號(hào)中加入噪音(模仿實(shí)際通信中的信道噪聲, 可在噪聲模塊中TP108處測(cè)得噪聲波形，W101調(diào)節(jié)噪聲幅度,幅度不宜過大)；
2－3：不加入噪音（或者跳線拔掉不連）。
SW01：1－2：FSK自環(huán)；
2－3：斷開FSK自環(huán)，F(xiàn)SK可通過MODEM接口實(shí)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)間的雙工通信（此實(shí)驗(yàn)將在后續(xù)章節(jié)中完成）。
3．電位器調(diào)節(jié)：
W901：調(diào)節(jié)32KHz正弦波幅度大小。
W902：調(diào)節(jié)16KHz正弦波幅度大小。
W903：調(diào)節(jié)FSK已調(diào)信號(hào)幅度大小。
W904：調(diào)節(jié)解調(diào)電路壓控振蕩器時(shí)鐘的中心頻率。
4．調(diào)節(jié)W904電位器使壓控振蕩器工作在32KHz（16 KHz行不行）。
5．注意：當(dāng)基帶信號(hào)的碼元速率與載頻信號(hào)的頻率相差太近時(shí),FSK解調(diào)端輸出測(cè)量點(diǎn)TP910輸出應(yīng)為不穩(wěn)定的輸出波形。
6．接通開關(guān)SW01的1-2腳(自環(huán))或2-3腳(斷開自環(huán))，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。
7．觀察FSK解調(diào)輸出TP908～TP910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。
FSK頻移鍵控原理波形示意圖（如圖9-4）。
圖9-2 FSK調(diào)制電路電原理圖
圖9-3 FSK解調(diào)電路電原理圖
FSK頻移鍵控原理波形圖（如圖9-4）
圖9-4 FSK頻移鍵控原理波形圖
四、測(cè)量點(diǎn)說明
TP901：32KHz方波信號(hào)，由U101芯片(EPM7128)編程產(chǎn)生。
TP902：16KHz方波信號(hào)，由U101芯片(EPM7128)編程產(chǎn)生。
TP903：32KHz載波信號(hào)，可調(diào)節(jié)電位器W901改變幅度
TP904：16KHz載波信號(hào)，可調(diào)節(jié)電位器W902改變幅度
TP905：作為數(shù)字基帶信碼信號(hào)輸入，由開關(guān)K901決定。
K901的1與2相連：碼元速率為2KHz的111100010011010碼或2KHz方波由薄膜鍵盤選擇輸入；
K901的2與3相連： PC數(shù)據(jù)輸入。
TP906：FSK調(diào)制信號(hào)輸出，此測(cè)量點(diǎn)需使用雙蹤對(duì)比測(cè)量，另一蹤（觸發(fā)）測(cè)量TP905。
K902的1-2相連、3-4斷開時(shí)，TP906為32KHz載波FSK調(diào)制信號(hào)輸出；
K902的1-2斷開、3-4相連時(shí)，TP906為16KHz載波FSK調(diào)制信號(hào)輸出；
K902的1-2和3-4均相連時(shí)，TP906為FSK調(diào)制信號(hào)疊加輸出。
TP907：衰減或放大的FSK調(diào)制信號(hào)輸出。
K903的1-2腳相連時(shí)，在調(diào)制信號(hào)中加入噪聲，電位器W101調(diào)整噪聲幅度(可在TP108處測(cè)得波形)，模擬實(shí)際通信中的信道傳輸。
TP908：FSK解調(diào)信號(hào)輸入。
SW01的1－2腳相連時(shí)：FSK自環(huán)，即同一平臺(tái)上調(diào)制解調(diào)；
SW01的2－3相連時(shí)：FSK自環(huán)斷開，F(xiàn)SK可通過MODEM接口實(shí)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)間的雙工通信。
TP909：FSK解調(diào)電路中壓控振蕩器輸出時(shí)鐘的中心頻率，正常工作時(shí)應(yīng)為32KHz左右，頻偏不應(yīng)大于2KHz，若有偏差，可調(diào)節(jié)電位器W904。
TP910：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TP905。
注：在FSK解調(diào)時(shí)，數(shù)字基帶信號(hào)的頻率與載頻的頻率應(yīng)滿足4F ≤ fc2的關(guān)系，否則它們的頻譜重疊，F(xiàn)SK解調(diào)電路解調(diào)不出此時(shí)的數(shù)字基帶信碼信號(hào)。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.畫出FSK、ASK各主要測(cè)試點(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.分析其輸出數(shù)字基帶信號(hào)序列與發(fā)送數(shù)字基帶信號(hào)序列相比有否產(chǎn)生延遲，什么情況下會(huì)出現(xiàn)解調(diào)輸出的數(shù)字基帶信號(hào)序列反向的問題?
DB-8621D 通信原理綜合實(shí)驗(yàn)箱(增強(qiáng)型)
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
DB-8621D通信原理綜合實(shí)驗(yàn)箱是針對(duì)電子和通信工程類專業(yè)學(xué)生，系統(tǒng)完成《通信原理》等現(xiàn)代通信技術(shù)相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)專門研制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)最大的特點(diǎn)是系統(tǒng)性強(qiáng)，它真實(shí)再現(xiàn)了：信源的模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬調(diào)制、信道仿真、模擬解調(diào)、信宿的數(shù)模轉(zhuǎn)換的頻帶傳輸過程；光纖傳輸、幀同步位同步、糾錯(cuò)譯碼、解復(fù)接、信宿的數(shù)模轉(zhuǎn)換的基帶傳輸過程；信源、信源編碼、碼分復(fù)用、傳輸、碼分解復(fù)用、信源譯碼、信宿的移動(dòng)傳輸過程；
通信原理綜合實(shí)驗(yàn)箱全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊既能完成完整通信系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)單元部分實(shí)驗(yàn)，又能由學(xué)生用單元模塊構(gòu)建一個(gè)完整通信系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，從而有助于學(xué)生理解通信系統(tǒng)中各要素的作用；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)把通信系統(tǒng)中涉及的基本電路、終端編譯碼、調(diào)制解調(diào)、信道傳輸?shù)戎匾睦碚摪才帕讼鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)既有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，又有采用新技術(shù)新器件（FPGA、DSP）等提高型實(shí)驗(yàn)，從而完成一個(gè)理論驗(yàn)證性、綜合性、二次開發(fā)性，由低向高的系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程。通過這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼龠M(jìn)學(xué)生對(duì)《通信原理》課程內(nèi)容的理解、掌握，并使學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)、當(dāng)今新技術(shù)、工程實(shí)現(xiàn)有一個(gè)較全面的了解。系統(tǒng)采用“主板+實(shí)驗(yàn)?zāi)K”相結(jié)合的靈活結(jié)構(gòu)，便于學(xué)校選擇、定制、增加功能、硬件升級(jí)。
二、技術(shù)指標(biāo)
1、采用了“底板+實(shí)驗(yàn)?zāi)K”的結(jié)構(gòu)，不僅按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與功能將電路模塊化，而且各個(gè)模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，能方便地組合進(jìn)行單元實(shí)驗(yàn)和多種單/雙工通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸入輸出信號(hào)都采用鉚孔開放出來，由實(shí)驗(yàn)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行連接組合，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)者的參與性。
4、每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K都采用有機(jī)玻璃覆蓋保護(hù)，方便實(shí)驗(yàn)室管理。
5、實(shí)驗(yàn)中的重要參數(shù)都可以調(diào)節(jié)或設(shè)置，方便實(shí)驗(yàn)者分析對(duì)比。
6、可完成單元、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)幾十項(xiàng)，涵蓋了終端編譯碼、線路編譯碼、調(diào)制解調(diào)、光纖、移動(dòng)等方面的內(nèi)容。
7、內(nèi)置函數(shù)信號(hào)源、數(shù)字信號(hào)源、電話接口、計(jì)算機(jī)接口、同軸電纜信道、兩個(gè)收發(fā)一體光端機(jī)信道、音頻功放等功能模塊，詳細(xì)見“系統(tǒng)組成” 項(xiàng)。
8、內(nèi)置4組穩(wěn)壓電源，全部具有短路軟截至保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)功能，并提供電源輸出接口。
9、系統(tǒng)涉及了計(jì)算機(jī)通信、MS51、DSP、CPLD等多種技術(shù)，并留有開發(fā)接口，二次開發(fā)性強(qiáng)。
三、實(shí)驗(yàn)類型
A.通信原理部分
第一部分 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1 DDS信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 CPLD可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 接收濾波放大器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)
第二部分 原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1 基帶信號(hào)的常見碼型變換實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 抽樣定理及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 PCM編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 ADPCM編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 CVSD編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)6 FSK（ASK）調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)7 相位鍵控PSK（DPSK）調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)8 數(shù)字同步技術(shù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)9 眼圖觀察測(cè)量實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)10 線路成形與頻分復(fù)用
實(shí)驗(yàn)11 時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用
實(shí)驗(yàn)12 碼分復(fù)用與解復(fù)用
實(shí)驗(yàn)13 數(shù)字頻率合成實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)14 AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)15 卷積編譯碼及糾錯(cuò)能力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)16 漢明碼編譯碼及糾錯(cuò)能力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)17 漢明、交織碼編譯碼及糾錯(cuò)能力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)18 循環(huán)碼編譯碼及糾錯(cuò)能力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
第三部分 綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1 信源、PCM、HDB3傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 信源、PCM、漢明碼傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 信源、PCM、漢明、交織碼傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 信源、CVSD、漢明碼傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 信源、CVSD、漢明、交織碼傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)6 信源、時(shí)分復(fù)接/解復(fù)接系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)7 信源、碼分復(fù)接/解復(fù)接系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
第四部分 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1 PCM時(shí)序控制實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 CMI編譯碼實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 絕對(duì)/相對(duì)碼轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)PC機(jī)數(shù)據(jù)、PSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 PC機(jī)數(shù)據(jù)、FSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 碼型變換、基帶編碼開發(fā)實(shí)驗(yàn)
四、標(biāo)準(zhǔn)配置表
| 序號(hào) | 分類 | 硬件名稱 | 標(biāo)號(hào) | 說明 | ||
| 1 |
主 板 硬 件 模 塊 |
函數(shù)發(fā)生器（正弦波、三角波、方波） | 模塊一 | 頻率0.3～10KHZ連續(xù)可調(diào)，幅度0～10V連續(xù)可調(diào) | ||
| 2 | 同步信號(hào)發(fā)生器 | 模塊二 | 頻率2KHZ，幅度0～10V連續(xù)可調(diào) | |||
| 3 | 抽樣脈沖產(chǎn)生模塊 | 模塊三 | 頻率8KHZ, 頻率2～35KHZ連續(xù)可調(diào) | |||
| 4 | 計(jì)算機(jī)接口模塊 | 模塊四 | 提供發(fā)送輸出、接收輸入的連接接口 | |||
| 5 | 電源引接模塊 | 模塊五 | 提供-12V、+12V、+5V、-5V等系統(tǒng)電源，另提供輸出接口 | |||
| 6 | 同軸電纜傳輸模塊 | 模塊六 | 同軸電纜傳輸 | |||
| 7 | 眼圖觀測(cè)模塊 | 模塊七 | 可觀測(cè)噪聲、串?dāng)_、理想眼圖 | |||
| 8 | PCM編碼記錄模塊 | 模塊八 | 自動(dòng)處理PCM編碼數(shù)據(jù) | |||
| 9 | 功放模塊 | 模塊十 | 提供多組濾波器、音頻功放、喇叭 | |||
| 10 | 話筒模塊 | 模塊十一 | 提供話音輸入 | |||
| 11 |
軟件 及 配件 部分 |
PPT多媒體課件 | 贈(zèng)送 | 仿真電路和實(shí)驗(yàn)箱電路相一致 | ||
| 12 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電子文檔（Word） | 贈(zèng)送 | ||||
| 13 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | 贈(zèng)送 | ||||
| 14 | 電源線 | 贈(zèng)送 | ||||
| 15 | USB線 | 贈(zèng)送 | ||||
| 16 | 信號(hào)連接線 | 贈(zèng)送 | ||||
實(shí)驗(yàn)?zāi)K：標(biāo)準(zhǔn)配置
| 1 | 時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊 | 提供系統(tǒng)時(shí)鐘和各類數(shù)字信號(hào)源 |
| 2 | PAM脈沖幅度調(diào)制模塊 | 完成抽樣定理、PAM調(diào)制、傳輸模擬實(shí)驗(yàn) |
| 3 | PCM/ADPCM編譯碼模塊 | 完成PCM、ADPCM編譯碼單元實(shí)驗(yàn) |
| 4 | CVSD增量調(diào)制編譯碼模塊 | 完成CVSD編譯碼單元實(shí)驗(yàn) |
| 5 | AMI /HDB3編譯碼模塊 | 完成AMI /HDB3編譯碼單元實(shí)驗(yàn) |
| 6 | 噪聲模塊 | 模擬白噪聲信道 |
| 7 | 數(shù)字頻率合成模塊 | 完成壓控振蕩器、頻率合成實(shí)驗(yàn) |
| 8 | FSK(MSK)調(diào)制模塊 | 完成MSK、FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn) |
| 9 | FSK(MSK)解調(diào)模塊 | 完成MSK、FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn) |
| 10 | BPSK(DPSK)調(diào)制模塊 | 完成BPSK、DPSK調(diào)制實(shí)驗(yàn) |
| 11 | BPSK(DPSK)解調(diào)模塊 | 完成BPSK、DPSK解調(diào)實(shí)驗(yàn) |
| 12 | 復(fù)接/解復(fù)接、同步提取模塊 | 完成多種數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)接解復(fù)接、碼分復(fù)接解復(fù)接、位同步幀同步提取實(shí)驗(yàn) |
| 13 | 卷積、漢明、交織、循環(huán)編碼模塊 | 完成卷積、漢明、交織、循環(huán)編碼實(shí)驗(yàn)，多種碼型變換 |
| 14 | 卷積、漢明、交織、循環(huán)傳輸模塊 | 信道仿真 |
| 15 | 卷積、漢明、交織、循環(huán)譯碼模塊 | 完成漢明、交織、循環(huán)譯碼實(shí)驗(yàn) |