振幅键控

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。 实验内容 1、观察ASK调制信号波形 2、观察ASK解调信号波形。 实验模块 1、通信原理 0 号模块 一块 2、通信原理 3 号模块 一块 3、通信原理 4 号模块 一块 4、通信原理 7 号模块 一块 5、示波器 一台 实验原理 调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。 1）2ASK调制原理 在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代信号中的“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—断键控（OOK）。2ASK信号典型的时域波形如图9-1所示，其时域数学表达式为： （9-1） 式中，A为未调载波幅度，为载波角频率，为符合下列关系的二进制序列的第n个码元： （9-2） 综合式9-1和式9-2，令A＝1，则2ASK信号的一般时域表达式为： （9-3） 式中，Ts为码元间隔，为持续时间 [－Ts/2，Ts/2] 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。 2ASK信号的产生方法比较简单。首先，因2ASK信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列控制门的通断，＝1时开关导通；＝0时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。其次，2ASK信号可视为S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。 2）2ASK解调原理。 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，相应的接收系统原理框图如图9-2所示： 实验框图   实验步骤   1、ASK调制实验 1）按照下表进行实验连线： 源端口 目的端口 连线说明 信号源：PN（8K） 模块3：ASK-NRZ S4拨为1100，PN是8K伪随机序列 信号源：64K同步正弦波 模块3：ASK载波 提供ASK调制载波，幅度为4V 2）按如下方式连接示波器和测试点： 示波器通道 目标测试点 说明 通道１ PN PN码信号 通道２ ASK-OUT ASK调制输出波形 启动仿真开关，开启各模块的电源开关。 3）S4拨为1100，PN设置为8K伪随机序列。以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，用示波器观察点 “ASK-OUT”输出，即为PN码经过ASK调制后的波形。 4）通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码的频率，改变送入的基带信号，重复上述实验；也可以改变载波频率来实验。 2、ASK解调实验 1）关闭仿真开关，接着上面ASK调制实验继续连线： 源端口 目的端口 连线说明 模块3：ASK-OUT 模块4：ASKIN ASK解调输入 模块4：ASK-DOUT 模块7：DIN 锁相环法位同步提取信号输入 模块7：BS 模块3：ASK-BS 提取的位同步信号 2）按如下方式连接示波器和测试点： 示波器通道 目标测试点 说明 通道１ PN PN序列 通道２ OUT1 信号经过判决输出 启动仿真开关，开启各模块的电源开关。 3）将模块7上的拨码开关S2拨为“ASK-NRZ”频率的16倍（利用锁相环法提取输入信号的同步时钟），如：“ASK-NRZ” 选8K时，S2选128K，即拨“1000”。观察模块4上信号输出点“ASK-DOUT”处的波形，把电位器W3顺时针拧到最大，并调节的电位器W1（改变判决门限），直到在“ASK-DOUT”处观察到稳定的PN码。 3）观察ASK解调输出“OUT1”处波形，并与信号源产生的PN码进行比较。调制前的信号与解调后的信号形状一致，相位有一定偏移。 4）通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，重复上述实验；也可以改变载波频率来实验。 实验结果 下图是CH1为8K的PN序列，CH2为ASK调制输出，载波为64K的正弦波。 下图是输入码为8K的PN序列、解调输出OUT1的正弦波。 实验分析 方波为调制信号（即原始信号S(t)），与一个正弦波的载波相乘，按正弦波的变化而变化，所以大体为正弦波的形状，因为采用二进制键控的方法，使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号。因为存在干扰，所以结果图形不是特别明显。解调过程，是因为通过带通滤波器，将有幅值的波形留下，后又通过全波整流器，将负半轴的波形翻到正半轴，然后在通过低通滤波器，最后经过抽样判决即得到了最终的解调波形，因为也是存在干扰等误差所以波形有小的波动。