实验8、ASK调制解调(修改)
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ask调制与解调实验报告ASK调制与解调实验报告一、引言调制与解调是通信领域中非常重要的技术手段之一。
本实验旨在通过实际操作,探索并理解ASK调制与解调的原理和实现方法。
二、实验目的1. 理解ASK调制与解调的基本原理;2. 掌握ASK调制与解调的实验操作方法;3. 分析ASK调制与解调的优缺点及应用领域。
三、实验原理ASK(Amplitude Shift Keying)调制是一种基于信号幅度变化的数字调制技术。
在ASK调制中,将数字信号的高低电平分别对应于载波信号的高低幅度,从而实现数字信息的传输。
解调过程则是将调制信号恢复为原始的数字信号。
四、实验步骤1. 搭建ASK调制电路:将数字信号源与载波信号源连接至调制器,调制器输出ASK调制信号。
2. 搭建ASK解调电路:将ASK调制信号与载波信号输入解调器,解调器输出解调信号。
3. 连接示波器:将ASK调制信号和解调信号分别连接至示波器,观察波形变化。
4. 调整参数:根据实验要求,调整数字信号源的频率和幅度,观察ASK调制信号和解调信号的变化。
五、实验结果与分析1. 观察ASK调制信号的波形:通过示波器显示的波形图,我们可以清晰地看到数字信号的高低电平对应于载波信号的高低幅度。
这种幅度变化的方式可以有效地传输数字信息。
2. 观察ASK解调信号的波形:解调器将ASK调制信号恢复为原始的数字信号,解调信号的波形应与数字信号源的波形一致。
通过比较两者的波形图,可以验证解调的准确性。
3. 分析ASK调制与解调的优缺点:ASK调制与解调的优点是实现简单,传输效率高。
然而,由于ASK调制信号的幅度变化较大,容易受到噪声的干扰,因此抗干扰性较差。
4. 应用领域:ASK调制与解调广泛应用于短距离通信系统中,如遥控器、无线门铃等。
在这些应用中,传输距离相对较短,抗干扰性要求不高,因此ASK调制与解调是一种经济实用的选择。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了ASK调制与解调的原理和实现方法。
2ASK调制与解调一、实验目的:(1)掌握2ASK的调制与解调原理。
(2)学会运用Matlab编写2ASK调制程序。
(3)会画出原信号和调制信号的波形图。
(4)掌握数字通信的2ASK调制方式。
二、实验原理分析1、二进制振幅键控(2ASK)频移键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
二进制振幅键控的表达式为:s(t) = A(t)cos(w+θ) 0<t≤T式中,w0=2πf为载波的角频率;A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅,即A(t) =⎩⎨⎧A典型波形如图1所示:图12ASK信号的产生方法通常有两种:相乘法和开关法,相应的调制器如图2。
图2(a)就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图2(b)是一种数字键控法,其中的开关电路受s(t)控制。
在接收端,2ASK有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统方框图如图:三、附录2ASK调制matlab程序:clear all;close all;clc;max = 8;s=[1 1 0 1 1 0 1 0];cp=[];fs=100;fc=1;t1=(0:1/fs:8);f=1;%载波频率tc=0:2*pi/99:2*pi;nsamp = 100;cm=[];mod=[];for n=1:length(s);if s(n)==0;m=zeros(1,nsamp);b=zeros(1,nsamp);else s(n)==1;m=ones(1,nsamp);b=ones(1,nsamp);endc = sin(f*tc);cm=[cm m];cp = [cp b];mod=[mod c];endtiaozhiqian=sin(2*pi*t1*fc);tiaozhi=cm.*mod;%2ASK调制t = linspace(0,length(s),length(s)*nsamp); figure;subplot(3,1,2);plot(t,cp);grid on;axis([0 length(s) -0.1 1.1]);title('二进制信号序列');subplot(3,1,1);plot(t1,tiaozhiqian);grid on;%axis([0 length(s) -1.1 1.1]);title('未调制信号');subplot(3,1,3);plot(t,tiaozhi);grid on;axis([0 length(s) -1.1 1.1]);title('2ASK调制信号');图1 2ASK调制2ASK解调matlab程序:%加性高斯白噪声信道tz=awgn(tiaoz,10);%信号tiaoz中加入白噪声,信噪比为SNR=10dB figure;subplot(2,1,1);plot(t,tz);grid onaxis([0 length(s) -1.5 1.5]);title('通过高斯白噪声信道后的信号');jiet = mod.*tz;%相干解调subplot(2,1,2);plot(t,jiet);grid onaxis([0 length(s) -1.5 1.5]);title('乘以相干载波后的信号波形')图2 2ASK解调六、总结与心得体会通过实验,基本掌握了MATLAB的基本功能和使用方法,对数字基带传输系统有了一定的了解,加深了对2ASK的调制原理的认识,理解了如何对他进行调制,通过使用MATLAB仿真,对个调制和解调电路中各元件的特性有了较为全面的理解。
ASK调制及解调实验报告实验报告:ASK调制及解调实验一、实验目的1.了解ASK调制及解调的原理和方法;2.通过实验掌握ASK信号的调制与解调过程;3.掌握ASK调制与解调在通信系统中的应用。
二、实验原理1. 调制过程:将数字信号作为调制信号,其数学表示为sm(t),调制信号经过调制传输给接收端。
2.解调过程:接收端将接收到的ASK信号进行解调,得到数字信号。
三、实验器材1.信号源(调制信号的产生);2.信号发生器(源载波信号的产生);3.功率放大器(将源载波信号放大以供调制器使用);4.带通滤波器(将调制后的信号进行滤波,去掉多余频率成分);5.示波器(用于观测信号波形);6.解调器(对ASK信号进行解调得到原始数字信号)。
四、实验步骤1.首先,将信号发生器输出的方波信号连接到调制信号的输入端;2.将信号发生器输出的正弦波信号连接到功率放大器的输入端,以产生载波信号;3.将调制信号通过调制器与载波信号相乘,生成ASK调制信号;4.将ASK调制信号经过带通滤波器滤波,去掉多余频率成分;5.将滤波后的ASK信号输入到示波器中,观测ASK调制信号的波形;6.将ASK信号输入到解调器中,解调得到原始数字信号;7.通过示波器观测解调后的信号波形;8.调整调制信号的频率和幅度,观察ASK调制信号和解调后的数字信号的变化。
五、实验结果及分析1.调制信号与载波信号相乘得到ASK调制信号,通过带通滤波器滤波后的ASK信号波形应该与调制信号保持一致;2.解调器将接收到的ASK信号进行解调,得到原始的数字信号;3.调制信号的频率和幅度的改变会影响ASK调制信号的波形,从而影响解调后的数字信号。
六、实验结论通过本次实验,我们了解了ASK调制及解调的原理和方法。
实验结果表明,调制信号的频率和幅度对ASK调制信号和解调后的数字信号有较大影响。
ASK调制与解调在通信系统中具有广泛应用。
七、实验心得通过本次实验,我对ASK调制及解调有了更深入的了解。
ASK调制与解调
一、实验目的
1.掌握2ASK调制器的基本工作原理;
2.掌握2ASK解调器的基本工作原理。
二、实验原理
1.2ASK信号波形
2.2ASK调制信号的产生
实验原理图,如图所示:方法一和方法二
方法一
方法二
3.2ASK调制信号的解调
2ASK信号的解调可以采用同步或非同步解调方式。
三、 实验设备
音频振荡器、主振荡器、序列码产生器、双模开关、加法器、乘法器、可变直流电压、共享模块,可变直流电压、移相器
四、 实验过程
1.2ASK 信号调制连接图如下:
方法一中:
(1) 数字信号的产生方法
利用主振荡器模块的2KHz 正弦信号加到序列码产生器的时钟控制端(CLK )产生序列信号;
(2) 数字信号的调制要注意时钟同步问题
在本实验中可利用主振荡器模块的8.33KHz 加到音频振荡器的SYNC 端,用于时钟同步;
(3) 利用双模开关产生二进制振幅键控信号(2ASK )
方法二中:
(1)序列信号应为单极性0,1序列,可加入“可变直流电压”调节。
2.2ASK 信号解调连接图如下:
(1)在非同步解调中,将ASK已调信号经过整流器,低通滤波器最后通过比较器输出。
(2)在同步解调中,载波提取可利用主振荡器和移相器(若有相位偏移)完成;然后再通过低通滤波器最后通过比较器输出。
五、实验结果
1.基带信号(黄色)与调制信号(蓝色)波形:
2.调制信号(黄色)与调制信号(蓝色)波形:
六、实验分析
ASK调制实际上就是将信号波形与载波相乘,得到调制波形,相当于是通过开关来控制信号的通断,这个实验较为简单,所以比较顺利地完成了。
基于Simulink的ASK频带传输系统仿真与性能分析实验目的:1)熟悉数字调制系统的的几种基本调制解调方法;2)学会运用Matlab、Simulink设计这几种数字调制方法的仿真模型;3)通过仿真,综合衡量系统的性能指标。
实验原理及分析:数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,所以本文主要讨论二进制的调制与解调,最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。
最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)等。
此次实验二进制振幅键控,即——2—ASK。
典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成,其框图如图3.1所示:数字调制是数字通信系统的重要组成部分,数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。
对数字调制系统进行仿真时,我们并不关心基带信号的码型,因此,我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号,不用再经过编码器。
图3.1 数字通信系统模型根据Simulink提供的仿真模块,数字调制系统的仿真可以简化成如图3.2所示的模型:图3. 2 数字调制系统仿真框图通常,二进制振幅键控信号(2-ASK )的产生方法(调制方法)有两种,如图3.3所示:(a)(b)图3.3 2-ASK 信号产生的两种方法2-ASK 解调的方法也有两种相应的接收系统组成方框如图3.4所示:图3.4 2-ASK 信号接收系统组成框图根据3.3(a )所示方框图产生2-ASK 信号,并用图3.4(b )所示的相干解调法来解调,设计2-ASK 仿真模型如图3.5所示:图3.5 2-ASK模型在该模型中,调制和解调使用了同一个载波,目的是为了保证相干解调的同频同相,虽然这在实际运用中是不可能实现的,但是作为仿真,这样能获得更理想的结果。
仿真波形及分析:ASK调制与解调整个ASK的仿真系统的调制与解调过程为:首先将信号源的输出信号与载波通过相乘器进行相乘,在接收端通过带通滤波器后再次与载波相乘,接着通过低通滤波器、抽样判决器,最后由示波器显示出各阶段波形,并用误码器观察误码率。
新疆师范大学实验报告2020年4月27日课程名称通信原理实验项目实验四:ASK调制及解调实验物理与电子工程学院电子17-5 姓名赵广宇同组实验者指导教师阿地力一、实验目的掌握用键控法产生ASK信号的方法。
掌握ASK非相干解调的原理二、实验器材主控&信号源模块9号数字调制解调模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后,通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一ASK调制概述:ASK调制实验中,ASK(振幅键控)载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中,通过调节输入PN序列频率或者载波频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形,观测每个码元对应的载波波形,验证ASK调制原理实验项目二ASK解调概述:实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证ASK解调原理。
观测解调输出的中间观测点,如:TP4(整流输出),TP5(LPF-ASK),深入理解ASK解调过程。
若解调出的信号与原基带信号有差别,可调节抽样判决旋钮进行微调观察眼图时,1.位同步信号CLK,2.低通滤波输出信号调整主控模块,16K,PN127五、实验分析●ASK即“幅移键控”又称为“振幅键控”,所以又记作OOK信号。
ASK是一种相对简单的调制方式。
●这次实验首先对输入信号利用相关的模块进行ASK调制,再通过加入高斯白噪声传输信道,接着在接收端对信号进行ASK解调,最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
●幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。
●所谓幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。
六、实验总结●第一次进行实验时,开始运行后,跳出了如图所示的提示。
在停止运行后,在加入了数字终端模块后,提示消失,在今后进行数字实验时,可引以为戒。
、用示波器1通道觀測輸入基帶信號,2通道觀測ASK信號,並使之同步,觀察輸入基帶信號與信號對應關係。
基帶信號為高電平,ASK信號為0;基帶信號為低電平,ASK信號為頻率等於128KHZ正弦波。
基帶信號可以為2K正弦波或2KPN碼,如圖10-3所示。
基帶信號與ASK調製信號):
3、將示波器2通道接至解調輸出,調節收碼同步調節旋紐W704,使解調信號為基帶調製信號同步,
調製拔去J703,保留J702,則ASK信號頻率為64KHZ,觀察此時基帶信號分別為高低電
信號對應關係,並指出此時與實驗2的信號有何差別。
的情況,接收端能否正確解調,若不能解調請提出正確解調的方法。
四、實驗結果:
):
(基帶信號與ASK調製信號):
五、結果說明:。
实验 8 ASK 调制解调一、实验目的1.掌握 ASK 调制器的工作原理及性能测试;2.掌握 ASK 包络检波法解调原理;3.学习基于软件无线电技术实现 ASK 调制、解调的实现方法。
二、实验原理1.调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而,实际中的大多数信道(如无线信道)因具有带通特性而不能直接传送基带信号,这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程称为数字调制(digital modulation )。
在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调( digital demodulation )。
通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。
数字信息有二进制和多进制之分,因此,数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
在二进制调制中,信号参量只有两种可能的取值;而在多进制调制中,信号参量可能有 M( M>2 )种取值。
本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。
2.2ASK 调制振幅键控(Amplitude Shift Keying ,ASK)是利用载波的幅度变化来传递数字信号,而其频率和初始相位保持不变。
在 2ASK 中,载波的幅度只有两种变换状态,分别对应二进制信息“ 0”或“ 1”。
2ASK信号的产生方法通常有两种:数字键控法和模拟相乘法。
实验中采用了数字键控法,并且采用了最新的软件无线电技术。
结合可编程逻辑器件和D/A 转换器件的软件无线电结构模式,由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成,因此该模块不仅可以完成ASK,FSK 调制,还可以完成 PSK, DPSK, QPSK, OQPSK等调制方式。
不仅如此,由于该模块具备可编程的特性,学生还可以基于该模块进行二次开发,掌握调制解调的算法过程。
实验三ASK调制及解调实验、实验目的1、掌握用键控法产生 ASK信号的方法。
2、掌握ASK非相干解调的原理。
、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图ASK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。
已调信号经过半波整流、低通滤波后,通过门限判决电路解调出原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一 ASK调制概述:ASK调制实验中,ASK (振幅键控)载波幅度是随着基带信号的变化而变化。
在本项目中,通过调节输入PN序列频率或者载波频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形,观测每个码元对应的载波波形,验证ASK调制原理。
1、关电,按表格所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】T【通信原理】T【ASK数字调制解调】将9号模块的S1拨为0000。
3、此时系统初始状态为: PN序列输出频率32KHZ,调节128KHZ载波信号峰峰值为 3V。
4、实验操作及波形观测。
(1)分别观测调制输入和调制输出信号:以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH4,验证ASK调制原理。
RIGOL-aoooaojocu?T f- 0 a oorvpT…「. 7TpF 口讲(&卫;1二 融 N 』=:41 V 1 _ …fit实验项目二 ASK 解调概述:实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证 ASK 解调原理。
观测解调输出的中间观测点,如: TP4 (整流输出),TP5( LPF-ASK ),深入理解ASK 解调过程。
1?Ti 小r^ri »><B. ODusfiiv<m 血匚Fr-e(t=Zl Tell(2)将PN 序列输出频率改为 64KHz ,观察载波个数是否发生变化。
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
2、对比观测调制信号输入以及解调输出:以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH6,调节W1直至二者波形相同;再观测TP4(整流输出)、TP5( LPF-ASK ) 两个中间过程测试点,验证ASK 解调原理。
实验8 ASK调制解调一、实验目的1.掌握ASK调制器的工作原理及性能测试;2.掌握ASK包络检波法解调原理;3.学习基于软件无线电技术实现ASK调制、解调的实现方法。
二、实验原理1 .调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而,实际中的大多数信道(如无线信道)因具有带通特性而不能直接传送基带信号,这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程称为数字调制(digital modulation)。
在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调(digital demodulation)。
通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。
数字信息有二进制和多进制之分,因此,数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
在二进制调制中,信号参量只有两种可能的取值;而在多进制调制中,信号参量可能有)种取值。
本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。
2 . 2ASK调制振幅键控(Amplitude Shift Keying,ASK)是利用载波的幅度变化来传递数字信号,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中,载波的幅度只有两种变换状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK信号的产生方法通常有两种:数字键控法和模拟相乘法。
实验中采用了数字键控法,并且采用了最新的软件无线电技术。
结合可编程逻辑器件/A转换器件的软件无线电结构模式,由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成,因此该模块不仅可以完成FSK调制,还可以完成PSK,DPSK,QPSK,OQPSK等调制方式。
不仅如此,由于该模块具备可编程的特性,学生还可以基于该模块进行二次开发,掌握调制解调的算法过程。
在学习亚,FSK 调制的同时,也希望学生能意识到,技术发展的今天,早期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代,因此学习应该是一个不断进取的过程。
实验 8 ASK 调制解调一、实验目的1.掌握 ASK 调制器的工作原理及性能测试;2.掌握 ASK 包络检波法解调原理;3.学习基于软件无线电技术实现 ASK 调制、解调的实现方法。
二、实验原理1.调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而,实际中的大多数信道(如无线信道)因具有带通特性而不能直接传送基带信号,这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程称为数字调制(digital modulation)。
在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调(digital demodulation)。
通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。
数字信息有二进制和多进制之分,因此,数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
在二进制调制中,信号参量只有两种可能的取值;而在多进制调制中,信号参量可能有M(M>2)种取值。
本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。
2.2ASK 调制振幅键控(Amplitude Shift Keying,ASK)是利用载波的幅度变化来传递数字信号,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种变换状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK 信号的产生方法通常有两种:数字键控法和模拟相乘法。
实验中采用了数字键控法,并且采用了最新的软件无线电技术。
结合可编程逻辑器件和 D/A 转换器件的软件无线电结构模式,由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成,因此该模块不仅可以完成 ASK,FSK 调制,还可以完成 PSK,DPSK,QPSK,OQPSK 等调制方式。
不仅如此,由于该模块具备可编程的特性,学生还可以基于该模块进行二次开发,掌握调制解调的算法过程。
在学习ASK, FSK 调制的同时,也希望学生能意识到,技术发展的今天,早期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代,因此学习应该是一个不断进取的过程。
图 8-1 ASK 调制电路原理框图在图中,信号基带时钟和基带数据输入到可编程逻辑器件中,由可编程逻辑器件根据设置的工作模式,完成 ASK 的调制,因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件,因此调制后输出需要经过 D/A 器件,完成数字到模拟的转换,然后经过模拟电路对信号进行调整输出,加入射随器,便完成了整个调制系统。
1 1 0 0 1NRZ码2ASK调制信号ASK 调制结果示意图3.2ASK 解调2ASK 解调有非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)两种方法,这里我们采用包络检波法,其原理框图如下图所示。
图 8-2 2ASK 解调包络检波法原理框图2ASK 已调信号从“5TP1”测试点输入,信号先半波/全波整流,取出高于0 电平的半波/ 全波波形,得“5T1”整形输出信号。
“5T1”信号经低通滤波器后,滤波得“5TP7”滤波输出信号。
“5TP7”信号再经电压比较电路进行电压判决,用来作比较的判决电压电平可通过“编码器”旋转电位器来调节。
判决电压过高,可能造成部分数字信息的丢失;判决电压过低,可能造成还原结果中出现错码。
因此,只有合理地选择判决电压,才能得到正确的解调结果。
抽样判决后的信号经位同步,还原出原始的NRZ 码,从5TP3 输出。
抽样判决用的时钟信号就是2ASK 基带信号的位同步信号,从“5TP4”输出,为本地提取的位同步信号。
另外,需要说明的是:(1)在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰的条件。
本实验简化了实验设备,在调制部分的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道是理想的,所以在解调部分的输入端也没有加带通滤波器匹配。
(2)本实验平台ASK 调制解调采用软件无线电的技术来实现,系统采样率是基带速率的16 倍,因些实验时载波频率和基带间的关系应确保在:基带速率<载波频率<8 倍基带速率;解调过程中各测试点波形如下图所示:基带ASK调制整形输出抽样判决电平判决判决输出同步输出图8-3 2ASK 解调各测试点波形4.实验框图及功能说明实验框图说明图 8-3 ASK 调制解调框图在实验中会用使用 2 个实验单元:数字调制单元 A4,数字解调单元 A5。
框图中基带数据码型、速率,载波频率,整流方式,判决电平等均可设置;5.框图中各个测量点说明★2P6:基带数据输出;★2TP8:基带时钟输出;★4TP2:ASK 调制输出;0 1 1 0 0 1 00 1 1 0 0 1 00 1 1 0 0 1 0★4VT11:载波输出;★5TP1:ASK 解调信号输入;★5T1:ASK 调制整形输出;★5TP7:滤波输出;★5TP6:本地判决电平输出,鼠标滚轮调编码器;★5TP4:本地同步时钟输出;★5TP3:解调数据输出三、实验任务1.ASK 调制观测;2.ASK 解调观测;3.ASK 系统性能分析;四、实验步骤1.实验准备(1)获得实验权限,从浏览器进入在线实验平台;(2)选择实验内容使用鼠标在通信原理实验目录选择:ASK 调制解调实验,进入到 ASK 实验页面。
2.ASK 调制观测(1)基带数据设置及时域观测使用鼠标点击“基带设置”按钮,设置基带数据为“15-PN”,速率“2K”。
用示波器分别观察 2P6 和2TP8 测试点,并记录波形,尝试改变基带数据输出类型和时钟频率,进行观测,掌握基带数据设置的基本方法。
(2)基带数据频域观测基带数据选择“16比特”,速率“2K”,自行设置“16比特”基带数据。
打开示波器的 FFT 功能,观测分析 2P6 的频谱特性。
观测分析其频谱变化。
思考将信号进行 ASK 调制频谱会有什么变化?(3)ASK 调制信号时域观测设置基带数据 2P6 为“15-PN”或自行设置“16 比特”,速率“2K”,示波器一个通道测基带信号 2P6,并用基带信号作示波器同步源;使用鼠标点击“载波频率”,设置载波频率为“8KHZ”,用示波器另一个通道观测研究 4TP2 调制信号,并记录 ASK 调制信号特性;鼠标点击“载波频率”按钮,尝试改变 ASK 调制的载波频率,观察 ASK 调制波形的变化。
(4)ASK 调制信号频域观测打开示波器的 FFT 功能,观测分析 ASK 调制信号 4TP2 的频谱特性。
调整 ASK 调制的载波频率,观察 ASK 调制信号的频谱变化。
修改基带信号的设置(伪随机序列、自设“16 比特”数据:如全“0”码,全“1”码),观测调制信号的频谱变化,和基带信号频谱结合,分析基带信号经 ASK 调制后,频谱的变化情况。
3.ASK 解调观测(5)ASK 解调整形输出观测在实验中 ASK 解调采用了包络检波法。
设置基带数据 2P6 为“15-PN”或自行设置“16 比特”,速率“2K”,设置载波频率为“8KHZ”。
示波器同时观测 ASK 调制输入 5TP1 和调制信号整形输出 5T1,观测 ASK 调制整形前后的波形对比,并思考后面怎么处理整形后波形;点击“半波整形”按钮,可切换到“全波整形”,通过示波器观测 5T1,比较“半波整形” 和“全波整形”的区别。
半波整形全波整形(6)整形信号滤波后输出示波器同时观测 ASK 调制输入 5TP1、整形输出 5T1 和滤波后输出 5TP7,对比整形后输出和滤波后输出,比较“半波整形”和“全波整形”滤波后输出的区别,并分析是否和基带信号相关;半波整形全波整形与基带信号无关(7)判决输出观测判决输出的观测需要对示波器进行一些设置:示波器通道 1 接基带信号 2P6;通道 2 和通道 3 的电压档位调节为一致(如电压档都是 1V),同时将两个通道的基线调整至重合,然后通道 2 接判决前的滤波输出 5TP7,通道 3 接判决电平 5TP6。
通道 4 接判决后输出 5TP3。
结合当前的判决电平,判断判决后数据是否正确。
通过鼠标调整判决电平,观测 5TP6 的变化以及判决后 5TP3 的变化情况。
观测在不同判决电平下的判决输出,分析解调对判决电平有什么要求?判决电平为224时判决电平为57时判决电平过小或者过大时,解调数据输出基本为一条直线,判决电平必须在判决门限里。
(8)修改参数重新观测通过“载波频率”按钮,尝试逐渐修改 ASK 调制端载波频率,通过观测解调端各部分输出,分析载波频率对解调端的影响。
3.ASK 系统性能分析按上述步骤,保证判决输出正常,点击实验框图右下方“误码测试仪”按钮,配置误码仪码型“15-PN”、时钟速率“2K”,先点击“同步”,然后测试 ASK 信道的性能(刚出误码时的信噪比);鼠标置于噪声源,滚动调节噪声电平大小。
示波器测试噪声源输出,测量噪声电平大小。
按下表要求参数进行 ASK 系统性能测试(整流方式一定、判决电平一定):4.注:载波幅度测量:不加噪时用示波器测得的载波幅度;噪声幅度测量:示波器测量噪声源输出点。
实验结束实验结束,从浏览器退出在线实验平台。
五、实验报告要求1.完成实验内容,记录并分析实验相关波形及数据;2.描述 ASK 调制的基本原理;ASK是一种相对简单的调制方式,幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。
幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。
二进制振幅键控(2ASK),由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波。
其中s(t)为基带矩形脉冲。
一般载波信号用余弦信号,而调制信号是把数字序列转换成单极性的基带矩形脉冲序列,而这个通断键控的作用就是把这个输出与载波相乘,就可以把频谱搬移到载波频率附近。
3.描述 ASK 包络检波法解调的原理,分析 ASK 系统性能。
六、思考题1.如果希望传输 8K 的基带数据,尝试设计一个合理的载波频率;七、实验注意判决电平设置:半波整形:判决电平 40 左右较好;全波整形:判决电平 70 左右较好;实验时可以将观测 5TP7 和 5TP6 的两示波器通道扫描线调重合,当判决电平在滤波输出信号中间时,判决电路能正确恢复解调数据;八、实验心得通过本次实验我掌握了 ASK 调制器的工作原理及性能测试,掌握了 ASK 包络检波法解调原理,学习基于软件无线电技术实现 ASK 调制、解调的实现方法。
学会了设计载波频率传输基带数据,虽然在实验中有许多的问题和困难,但是在老师和同学们的帮助下我都克服了,让我体会到了学习的快乐,使我受益匪浅。