通信技术振幅键控（ASK）调制与解调硬件实验

一、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。

二、实验内容

1. 观察ASK已调信号的波形；

2. 观察ASK解调信号的波形。

三、实验器材

1. 双踪示波器；

2. 通信原理实验箱信号源模块、③、④、⑦号模块。

四、实验步骤

1、 ASK调制实验

(1) 关闭电源，对照下表完成实验连线：

※检查连线是否正确，检查无误后打开电源

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) 以信号输入点ASK-NRZ的信号为内触发源，用示波器观测并记录PN码和ASK-OUT输出；

 (3) 将信号源的拨码开关S4拨为1101（4K），重复上述实验；

 (4) 将信号源的拨码开关S4拨为1100，改变载波频率为128K，重复上述实验；

 (5) 关闭电源。

2、  ASK解调实验

(1)接着ASK调制继续按下表连线：

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输入
模块7：BS	模块3：ASK-BS	提取的位同步信号

※检查连线是否正确，检查无误后打开电源

（2）模块7的S2设置为ASK-NRZ频率的16倍，如ASK-NRZ为8K时，S2为128K，即拨为1000，观察模块4的ASK-OUT处的波形，把电位器W3顺时针拧到最大，并调节电位器W1（改变判决门限），直到ASK-DOUT处观察到稳定的PN码，观察并记录ASK-DOUT处波形，并与信号源产生PN码进行比较；

（3）将信号源的拨码开关S4拨为1101，重复上述实验；

（4）将信号源的拨码开关S4拨为1100，改变载波频率，重复上述实验；

（5）实验结束，关闭电源、拆除连线、整理实验数据及波形完成实验报告。

（6）实验结束，关闭电源、拆除连线、整理实验数据完成实验报告。

五、实验数据及结果分析

1、ASK调制实验

(1) 以信号输入点ASK-NRZ的信号为内触发源，用示波器观测并记录PN码和ASK-OUT输出；

 

(2) 将信号源的拨码开关S4拨为1101（4K），用示波器观测并记录PN码和ASK-OUT输出；

 

数据分析：ASK是一种简单的数字调制方式，对ASK信号的解调一般是通过包络检波的方式来完成的，在得到信号的包络之后，需要将ASK的信息从包络中恢复出来，其次是判决门限来决定信号的具体取值，抽样来决定具体在什么时刻对信号进行取值。改变信号源的值，输出波形基本保持一致。

 (3) 将信号源的拨码开关S4拨为1100，改变载波频率为128K；

 

(4) 将信号源的拨码开关S4拨为1101，改变载波频率为128K；

 

数据分析：1.ASK调制的原理是在载波信号上叠加数字信号的幅度信息。当数字信号为逻辑高电平时，载波信号的幅度增大；当数字信号为逻辑低电平时，载波信号的幅度减小或为零。这样，接收端可以根据接收到的幅度变化来恢复出原始的数字信息。ASK调制输出波形是PN与载波相乘结果；

2.由(1)和(3)、(2)和(4)对比可知，改变载波频率的值，输出信号的波形不会发生改变，表明了输出信号的波形与载波频率无关；

3.ASK信号的特点是对载波的通断键控，用模拟开关作为调制载波输出的通断控制门它通过改变信号的幅度来表示数字信息，抗干扰性能较差，适用于低复杂度、高可靠性的通信系统。

4.幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现，在数字信号为“1”时电路接通，此时信道上有载波出现；数字信号为“0”时电路被关断，此时信道上无载波出现。在接收端可以根据载波的有无还原出数字信号的“1”和“0“。

2、ASK解调实验

（1）观察并记录ASK-DOUT处波形，并与信号源产生PN码进行比较；

 

数据分析：左图为ASK-DOUT处波形，右图为信号源产生PN码波形，ASK信号的解调与产生基本保持一致，并且ASK信号的解调存在一定的时延性。

（2）将信号源的拨码开关S4拨为1101，重复上述实验；

 

结果分析：改变信号源的值，信号的输出波形保持一致，ASK信号的解调与产生基本保持一致，并且ASK信号的解调存在一定的时延性。

（3）将信号源的拨码开关S4拨为1100，改变载波频率，重复上述实验；

 

数据分析：1.由(1)和(3)对比可知，改变载波的频率，输出波形保持一致，ASK信号的解调与产生基本保持一致，并且ASK信号的解调存在一定的时延性，顶部和底部还保留着低通滤波输出形状。

2. ASK解调过程中，会出现一个定时脉冲并进行抽样判决，因为一系列的解调过程本质上都是模拟，最后需要转为数字信号自然就需要进行判决，得到最终的1、0bit流信息。在2ASK调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息0或1的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续输出。