S1置2、4、，Pl接示波器、频率计、应能看到频率为800Hz左右的正弦波，调节W1幅度应平稳变化，S1改接1、3，应能看到放大的正弦波。
③ 测量静态时，编码器输出P2，本地译码波形P3和时钟信号P8之间的相互关系。观
察P3时，Y轴衰减置最小，并且“AC”输入。
无信号时即为静态，这时应把Wl向左转至最小。P3的幅度即为量阶的大小。做好记录。注意这三者之间的频率，幅度，相位之间的相互关系。
④ 测量起始编码波形
在③静态工作时，把示波器扫描频率转低，这时你可以观察到本地译码波形是一等幅三角波，P2编码输出也是等幅均匀的方波。Wl电位器向右缓慢旋转，转到一定位置时，你会看到P3本地译码信号开始起伏。在对应本地译码起伏的位置上，P2编码输出脉冲宽度会发生变化。这时把收端译码电位器W2开至最大，喇叭会发声，这就是起始编码状态(在静态时收端喇叭是不发声的。)记下此时P2、P3波形，测量Pl的幅度Ak。注意Ak和量阶P3之间的关系，观察起始编码发生在什么时刻。
⑤ 测量正常编码时Pl、P2、P3各点波形
在④状态下，继续增大输入信号，这时你会看到本地译码波形逐渐跟踪输入信号的变化过程，信号较大时，跟踪波形会较好。当输入信号增大到一定程度P2输出会发生连码。输入信号越大，连码越多。选一合适工作状态。记录这三点的波形。
⑥ 测量临界编码状态，Pl、P2、P3各点波形 在⑤状态下，继续增大输入信号，．你会发现本地译码信号上、下两端只出现二个凹口的波形，此时P2输出波形只有对应本地译码凹口部分有码位变化。其余部分为全“0”码或全“1”码。这就是临界编码状态。记录此时波形并测量Pl的幅度Am
⑦ 测量过载编码时Pl、P2、P3各点波形
在⑥状态下，调Wl继续增大输入信号，这时本地译码会出现锯齿波，P2输出码变为全“1”，全“0”码。当继续增大输入信号时，输出码型和本地译码均不会发生变化。输出译码信号不随输入信号而变化，这就是过载编码状态。记录此时的P2、P3波形。
⑧ 计算简单增量调制编码动态范围
Dc＝20lgAmAk
注意这里编码动态范围的定义与PCM编码有不同的含义。在PCM编码中，编码动态范围D是要在满足一定信噪比(例如电话2OdB)情况下来计算。而增量调制的编码动态范围没有信噪比这限制。只反映了输出码流可变化的范围。
*⑨ 测量简单增量调制的过载特性 (1) fs定值，测fcp一Am关系曲线。
选fs为实验装置同步信号源800Hz，改变时钟为64、32、16、8KHz，即S6开关分别接1、2、3、4。示波器Y输入接P3，调整Wl，分别记录不同fcp时的临界编码状态Pl的幅度Am，并标出变化曲线。
(2) fcp为定值，测fs－Am关系曲线。
选fcp=32KHz，即S6接2。取下S1接1或2的短路开关。外接音频信号发生器的输出信号接入Sin。示波器Y输入接P3，改变信号发生器的频率。调节信号发生器幅度输出和实
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验装置W1，分别记录不同输入信号时临界编码Pl的幅度。并标出变化曲线。 （二） 压扩增量调制实验
1、测量压扩编码动态范围
在简单增量调制刚好达到过载时，把S4改接1、2，这就是压扩编码工作状态。这时你可看到原来己经过载的编码波形立即变为正常编码状态。继续加大输入信号一直到本地译码又出现临界编码状态。(如果Wl电位向右旋至最大仍不出现临界编码波形，可把Sl开关改1、3)，记下此时Pl的幅度Am。然后减小输入信号使编码器工作于起始编码状态。(此时示波器接P3探头应置1︰1，Y轴衰减置最小挡才能观察到此波形)。记下此时的Pl的幅度Ak，压扩编码动态范围D。
D?20lg2、测量压扩控制信号
AmAk
调W1输入信号由小到大变化。以P2为基准比较P2、P3、P4、P5、P6、P7波形幅度。 P1=5mVp-p，P2少于四连码时，P4无连码检测脉冲信号输出，P5无控制电压，P6、P7脉冲幅度不变。
Pl=20mvp-p ，P2等于四连码时，P4有脉冲信号输出，P5有控制电压，P6、P7脉冲幅度增大。
P1＝1vp-p，P2多于四连码时，P4脉冲宽度加大，P6、P7幅度进一步增大。P2连码越多，P6、P7幅度越大。
测量压扩临界编码时最大量阶qmax和起始编码最小量阶qmin，脉冲压缩比K。
K?20lgqmaxqmin
3、测量压扩增量调制过载特性。 (1) 测量取样频率为定值时过载特性。
取下Sl开关的两个短路开关，从外面信号发生器送信号至Sin输入。时钟频率S6开关选2，即CP为32KHz，改变低频信号发生器的频率fs，测量各频率点上临界过载时信号的幅度Am，标出fs－Am关系曲线即为所求。
(2) 测量输入信号为定值800Hz时过载特性。
取下Sl开关的两个短路开关，从外面信号发生器送800Hz音频信号，改变S6开关位置CP从64KHz、32KHz、 l6KHz、 8KHz变化，测量不同CP时临界过载编码PI的幅度Amax标出fcp－Amax关系曲线即为所求。
4、测量压扩增量调制最大输出信噪比（必做）。 增量调制的最大量化信噪比发生在接近临界编码状态。 S1开关接2、4或1、3 选800Hz同步信号源 S6开关接2 选CP=32KHz S3开关接2 编码器工作状态。
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S4接1、2 压扩工作状态。 S5接1 译码输出假负载。 5、系统质量主观试听评价。
S1两短路开关取下放在边框GND位置上，从FM收音机输出信号接入Sin。 S6开关接2，选CP=32KHz S3开关接2，编码器工作状态 S4开关接1、2，压扩工作状态 S5开关接2，译码输出接喇叭。
调整W1送入一合适幅度的话音信号，观察本地译码P3波形，便编码器工作于接近临界编码工作状态。
调整W2，使送入功放信号为一合适状态，示波器接在P10应看到上下不限幅的波形。此时你会听到比较清晰、失真较小的话音或音乐信号。在其它状态不变情况下，把S4开关改接3、4，即使编码器工作于简单增量调制，喇叭发声会变得较沙哑、沉闷，声音会听得不太清楚。把S4开关反复接1、2和3、4试听。
你可以再改变S6开关，使CP频率改变再进行试听。实验完后把S6两短路开关放回原处。
六、实验报告要求
1、整理实验报告记录及曲线。
2、画出ΔM静态、起始编码、正常编码、临界编码、过载编码时各种工作状态的波形。 3、当ΔM 的编码器在输入信号为零时，输出的1、0交替码是如何产生的?
4、 当ΔM 输入信号幅度小于量阶幅度一半时，ΔM 输出什么码?起始编码发生在什么时刻？
5、输入信号频率增加时，fcp为定值时，临界编码的幅度是增大还是减小?为什么? 6、ΔM的输出信噪比与取样频率、信号频率、滤波器通频带之间有什么关系? 7、ΔM 的最大信噪比发生在什么时刻? 其值与信号幅度有什么关系?
8、根据本实验方案和电路原理图，试说明采用数字检测之后，输入信号动态范围扩大的原因是什么?
9、本实验存在问题和改进意见。
实验五 2FSK调制解调实验
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一、实验目的
1．掌握用移频键控法产生2FSK信号的原理及硬件实现方法； 2．掌握用过零点检测法解调2FSK信号的原理及硬件实现方法； 3．加深对位同步信号提取原理的理解，了解其硬件实现方法； 4．了解锁相环对消除相位抖动的原理及作用。
二、实验内容
1. 2. 3. 4. 5. 6.
2FSK调制（发送）实验。 2FSK解调（接收）实验。 位同步提取实验。
眼图、奈奎斯特准则实验。 归零码与位定时实验。 眼图与判决时间选取实验。
三、实验仪器及设备
1. 2. 3. 4. 5.
20MHZ双踪示波器 GOS-6021 1台 函数信号发生器/计数器 SP1641bB 1台 直流稳压电源 GPS-X303/C 1台 万用表 1块 2FSK调制解调实验箱 1个
四、实验原理及电路
（一）实验原理
实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类:直接调频法和移频键控法。本实验使用的是移频键控法，它便于用数字集成电路来实现。
移频键控，或称数字频率调制，是数字通信中使用较早的一种调制方式。数字频率调制的基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息。在数字通信系统中，这种频率的变化不是连续的，而是离散的。比如，在二进制的数字频率调制系统中，可用两个不同的载频来传递数字信息，故移频键控常写作2FSK(Frequency Shift Keying)。
2FSK广泛应用于低速数据传输设备中，根据国际电报和电话咨询委员会(CCITT)的建议，传输速率为1200波特以下设备一般采用2FSK。
2FSK方法简单、易于实现，解调不需要恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能也较强。因此，2FSK已成为在模拟电话网上利用调制解调制器来传输数据的低速、低成本的一种主要调制方式。
在一个2FSK系统中，发端把基带信号的变化规则转换成对应的载频变化，而在收端则完成与发端相反的转换。由于2FSK信号的信道中传输的是两个载频的切换，那么其频谱是否就是这两个载频的线谱呢?或者说信道的频带只是这两个载频之差呢?答案是否定的。
设2FSK的两个载频为fl、f2，其中心载频为fo=(fl+f2)/2；又设基带信号的速率为fs。这样，经过分析，2FSK的频谱图如图5.1所示。图a中的fl=fo+fs，f2=fo-fs；图b中的fl=fo-0.4s，f2=fo-0.4s。
从图5.1中我们可以看出：
(l)相位不连续2FSK频谱由连续谱和离散线谱组成，线谱出现在两个载频位置上。 (2)相位连续2FSK若两个载频之差较小，比如小于fs，则连续谱出现单蜂；若两个载频之差逐渐增大，即fl与f2的距离增大，连续谱将出现双峰。 (3)由此可见，传输2FSK信号所需的频带Δf约为
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?f?f2?f1?2fs
本实验为传输25000波特基带信号的2FSK实验，通过改变分频链分频比的方式来实现移频键控。收端采用过零检测法恢复基带信号，并从恢复的基带信号中直接提取码元定时信号。
图5.1a 相位不连续信号的频谱示意图 图5.1b 相位连续信号频谱示意图 （一）实验电路
实验电路分为2FSK 发送（调制）和FSK接收(解调)两部分。 1、2FSK发送(调制)部分
2FSK发送部分如图5.2所示。图中包括方波源（晶振）、调制器、M序列发生器等。
图5.2 2FSK发送(调制)部分
a、方波源
方波源由4MHZ晶振产生，经4分频产生1MHZ方波，再经10分频，产生100KHZ，8分
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