第一篇：實驗一 FSK調制實驗

通信原理實驗報告

實驗名稱：

姓 名：

學 號： 班 級： 時 間：

FSK調制實驗

南京理工大學紫金學院電光系 實驗一 FSK調制實驗

1、實驗目的

2、了解FSK調制的基本工作原理；

3、掌握FSK正交調制的基本工作原理與實現過程；

4、預備知識

5、數字信號的傳輸工作方式與基本工作過程；

6、FSK的基本工作原理；

7、正交調制與基帶信號的表示方式；

8、軟件無線電的基本概念；

9、實驗儀器

10、工程“通信信道平臺”實驗箱

11、波器

通信網絡一臺； 20MHz示一臺；

12、實驗原理

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

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

（二進制１）

SFSK?0?t?Tb

（二進制０）

其中2πΔf代表信號載波的恒定偏移。

產生FSK信號最簡單的方法是根據輸入的數據比特是0還是1，在兩個獨立的振蕩器中切換。采用這種方法產生的波形在切換的時刻相位是不連續的，因此這種FSK信號稱為不連續FSK信號。不連續的FSK信號表達式為：

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

SFSK?0?t?Tb（二進制０）其實現如圖3.1-1所示：

振蕩器fＨ放大振蕩器fＬ輸出輸入數據

圖3.1-1 非連續相位FSK的調制框圖

由于相位的不連續會造頻譜擴展，這種FSK的調制方式在傳統的通信設備中采用較多。隨著數字處理技術的不發展，越來越多地采用連繼相位FSK調制技術。

目前較常用產生FSK信號的方法是，首先產生FSK基帶信號，利用基帶信號對單一載波振蕩器進行頻率調制。因此，FSK可表示如下：

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

應當注意，盡管調制波形m（t）在比特轉換時不連續，但相位函數θ（t）是與m（t）的積分成比例的，因而是連續的，其相應波形如圖3.1-2所示：

圖3.1-2連續相位FSK的調制信號

由于FSK信號的復包絡是調制信號m（t）的非線性函數，確定一個FSK信號的頻譜通常是相當困難的，經常采用實時平均測量的方法。二進制FSK信號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。相位連續的FSK信號的功率譜密度函數最終按照頻率偏移的負四次冪衰落。如果相位不連續，功率譜密度函數按照頻率偏移的負二次冪衰落。

FSK的信號頻譜如圖3.1-3所示。

圖3.1-3 FSK的信號頻譜

FSK信號的傳輸帶寬Br，由Carson公式給出：

Br=2Δf+2B 其中B為數字基帶信號的帶寬。假設信號帶寬限制在主瓣范圍，矩形脈沖信號的帶寬B=R。因此，FSK的傳輸帶寬變為：

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。

在通信信道平臺中，FSK的調制方案如下： FSK信號：

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

其中：

fi?{因而有：

f1f2當輸入碼為1當輸入碼為0

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

t

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

??如果結進行量化處理，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，FSK正交調制器的實現為如圖3.1-4結構：

cos()f1f2z-1sin()正交調制器輸入碼流W0

圖3.1-4 FSK正交調制器結構圖

如時發送0碼，則相位累加器在前一碼元結束時相位?(n)基礎上，在每個抽樣到達時刻相位累加2?f1Ts，直到該碼元結束；如時發送１碼，則相位累加器在前一碼元結束時的相位?(n)基礎上，在每個抽樣到達時刻相位累加2?f2Ts，直到該碼元結束。

在通信信道FSK模式的基帶信號中傳號采用32KHz頻率，空號采用16KHz頻率，數據傳輸速率為8Kbps。

在FSK模式下，不采用FEC技術。制器提供的數據源有：

13、外加數據：通過信道接口模塊提供數據；

14、全1碼：可測試傳號時的發送頻率；

15、全0碼：可測試空號時的發送頻率；

16、01碼：0101…交替碼型，用作一般測試；

17、特殊碼序列：周期為8的碼序列，以便于常規示波器進行觀察；

18、m序列：可用于對通道性能進行測試；

FSK調制器的結構如圖3.1-5所示：

FPGATP402sin()外部數據全1碼全0碼01碼特殊碼序列m序列數據選擇器32KHzD觸發器相位累加16KHzcos()控制TP401發時鐘D/AD/ATP801TP80320、將通信信道平臺所有的短路器均于置于1-2狀態（短路器置于左側）。

低通濾波低通濾波TP802TP804

21、按1.12節中的方式將通信信道平臺設置成“FSK模式”。

圖3.1-5 FSK調制器結構示意圖

19、實驗步驟

22、檢查DSP是否正常工作：測量TP413的波形，如果有脈沖波形，說明DSP已正常工作；如果沒有脈沖波形，則DSP沒有正常工作，需按面板上的復位按鈕重新對硬件進行初始化。

23、在菜單中選擇不同的輸入碼型：

24、外部數據

25、全1碼

26、全0碼27、0/1碼

28、特殊碼序列

29、m序列碼

30、觀察發送數據測量點TP402與TP803（或TP804）之間的關系：TP402是發送數據信號，TP803基帶FSK波形，以TP402作為同步信號，可以看出TP402與TP803有明確的信號對應關系，在碼元的切換點發送波形的相位連續；

31、觀察TP803、TP804兩測量點的波形，判斷它們之間的關系。

32、觀察TP803、TP804兩測量點的李沙育x-y的波形：TP803與TP804為FSK的正交基帶信號，其李沙育圖形應為一個圓。在FSK正交調制方式中，必須采用FSK的同相支路與正交支路信號；不然如果只采用一路同相FSK信號進行調制，會產生兩個FSK頻譜信號，這需在后面采用較復雜的中頻窄帶濾波器，如圖3.1-6所示：

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

33、實驗報告

34、FSK正交調制方式與傳統的一般FSK調制方式有什么區別? 其有哪些特點 ? 答：一般FSK調制方式產生FSK信號的方法是根據輸入的數據比特是0還是1，在兩個獨立的振蕩器中切換。采用這種方法產生的波形在切換的時刻相位是不連續的。而FSK正交調制方式產生FSK信號的方法是，首先產生FSK基帶信號，利用基帶信號對單一載波振蕩器進行頻率調制。采用這種方法產生的波形在切換的時刻相位是連續的。在FSK正交調制方式中，必須采用FSK的同相支路與正交支路信號，不然如果只采用一路同相FSK信號進行調制，會產生兩個FSK頻譜信號

35、畫出各測量點工作波形。

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

4、心得體會

本次實驗并不難，最主要的是掌握基礎知識，除此之外，要熟悉實驗箱上的各個功能分塊，能夠準確知道每個模塊的各個作用和功能，對實驗的內容，也要了解。這次的實驗讓我對2FSK的調制有了進一步的認識，同時提高了我的動手能力，達到了學以致用的效果！

第二篇：通信原理教案 實驗五 FSK調制解調實驗

實驗五 FSK 調制解調實驗

(理論課:教材第七章P180--185）

實 驗 內 容

1.頻率鍵控（FSK）調制實驗 2.頻率鍵控（FSK）解調實驗

一、實驗目的

1.理解FSK調制的工作原理及電路組成。2.理解利用鎖相環解調FSK的原理和實現方法。

二、實驗電路工作原理

TP901 TP904TP90832KHz選頻 32KHz方波12TP906TP907輸出時鐘K901D/A TP902模相FSKTP909擬加12解調整 開器(4046形16KHz方波12關FSK調制輸出鎖相環輸 K902D/AK906解調)出 TP903TP90

5PN2K1 F832K904WMCLK 213WMDATA

K903

圖2-1 FSK調制解調電原理框圖

數字頻率調制是數據通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調制解調方式容易實現，抗噪聲和抗衰減性能較強，因此在中低速數據傳輸通信系統中得到了較為廣泛的應用。

數字調頻又可稱作移頻鍵控FSK，它是利用載頻頻率變化來傳遞數字信息。數字調頻信號可以分為相位離散和相位連續兩種情形。若兩個振蕩頻率分別由不同的獨立振蕩器提供，它們之間相位互不相關，這就叫相位離散的數字調頻信號；若兩個振蕩頻率由同一振蕩信號源提供，只是對其中一個載頻進行分頻，這樣產生的兩個載頻就是相位連續的數字調頻信號。

本實驗電路中，由實驗一提供的載頻頻率經過本實驗電路分頻而得到的兩個不同頻率的載頻信號，則為相位連續的數字調頻信號。

（一）FSK調制電路工作原理

FSK調制解調電原理框圖，如圖2-1所示；圖2-2是它的調制電路電原理圖。

輸入的基帶信號由轉換開關K904轉接后分成兩路，一路控制f1=32KHz的載頻，另一路經倒相去控制f2=16KHz的載頻。當基帶信號為“1”時，模擬開關1打開，模擬開關2關閉，此時輸出f1=32KHz，當基帶信號為“0”時，模擬開關1關閉，模擬開關2開通。此時輸出f2=16KHz，于是可在輸出端得到已調的FSK信號。

電路中的兩路載頻(f1、f2）由內時鐘信號發生器產生，經過開關K901，K902送入。兩路載頻分別經射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬開關U901∶A與U901∶B(4066)。

（二）FSK解調電路工作原理 FSK集成電路模擬鎖相環解調器由于性能優越，價格低廉，體積小，所以得到了越來越廣泛的應用。解調電路電原理圖如圖2-3所示。

FSK集成電路模擬鎖相環解調器的工作原理是十分簡單的，只要在設計鎖相環時，使

它鎖定在FSK的一個載頻f1上，對應輸出高電平，而對另一載頻f2失鎖，對應輸出低電平，那末在鎖相環路濾波器輸出端就可以得到解調的基帶信號序列。

FSK鎖相環解調器中的集成鎖相環選用了MC14046。

壓控振蕩器的中心頻率設計在32KHz。圖2-3中R924、R925、CA901主要用來確定壓控振蕩器的振蕩頻率。R929、C904構成外接低通濾波器，其參數選擇要滿足環路性能指標的要求。從要求環路能快速捕捉、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。因此電路設計應在滿足捕捉時間前提下，盡量減小環路低通濾波器的帶寬。

當輸入信號為16KHz時，環路失鎖。此時環路對16KHz載頻的跟蹤破壞。可見，環路對32KHz載頻鎖定時輸出高電平，對16KHz載頻失鎖時就輸出低電平。只要適當選擇環路參數，使它對32KHz鎖定，對16KHz失鎖，則在解調器輸出端就得到解調輸出的基帶信號序列。關于FSK調制原理波形見圖2-4所示。

三、實驗內容

測試FSK調制解調電路TP901—TP909各測量點波形，并作詳細分析。

1．按下按鍵開關： K01、K02、K900。

2．跳線開關設置： K9012–

3、K9022–3。K903:1-2 3 K9041–

2、2KHz的偽隨機碼，碼序列為：*** 做FSK解調實驗時，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．注意選擇不同的數字基帶信號的速率。有1110010碼(2KHz)、1010交替碼(8KHz)。由信號轉接開關K904進行選擇。

5．接通開關K906“2”和“3”腳，輸入FSK信號給解調電路，注意觀察“1”“0”碼內所含載波的數目。

6．觀察FSK解調輸出TP907～TP909波形，并作記錄，并同時觀察FSK調制端的基帶信號，比較兩者波形，觀察是否有失真。

四、測量點說明

TP901：32KHz載頻信號，由K901的1與2相連，可調節電位器W901改變幅度。

TP902：16KHz載頻信號，由K902的1與2相連，可調節電位器W902改變幅度。

TP903：作為F = 2KHz或8KHz的數字基帶信碼信號輸入，由開關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調制信號輸出。TP905：16KHz基帶FSK調制信號輸出。

TP906：FSK調制信號疊加后輸出，送到FSK解調電路的由輸入開關K905控制。

TP907：FSK解調信號輸入。由FSK解調電路的輸入開關K906的2與3腳接入

TP908：FSK解調電路工作時鐘，正常工作時應為32KHz左右，頻偏不大于2KHz，若有偏差，可調節電位器W903或W904和改變CA901的電容4 值。

TP909：FSK解調信號輸出，即數字基帶信碼信號輸出，波形同TP903。注：在FSK解調時，K904只能是1與2相連，即解調出碼元速率為2KHz的***碼。K904的2與3腳不能相連，否則FSK解調電路解調不出此時的數字基帶信碼信號，因為此時F = 8KHz，fc2 = 16KHz，所以不滿足4F ≤ fc1的關系，因為此時它們的頻譜重疊了。所以在此項實驗做完后，應注意把開關K904設置成1與2相連接的位置上。

五、討論思考題

1.畫出測試點的各點波形。

2.寫出改變4046的哪些外圍元件參數對其解調正確輸出有影響? 3.采用鎖相環解調時，其輸出信號序列與發送信號序列相比有否產生延遲?

六、實測各點波形

1、FSK頻率鍵控調制電路的工作波形

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

TP903： 2KHz數字基帶信碼信號

圖理原電路電制調KSF 2－2圖 8

圖理原電路電調解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調制原理波形圖

上圖 TP904：32KHz載頻FSK調制信號 K905 1-2 3-4 全部斷開后測出 下圖 TP905：16KHz載頻FSK調制信號

TP906：FSK調制疊加后輸出信號 K905 1-2 3-4 測出

2、FSK頻率鍵控解調電路的工作波形 K906 2-3

TP907：FSK解調信號輸入。同TP906 10

TP908：FSK解調電路32KHz工作時鐘，TP909：FSK解調輸出 的2KHz數字基帶信碼 同TP903

第三篇：通信原理實驗報告綜合實驗FSK和PSK調制解調

實 驗 報 告

課程名稱： 通信原理綜合設計實驗 學生姓名： 學 號： 專業班級：

2016年 06月21日

實驗一 7位偽隨機碼1110010設計

一、實驗目的

1、了解數字信號的波形特點

2、掌握D觸發器延時設計數字電路的原理及方；

3、熟悉Multisim 13.0軟件的使用

二、設計要求

設計7位偽隨機碼1110010，要求輸出波形沒有毛刺和抖動，波形穩定效果較好，可用于后續的綜合設計實驗。

三、實驗原理與仿真電路及結果

要求產生7位偽隨機碼，根據M=2-1=7,所以n=3，需要3個D觸發器，在32KHz正弦波或方波的時鐘信號觸發下，第三個D觸發器輸出端產生1110010的7位偽隨機絕對碼。仿真電路及波形結果如下：

n

圖

一、7位偽隨機碼1110010產生電路

圖

二、7位偽隨機碼1110010波形

觀察結果波形發現，偽隨機碼波形頻率較之信號源波形（32KHz）減小了，但幅值不變 仍為5v.四、實驗心得與體會

本實驗原理較為簡單，通過本次設計實驗，我重新復習了數字電路邏輯設計中的D觸發器產生特定數字序列的知識，老師也給出了提示，基本上是直接改動電路圖就能實現，只要電路圖搭建正確，原理符合邏輯，基本上都能仿真出來。偽隨機碼在后續實驗中經常用到，模擬隨機信號，但不是真正的隨機信號，在通信中應用研究中很有意義，也為我們后續綜合設計實驗提供基本的信號。

實驗二

一、實驗目的

調制、解調電路綜合設計

2FSK1、掌握2FSK調制和解調的工作原理及電路組成

2、學會低通濾波器和放大器的設計

3、掌握LM311設計抽樣判決器的方法、判決門限的合理設定

4、進一步熟悉Multisim13.0的使用

二、設計要求

設計2FSK調制解調電路，載波f1=32KHz，f2=64KHz，基帶信號位7位偽隨機絕對碼（1110010）要求調制的信號波形失真小，不會被解調電路影響，并且解調出來的基帶信號盡量延時小、判決準確。

三、實驗電路與結果

3.1實驗總電路圖

圖

一、FSK調制、解調總電路

3.2調制電路

1）實驗所用的32KHz和64KHz載波正弦信號由對應頻率的方波通過高低通濾波得到，子電路如下：

圖

二、32KHz正弦載波信號生成電路

圖

三、64KHz正弦載波信號生成電路

2）實驗基帶信號7位偽隨機碼子電路（同實驗一）如下：

圖

四、基帶信號1110010生成子電路

3）32KHz、64KHz載波信號、基帶信號、已調信號波形：

圖

五、載波、基帶及已調信號波形

3.3解調電路 1）解調部分電路如下：

圖

六、FSK解調電路

以上電路中，解調運用的仍是4066芯片的開關特性來實現：將已調信號接入4066中并分別用32KHz、64KHz的信號源方波“識別”出已調信號中的32KHz和64KHz頻率的正弦信號，然后經過兩個相同的32KHz（生成偽隨機碼的信號源頻率）的低通濾波器，濾出含有基帶信號的“混合”波形，最后將這兩路信號接入LM311比較器，根據課本知識，這 一步實現的是兩路信號的比較，誰大輸出誰，最終輸出解調信號。

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

圖

七、32KHz低通濾波器

圖

八、FSK解調信號與基帶信號波形對比

以上藍色是解調出來的波形，黃色為偽隨機碼輸出，觀察波形結果發現，開始仿真時會有一兩個判決錯誤，可能是濾波電路沒有達到穩定的原因，后面穩定之后，波形就很好了，信號得到了較好的解調，基本恢復了基帶信號（上方為基帶信號，下方為解調信號）。不過 解調信號與基帶信號存在一定的相位差，這可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發可能導致信號延時；濾波電路中，電阻和電容也可能對相位產生影響，使信號延時。總體來說，FSK對基帶信號的調制和解調結果是比較合理的，實驗具有一定的準確性。

四、實驗心得體會：

本實驗是FSK調制與解調的綜合性設計實驗，首先載波信號調用實驗一中的方波高低通生成正弦波方法得到，基帶信號調用實驗四中的偽隨機碼方法生成。另外實驗增加的難度在于，運用4066和LM311芯片實現已調信號的解調。首先充分利用了4066芯片的開關特性，“識別”出已調信號中兩個載波頻率的波形并進行低通濾波得到兩路初解調信號，然后利用LM311芯片完成兩路信號的比較，同課本介紹的包絡檢波一樣，輸出較大的一路，完成信號的解調。實驗過程中出現不少問題，我碰到的問題比較奇葩，用子電路組成大電路仿真總是達不到理想效果，所以直接簡單粗暴在一個電路圖里將調制解調全做完。自己做仿真一定要將原理想清楚，遇到問題冷靜分析和查找問題出處，總的來說這個實驗還是比較容易實現的，基本都在調濾波器的參數，其他部分都是現成的電路。

實驗完成后，我思考的問題是，為什么要通過比較器來得到解調信號。4066開關電路不像實驗五中的科斯塔斯環一樣鎖定頻率精準，鎖住了頻率即輸出1，否則輸出0。對于32kHz的信號，利用64KHz的方波控制開關也同樣會有部分信號流過，且這部分信號低通濾波較難濾除干凈，所以采用比較信號大小的方法來決定信號的輸出，剔除掉這部分干擾信號完成解調。在實驗一2KHz低通濾波器設計的基礎上，將其修改成所需截至頻率的濾波器較容易實現，一般經驗性的操作是將電容調小一個數量級，然后再觀察波形調整電阻來實現。總之實驗下來讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調節技巧以及FSK調制與解調理論知識的理解。實踐結合起理論知識，使得我們更清晰的理解理論并提高了動手操作能力，受益略多。

實驗三 PSK、2DPSK調制、解調電路綜合設計

一、實驗目的

1、掌握2DPSK調制和解調的工作原理及電路組成

2、了解實現信號0相和π相波形間轉換的電路

3、掌握低通濾波器的參數設置和LM311抽樣判決器的判決電壓設置

4、熟練運用Multisim13.0,學會用軟件實現簡單的電路調試

二、設計要求

1.設計2DPSK調制解調電路，載波f=512KHz，基帶信號位7位偽隨機相對碼。要求調制的信號波形失真小，不會被解調電路影響，并且解調出的基帶信號盡量延時小，判決準確。

2.采用子電路設計方法。3.用4066芯片實現解調信號。

三、實驗電路與結果

3.1實驗總電路圖

圖

一、PSK調制、解調總電路

3.2調制電路

1）實驗所用1024KHz的載波正弦信號由對應頻率的方波通過高低通濾波得到，子電路如下圖所示：

圖

二、1024KHz正弦載波信號生成電路

2）實驗基帶信號7位偽隨機碼子電路（同實驗一）如下：

圖

三、基帶信號1110010生成子電路

3）實驗中同、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、同、反相信號、基帶信號：

圖

六、1024KHz載波、同、反相信號、基帶信號波形圖

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波形。5）已調信號波形：

圖

七、已調信號波形

3.3解調電路 1）解調部分電路如下：

圖

八、PSK解調電路

以上電路中，解調運用的仍是4066芯片的開關特性來實現：將已調信號接入4066中并用512KHz的信號源方波“識別”出已調信號中的同反相1024KHz頻率的正弦信號，然后經過兩個相同截至頻率的低通濾波器（理論值為32KHz，即與生成偽隨機碼的信號源頻率一致），濾出含有基帶信號的“混合”波形。參考“混合”波形的幅值設置一個合理的判決門限電壓值（本實驗中給的是1v），與所得的“混合”信號一起接入LM311比較器中比較，最后得到解調信號。

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

圖

九、解調低通濾波器電路

圖

十、判決前后波形對比

圖

十一、PSK解調信號與基帶信號波形對比

觀察波形結果發現，信號得到了較好的解調，基本恢復了基帶信號（上方為基帶信號，下方為解調信號）。但解調信號與基帶信號間存在一定的相位差，這與FSK實驗中一樣，可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發可能導致信號延時；濾波電路中，電阻和電容也可能對相位產生影響，使信號延時。總體來說，PSK對基帶信號的調制和解調結果是比較合理的，實驗具有一定的準確性。

四、實驗心得體會：

本實驗是PSK調制與解調的綜合性設計實驗，相比FSK調制解調設計實驗，本實驗相對簡單一些。實驗的重點在于：運用4066和LM311芯片實現已調信號的解調。首先充分利用了4066芯片的開關特性，“識別”出已調信號中同反相的兩個載波信號并經過低通濾波得到初解調信號。通過參考初解調信號的幅值給定一個合理的判決門限電壓值，然后與初解調信號一起接入LM311芯片進行信號比較，得到解調信號。實驗完成后，我思考的問題是，通過給定一個判決門限值與初解調信號比較是怎樣實現信號解調的。接入4066解調芯片的信號都是含有1024KHz頻率的信號，故開關電路一直都會有信號流過。但是已調信號的相位跳變點正是直接攜帶基帶信號信息的，當這個跳變點遇上1024KHz的方波時，經過開關電路即會產生幅值的前后變化，故我們可以設置一個處于幅值變化之間的某個電壓值作為判決門限值，這樣即可實現同反相載波的區分，解調出基帶信號的，我選擇的判決電平是0V，信號剛好在0電平上下變化。

第四篇：南昌大學通信原理綜合設計實驗FSK PSK調制與解調 實驗報告

實 驗 報 告

課程名稱： 通信原理綜合設計實驗 指導老師： 學生姓名： 學 號： 專業班級：

2016年 06月 16日 實驗一 7位偽隨機碼1110010設計

一、實驗目的

1、了解數字信號的波形特點

2、掌握D觸發器延時設計數字電路的原理及方；

3、熟悉Multisim 13.0軟件的使用

二、設計要求

設計7位偽隨機碼1110010，要求輸出波形沒有毛刺和抖動，波形穩定效果較好，可用于后續的綜合設計實驗。

三、實驗原理與仿真電路及結果

要求產生7位偽隨機碼，根據M=2-1=7,所以n=3，需要3個D觸發器，在32KHz正弦波或方波的時鐘信號觸發下，第三個D觸發器輸出端產生1110010的7位偽隨機絕對碼。仿真電路及波形結果如下：

n

圖

一、7位偽隨機碼1110010產生電路

圖

二、7位偽隨機碼1110010波形

觀察結果波形發現，偽隨機碼波形頻率較之信號源波形（32KHz）減小了，但幅值不變仍為5v.四、實驗心得與體會

本實驗原理較為簡單，在大二上學期的《數字電路與邏輯設計》課程中已經學習過，且實驗前老師也給出了電路，故完成實驗只需要簡單的搭建仿真電路即可，產生正確的隨機碼波形也為后兩個設計實驗做好準備。通過本次設計實驗，我重新復習了數字電路邏輯設計中的D觸發器產生特定數字序列的知識，同時也熟練了Multisim軟件的使用，為后續綜合設計實驗打下基礎。

實驗二 2FSK調制、解調電路綜合設計

一、實驗目的

1、掌握2FSK調制和解調的工作原理及電路組成

2、學會低通濾波器和放大器的設計

3、掌握LM311設計抽樣判決器的方法、判決門限的合理設定

4、進一步熟悉Multisim13.0的使用

二、設計要求

設計2FSK調制解調電路，載波f1=128KHz，f2=256KHz，基帶信號位7位偽隨機絕對碼（1110010）要求調制的信號波形失真小，不會被解調電路影響，并且解調出來的基帶信號盡量延時小、判決準確。

三、實驗電路與結果

? 實驗總電路圖

圖

一、FSK調制、解調總電路 ? 調制電路

1）實驗所用的128KHz和256KHz載波正弦信號由對應頻率的方波通過高低通濾波得到，子電路如下：

圖

二、128KHz正弦載波信號生成電路

圖

三、256KHz正弦載波信號生成電路

2）實驗基帶信號7位偽隨機碼子電路（同實驗一）如下：

圖

四、基帶信號1110010生成子電路

3）128KHz、256KHz載波信號、基帶信號、已調信號波形：

圖

五、載波、基帶及已調信號波形 ? 解調電路

1）解調部分電路如下：

圖

六、FSK解調電路

以上電路中，解調運用的仍是4066芯片的開關特性來實現：將已調信號接入4066中并分別用128KHz、256KHz的信號源方波“識別”出已調信號中的128KHz和256KHz頻率的正弦信號，然后經過兩個相同的32KHz（生成偽隨機碼的信號源頻率）的低通濾波器，濾出含有基帶信號的“混合”波形，最后將這兩路信號接入LM311比較器，根據課本知識，這一步實現的是兩路信號的比較，誰大輸出誰，最終輸出解調信號。

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

圖

七、32KHz低通濾波器

圖

八、FSK解調信號與基帶信號波形對比

觀察波形結果發現，信號得到了較好的解調，基本恢復了基帶信號（上方為基帶信號，下方為解調信號）。不過解調信號與基帶信號存在一定的延時，這可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發可能導致信號延時；濾波電路中，電阻和電容也可能對相位產生影響，使信號延時。總體來說，FSK對基帶信號的調制和解調結果是比較合理的，實驗具有一定的準確性。

四、實驗心得體會：

本實驗是FSK調制與解調的綜合性設計實驗，首先載波信號調用實驗一中的方波高低通生成正弦波方法得到，基帶信號調用實驗四中的偽隨機碼方法生成。另外實驗增加的難度在于，運用4066和LM311芯片實現已調信號的解調。首先充分利用了4066芯片的開關特性，“識別”出已調信號中兩個載波頻率的波形并進行低通濾波得到兩路初解調信號，然后利用LM311芯片完成兩路信號的比較，同課本介紹的包絡檢波一樣，誰大輸出誰，完成信號的解調。實驗完成后，我思考的問題是，為什么要通過比較器來得到解調信號。我的理解是：4066開關電路不像實驗五中的科斯塔斯環一樣鎖定頻率精準，鎖住了頻率即輸出1，否則輸出0。對于128KHz的信號，利用256KHz的方波控制開關也同樣會有部分信號流過，且這部分信號低通濾波較難濾除干凈，所以采用比較信號大小的方法來決定信號的輸出，剔除掉這部分干擾信號完成解調。本實驗的綜合和性較強，且電路成分也比較多，宜采用子電路方法簡化電路以減少因電路間干擾而出現錯誤。實驗難點在于設計產生載波信號和解調部分的濾波器的設計，這直接影響到最后是否可成功解調出信號。在實驗一2KHz低通濾波器設計的基礎上，將其修改成所需截至頻率的濾波器較容易實現，一般經驗性的操作是將電容調小一個數量級，然后再觀察波形調整電阻來實現。總之實驗下來讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調節技巧以及FSK調制與解調理論知識的理解。實踐結合起理論知識，使得我們更清晰的理解理論并提高了動手操作能力，受益略多。實驗三 2DPSK調制、解調電路綜合設計

一、實驗目的

1、掌握2DPSK調制和解調的工作原理及電路組成

2、了解實現信號0相和π相波形間轉換的電路

3、掌握低通濾波器的參數設置和LM311抽樣判決器的判決電壓設置

4、熟練運用Multisim13.0,學會用軟件實現簡單的電路調試

二、設計要求

1.設計2DPSK調制解調電路，載波f=512KHz，基帶信號位7位偽隨機相對碼。要求調制的信號波形失真小，不會被解調電路影響，并且解調出的基帶信號盡量延時小，判決準確。

2.采用子電路設計方法。3.用4066芯片實現解調信號。

三、實驗電路與結果

? 實驗總電路圖

圖

一、PSK調制、解調總電路

? 調制電路

1）實驗所用512KHz的載波正弦信號由對應頻率的方波通過高低通濾波得到，子電路如下圖所示：

圖

二、512KHz正弦載波信號生成電路

2）實驗基帶信號7位偽隨機碼子電路（同實驗一）如下：

圖

三、基帶信號1110010生成子電路

3）實驗中同、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、同、反相信號、基帶信號：

圖

六、512KHz載波、同、反相信號、基帶信號波形圖

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

5）已調信號波形：

圖

七、已調信號波形 ? 解調電路

1）解調部分電路如下：

圖

八、PSK解調電路

以上電路中，解調運用的仍是4066芯片的開關特性來實現：將已調信號接入4066中并用512KHz的信號源方波“識別”出已調信號中的同反相512KHz頻率的正弦信號，然后經過兩個相同截至頻率的低通濾波器（理論值為32KHz，即與生成偽隨機碼的信號源頻率一致），濾出含有基帶信號的“混合”波形。參考“混合”波形的幅值設置一個合理的判決門限電壓值（本實驗中給的是1v），與所得的“混合”信號一起接入LM311比較器中比較，最后得到解調信號。

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

圖

九、解調低通濾波器電路

圖

十、PSK解調信號與基帶信號波形對比

觀察波形結果發現，信號得到了較好的解調，基本恢復了基帶信號（上方為基帶信號，下方為解調信號）。但解調信號與基帶信號間存在一定的延時，這與FSK實驗中一樣，可能是由電路中的某些器件引起的，如：電路中4066、LM311芯片的觸發可能導致信號延時；濾波電路中，電阻和電容也可能對相位產生影響，使信號延時。總體來說，PSK對基帶信號的調制和解調結果是比較合理的，實驗具有一定的準確性。

四、實驗心得體會：

本實驗是PSK調制與解調的綜合性設計實驗，在上個FSK調制解調設計實驗的基礎上，完成本實驗相對簡單了一些。實驗的核心內容在于：運用4066和LM311芯片實現已調信號的解調。首先充分利用了4066芯片的開關特性，“識別”出已調信號中同反相的兩個載波信號并經過低通濾波得到初解調信號。通過參考初解調信號的幅值給定一個合理的判決門限電壓值，然后與初解調信號一起接入LM311芯片進行信號比較，得到解調信號。實驗完成后，我思考的問題是，通過給定一個判決門限值與初解調信號比較是怎樣實現信號解調的。我的理解是：接入4066解調芯片的信號都是含有512KHz頻率的信號，故開關電路一直都會有信號流過。但是已調信號的相位跳變點正是直接攜帶基帶信號信息的，當這個跳變點遇上512KHz的方波時，經過開關電路即會產生幅值的前后變化，故我們可以設置一個處于幅值變化之間的某個電壓值作為判決門限值，這樣即可實現同反相載波的區分，解調出基帶信號的。本實驗的綜合和性較強，且電路成分也比較多，宜采用子電路方法簡化電路以減少因電路間干擾而出現錯誤。實驗難點同FSK一樣，在于設計產生載波信號和解調部分的濾波器的設計，這直接影響到最后是否可成功解調出信號。總之實驗下來讓我更加熟練了multisim仿真操作、不同截至頻率濾波器的調節技巧以及PSK調制與解調理論知識的理解。實踐結合起理論知識，使得我們更清晰的理解理論并提高了動手操作能力，受益略多。

第五篇：實驗一

實驗一創業項目的選擇LED照明

1.1產品介紹

LED（Light Emitting Diode），發光二極管，是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結材料的禁帶寬度決定的。自20世紀60年代世界第一個半導體發光二極管誕生以來，LED照明由于具有壽命長、節能、色彩豐富、安全、環保的特性，被譽為人類照明的第三次革命。

1.2市場現狀

據統計，地球上每天使用的電量是相當驚人的,所以，這些年我們都致力于尋找節約、環保的新能源，而本公司的LED燈順應時代，應運而生。白光LED的光電轉化率高達95%以上，節能性十倍于普通白熾燈，兩倍于熒光燈。眾所周知，白熾燈的使用會引起惰性氣體的污染，熒光燈的使用會引起汞的污染，而白光LED燈在使用時不會放出任何有害氣體損害生態環境，是新的環保光源，因此，LED節能燈有很大的發展潛力。

當前，照明約占世界總能耗的20%左右。中國從2003年開始，就已經頻頻遭遇電力短缺的危機，由此也引發了社會對替代能源和新能源的思考。有統計數據顯示，僅LED路燈節能一項，每年就能為中國節省約一座三峽大壩所發的電力。在全球能源危機緊張的今天，LED照明產品的節能優勢則預示了其不可撼動的未來行業龍頭地位：據業內人士以1支11瓦優質節能燈為例，用數字證明了產品的絕對優勢：這樣一支節能燈在6000小時的壽命期內，將比具有相同效果的60瓦白熾燈少耗電294千瓦時，節約支出160多元。

根據中國光學電子協會光電分會的統計，我國的LED照明產品自2003年起，正以每年25%以上的速度增長，其中超高亮照明LED更以每年50%的速度飛躍發展。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燈具將逐步被LED取代。業內專家直言，僅中國民用照明市場來講，存在的商機就達400億元人民幣。

2011年2月底，國家相關部門在中國半導體照明市場產業現狀及未來發展機會暨“Green Lighting China 2011 展會暨論壇”的新聞發布會上透露，將于近期出臺傳統白熾燈的退出時間表，這一信息預示著LED照明市場的繁榮期即將到來。目前，我國農村地區和部分小城市大多數照明都是以傳統燈泡為主。

1.3競爭優勢

1.4企業未來的發展

1.5總結