Transcript 18-3 實驗十八

實驗十八
頻率轉移鍵制
(FSK) 非 同 步 解 調
實驗十八
一、實驗目的
學習如何用 BPF 將 FSK 信號轉成類似 ASK 之信號，
然後以 ASK 非同步解調電路加以解調。
18-1
實驗十八
二、原理說明
1.FSK 非同步解調之結構如圖 18-1 所示，若和圖 13-1 比較
可發現它只比 ASK 非同步解調多了一個帶通濾波器而己
。圖中各方塊之作用分述如下：
18-2
實驗十八
(1)帶通濾波器：假設其頻率響應如圖 18-2 所示，圖中的fH
及fL分別代表傳送信號為 High、Low 時的頻率。當VR(t)
之頻率等於fH時，VBP(t)之振幅等於VR(t)之振幅乘以GH
倍，而當VR(t)之頻率為fL時，VBP(t)之振幅則為VR(t)
之振幅乘以GL倍，使得原本為固定振幅的 FSK 信號
VR(t)經過 BPF 後所輸出之VBP(t)在頻率為fH時之振幅
會不同於頻率為fL時之振幅，其波形如圖 18-1 的註解
方塊所示。由VBP(t)之波形可看出，它有點像 ASK 之波
形，因為可從VBP(t)之振幅大小看出所傳送的數位信號是
High、Low，不過應注意的是 ASK 信號的頻率為固定一
種而VBP(t)之頻率有兩種。
18-3
實驗十八
圖 18-1 FSK 非同步解調結構及波形
18-4
實驗十八
| H(j )|
GH
GL
f
L
fH
f
圖 18-2 BPF 的頻率響應
18-5
實驗十八
(2)波封檢波器：負責將VBP(t)之振幅檢出。其輸出 VED(t)波
形如圖 18-1 的註解方塊所示。
(3)低通濾波器：用以濾除VED(t)的鋸齒成分，其輸出VLP(t)
之波形如圖 18-1 的註解方塊所示。
(4)比較器：將平緩的VLP(t)波形改變或只有High、Low兩
種電壓的數位信號VO(t) ，其波形如圖 18-1 的註解方塊所
示。
18-6
實驗十八
2.本實驗的第二部分仍將整合 CVSD 調變、解調電路，曼徹
斯特碼編碼、解碼電路，及新完成的 FSK 調變、非同步解
調電路。整個實驗系統如圖 18-3 所示。圖中的 CVSD 調變
負責將類比輸入轉成 NRZ 型式之數位信號，曼徹斯特碼編
碼電路則是將時脈信號與 NRZ 信號結合成曼徹斯特碼型式
之數位信號，再經過 FSK 調變後送出；在接收端則是將接
收信號經 FSK 非同步解調成數位信號，再由曼徹斯特碼解
碼電路將信號分解成時脈信號和 NRZ 信號，最後由 CVSD
解調電路將 NRZ 數位信號復原成類比信號。
18-7
實驗十八
圖 18-3 FSK 實驗系統 ( 非同步解調 )
18-8
實驗十八
三、電路說明
1.本實驗的第一部分為 FSK 非同步解調，電路如圖 18-4 所
示。圖中各單元之功能簡述如下：
(1)壓控振盪器：做為 FSK 調變電路，用來產生 FSK 信號
供解調電路使用。
(2)帶通濾波器：可由可變電阻R3將其中心頻率調至fH，
使頻率為fH之弦波獲得較大之振幅，藉以讓不同的頻
率 (fH及fL) 擁有不同的振幅。
18-9
實驗十八
(3)波封檢波器：檢出VBP(t)之波封，不過其輸出VED(t)帶
有鋸齒狀的充放電波形。
(4)低通濾波器：濾除VED(t)之鋸齒狀成分，使輸出VLP(t)
變得較平緩，順便為了濾除VED(t)之直流成分，故VED(t)
由 In(ac) 端輸入。
(5)比較器：將VLP(t)之波形改變成只有 0 V、5 V 的數位波
形。
18-10
實驗十八
1
VT
16
0 .1u
2
Ou t
+ 12 V
3 9k
5 .1k
+1
3
+ 12 V
+
1 0u
5 .1k
4
15
Mu ltip lier
&
S in e
s haper
13
GND
12
+ Vcc
5
C
6
11
VCO
10
0 .00 1 u
+
1 5k
7
Rc
8
R
2 20
14
1u
Cu rren t
S witch
F SK in
9
VD
XR 22 0 6
5k
R2
2 .2k
À£±±®¶Àú¾¹
0 .1u
C4
R5
1 50 p
1 8k
+ 12 V
VR
In
1 50 p
1 5k
R1
C2
1k
2
ªi«ÊÀ˪i¾¹
VBP
7
VED
1 N4 1 48
6
3 O P3 7
Ou t
4
In
Ou t
D
R3
C
0 .01 u
R
1k
- 12 V
2 20
±a³qÂoªi¾¹
2 00 p
+ 12 V
0 .1u
+ 12 V
C4
In
圖 18-4 FSK 非同
R2
2 2k
C3
3
7
VLP
+
56
2 LF3
_
1M
7 80 5
3
2
6
4
2 00 p
In(ac)
步解調實驗電路
R1
2 .7k
1
Ou t
2
In
1 00 k
1k
8
+
11
3 LM3
_
7
1
4
Vo
Ou t
- 12 V
0 .1u
- 12 V
§C³qÂoªi¾¹
Ra
1 0k
Rb
5 0k
¤ñ¸û¾¹
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實驗十八
2.本實驗的第二部分是完成圖 18-3 的系統，整個實驗電路如
圖 18-5 所示，圖中的黃色方塊部分即是圖 18-4 的 FSK 調
變、解調電路，其餘的部份完全和實驗十三、十四相同，
在此不再重複。
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實驗十八
+5V
M/I
A-in
類比輸入
D-out
CVSD 調變
In
曼徹斯特碼
編碼
CLK-out
FSK in
壓控振盪器
Out
Out
CLK-in
課本有誤
In
帶通濾波器
In
In
Out
波封檢波器
曼徹斯特碼
解碼
CLK-out
低通濾波器
In(ac)
CVSD 解調
Out
In
Out
D-in
Out
比較器
Out
類比輸出
A-out
CLK-in
圖 18-5 FSK 實驗系統電路 ( 非同步解調 )
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