实验名称数字调制与解调综合性实验课程名称通信原理课程号

学院(系)信息学院专业电子信息工程班级电子1104班

学生姓名陈植锋学号实验地点实验日期20121205

实验五数字调制与解调综合性实验

一、实验目的

1.掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。

2.掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK数字调制信号以及相应的解调方法。

3.掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

二、实验内容

1.观察绝对码、相对码波形。

2.观察2ASK、2FSK、2DPSK调制信号波形。

3.观察2ASK、2FSK、2DPSK信号解调波形。

三、实验器材

1.信号源模块

2.数字调制模块

3.数字解调模块

4.同步信号提取模块

5.20M双踪示波器一台

6.频率计（选用）一台

四、实验步骤

（一）调制实验

1．将信号源模块、数字调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。

2．插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D400、D401发光，按一下信号源模块的复位键，两个模块均开始工作。

3．ASK调制实验

1将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的NRZ码和KHz的正弦波（幅度为3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“ASK基带输入”和“ASK载波输入”。以信号输入点“ASK基带输入”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“ASK基带输入”和点“ASK调制输出”的波形。

2改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。

4．FSK调制实验

1将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的NRZ码和32KHz正弦波（幅度为3V左右）、KHz 的正弦波（幅度为3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“FSK基带输入”、“FSK载波输入1”和“FSK载波输入2”。以信号输入点“FSK基带输入”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“FSK基带输入”和点“FSK调制输出”的波形。

2改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。

5．PSK调制实验

1将信号源模块的信号输出点“BS”与数字调制模块的信号输入点“PSK-BS输入”连接，将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的NRZ码和KHz的正弦波（幅度为3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“PSK基带输入”和“PSK载波输入”。以信号输入点“差分编码输出”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“PSK基带输入”与“差分编码输出”的波形。

2用双踪示波器同时观察点“差分编码输出”和点“PSK调制输出”的波形。

3改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。

（二）解调实验

1.将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步信号提取模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。

2.插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D400、D401、DA00、DA01、D500、D501发光，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。

3.将信号源模块的位同步信号（BS）的频率设置位15.625KHz，将信号源模块产生的NRZ码设置为011100101100110010101010，将同步信号提取模块的拨码开关SW501的第一位拨上。

4.ASK解调实验

1用信号源模块产生的NRZ码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“ASK调制输出”能输出正确的ASK调制波形。

2将“ASK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“ASK-IN”，观察信号输出点“ASK-OUT”处的波形，并调节标号为“ASK判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳定的NRZ码。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“ASK-BS”，观察信号输出点“OUT1”、“OUT2”、“OUT3”、“ASK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。

3改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。

5.FSK解调实验

1将信号源模块的位同步信号的频率恢复为15.625KHz，用信号源模块产生的NRZ码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“FSK调制输出”能输出正确的FSK 调制波形。

2将“FSK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“FSK-IN”，观察信号输出点“FSK-OUT”处的波形，并调节标号为“FSK判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳定的NRZ码。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“FSK-BS”，观察信号输出点“单稳输出1”、“单稳输出2”、“过零检测”、“FSK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。

3改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。

6.PSK解调实验

1将信号源模块的位同步信号的频率恢复为15.625KHz，用信号源模块产生的NRZ码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“PSK调制输出”能输出正确的PSK 调制波形。

2将“PSK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“PSK-IN”，将“PSK调制输出”的波形再送入同步信号提取模块的信号输入点“S-IN1”，使信号输出点“载波输出”能输出提取正确的载波信号，再将该点的输出波形送入数字解调模块的信号输入点“载波输入”，观察信号输出点“PSK-OUT”处的波形，并调节标号为“PSK判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳定的NRZ码(电位器WA02可调节乘法器的平衡度，该处在出厂时已经调好，请勿自行调节)。将点“PSK-OUT”送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”，再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“PSK-BS”,观察信号输出点“OUT4”、“OUT5”、“PSK解调输出”处的波形，并与信号源产生的NRZ码进行比较。

3改变信号源产生的NRZ码的设置，重复上述观察。

五、实验图示

（一）调制实验

ASK调制

FSK调制实验

PSK调制实验

“PSK基带输入”与“差分编码输出”的波形

“差分编码输出”和点“PSK调制输出”的波形

（二）解调实验

ASK解调

“OUT1”“OUT2”

“ASK解调输出”

FSK解调

“单稳输出1”“单稳输出2”

“FSK解调输出”

PSK解调

“OUT4”“OUT5”

“PSK解调输出”

六、实验思考题1、

分析2ASK 、2FSK 、2DPSK 的调制解调原理。

2ASK ：在振幅键控中载波幅度是随着基带信号而变化的。将载波在二进制基带信号1或0的控制下通或段，即用载波幅度的有无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通——段键控（OOK ）。其时域数学表达式为S2ASK(t)=an*Acos ωct

2FSK ：2FSK 信号时用载波频率的变化来表征被传信息上网状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载波为f0时代表传0，载波为f1是代表1。一般的时域数学表达式

S2FSK(t)=[

∑n

n

a

g(t-nTs)]cosw0t+[

∑n

n

a

g(t-nTs)]cosw1t

2DPSK ：2PSK 信号时用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和pai 相位载波分别代表传1和传0，但有“倒n ”现象发生。差分移相即是利用前后码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式，这就避免了2PSK 方式中的“倒n ”现象发生。在这种方式中，每个码元的载波相位相对于基准相位可取pai/2。因而，在相对移相时，相邻码元之间必须发生载波相位的跳变。

2、比较2ASK 、2FSK 、2DPSK 调制信号的频谱并做分析，进而分析三种调制方式各自的优点和缺点2ASK ：2ASK 信号的双边功率谱密度表达式为

()()()[]()()[]

2

2222222ASK )0()1(4

1)1(41P c c s c c s f f f f G p p f f f G f f G p p f f −++−+−++−=

ςς上式表明2ASK 信号的功率谱密度由两个部分组成：（1）由g （t ）经线性幅度调制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。2FSK ：般的时域数学表达式

S2FSK(t)=[

∑n

n

a

g(t-nTs)]cosw0t+[

∑n

n

a

g(t-nTs)]cosw1t

2FSK 与2ASK 的相似之处是含有载频离散分量，二者均可以采用非相干方式进行调解。可以看出，当h<1是，2FSK 信号的功率谱与2ASK 的极为相似，呈单峰状；当>>1时，2FSK 信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为B2FSF=

1f f −+2RS

2DPSK ：P 2PSK(f)=fsP(1-P)[

++2)(c f f G 2

)

(c f f G −]+

(1/4)

2

2)0()1(G P f s −)]

()([c c f f f f −++ζζ2ASK 其优点设备简单，频带利用率高;缺点是抗噪性能差，并且对信道特性非常敏感，不易使抽样判决器工作在最佳判决门限状态。2FSK 其优点是抗干扰性能较强，不受信道参数变化的影响，特别适用于衰落信道。缺点是占频带较宽，频带利用率较

低。

DPSK 其优点是抗干扰性能强，不受信道参数变化的影响。但是在相干解调是存在载波相位模糊度的问题。七、实验总结

通过本次实验，我掌握了绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法;掌握用键控

法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 数字调制信号以及相应的解调方法；.掌握相对码波形与2PSK 信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。加深了我对书上内容的理解以及学会更加熟练地使用各种实验器件。下载本文