Modulacja i kodowanie - labolatorium. Modulacje cyfrowe. Kluczowane częstotliwości (FSK)

Podobne dokumenty
Modulacja i kodowanie laboratorium. Modulacje Cyfrowe: Kluczowanie Amplitudy (ASK) i kluczowanie Fazy (PSK)

10. Demodulatory synchroniczne z fazową pętlą sprzężenia zwrotnego

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne laboratorium. Modulacja amplitudy

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

Modulacja i kodowanie laboratorium. Modulacje Cyfrowe: Kluczowanie Amplitudy (ASK)

12. Demodulatory synchroniczne z fazową pętlą sprzężenia zwrotnego

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa


POLITECHNIKA POZNAŃSKA

ELEKTRONIKA W EKSPERYMENCIE FIZYCZNYM

Laboratorium Analogowych Układów Elektronicznych Laboratorium 6

Demodulowanie sygnału AM demodulator obwiedni

Modulacja i kodowanie laboratorium. Modulacja częstotliwości

Przebieg sygnału w czasie Y(fL

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 5

Systemy i Sieci Radiowe

LABORATORIUM Sygnałów, Modulacji i Systemów ĆWICZENIE 2: Modulacje analogowe

Filtry cyfrowe procesory sygnałowe

f = 2 śr MODULACJE

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Wpływ szumu na kluczowanie fazy (BPSK)

MODULACJA. Definicje podstawowe, cel i przyczyny stosowania modulacji, rodzaje modulacji. dr inż. Janusz Dudczyk

Politechnika Warszawska

TEMAT: SYSTEMY CYFROWE: MODULACJA DEMODULACJA FSK, PSK, ASK

Rozwinięcie funkcji modulującej m(t) w szereg potęgowy: B PM 2f m

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Politechnika Warszawska

Lekcja 20. Temat: Detektory.

Synteza częstotliwości z pętlą PLL

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Transmisja danych binarnych w kanale o wąskim paśmie. Łączność radiowa (telemetria, zdalne sterowanie)

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

MODULACJE ANALOGOWE. Funkcja modulująca zależna od sygnału modulującego: m(t) = m(t) e

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

MODULACJA I DEMODULACJA FAZY

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 11

(1.1) gdzie: - f = f 2 f 1 - bezwzględna szerokość pasma, f śr = (f 2 + f 1 )/2 częstotliwość środkowa.

BADANIE MODULATORÓW I DEMODULATORÓW AMPLITUDY (AM)

Politechnika Warszawska

Politechnika Warszawska

SYMULACJA KOMPUTEROWA SYSTEMÓW

Modulacja z kluczowaniem amplitudy ASK i częstotliwości FSK

14 Modulatory FM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE Podstawy modulacji częstotliwości Dioda pojemnościowa (waraktor)

- Quadrature Amplitude Modulation

Imię.. Nazwisko Nr Indeksu...

Detekcja synchroniczna i PLL

Analiza właściwości filtra selektywnego

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Sygnały cyfrowe naturalne i zmodulowane

Modulacja i Kodowanie. Labolatorium. Kodowanie Kanałowe Kody Hamminga

Demodulator FM. o~ ~ I I I I I~ V

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 2

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny z elementami pętli fazowej

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny Laboratorium Teletechniki

Imię.. Nazwisko Nr Indeksu...

Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych projekt 2015

Układy elektroniczne II. Modulatory i detektory

Badanie właściwości multipleksera analogowego

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 7

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 6

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Modulacje analogowe AM/FM

ĆWICZENIE NR 5 APARATURA DO TERAPII PRĄDEM ZMIENNYM MAŁEJ I ŚREDNIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

LABORATORIUM TRANSMISJI DANYCH

Generatory impulsowe przerzutniki

ĆWICZENIE 5 EMC FILTRY AKTYWNE RC. 1. Wprowadzenie. f bez zakłóceń. Zasilanie FILTR Odbiornik. f zakłóceń

Filtry aktywne filtr górnoprzepustowy

Ćwiczenie - 8. Generatory

Laboratorium 1. Wprowadzenie do środowiska GnuRadio. I. Wprowadzenie

Sprzęt i architektura komputerów

1. Definicja i przeznaczenie przerzutnika monostabilnego.

Random Binary Sequence Generator)

Laboratorium: Projektowanie pasywnych i aktywnych filtrów analogowych

MODULACJE ANALOGOWE AM i FM

Przetwarzanie energii elektrycznej w fotowoltaice. Ćwiczenie 12 Metody sterowania falowników

Instytut Telekomunikacji Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych.

1. Modulacja analogowa, 2. Modulacja cyfrowa

Generatory. Podział generatorów

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

WYDZIAŁU ELEKTRONIKI. GENERATOR FUNKCYJNY 6 szt.

Instytut Telekomunikacji Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych.

MODULACJE IMPULSOWE. TSIM W10: Modulacje impulsowe 1/22

ADAPTACYJNE PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW LABORATORIUM. Ćwiczenie 4. Wybrane telekomunikacyjne zastosowania algorytmów adaptacyjnych

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

12.8. Zasada transmisji telewizyjnej

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ OPERACYJNY

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE STYCZEŃ 2014

Specjalność - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych PW

Spis treści. 1. Cyfrowy zapis i synteza dźwięku Schemat blokowy i zadania karty dźwiękowej UTK. Karty dźwiękowe. 1

Generatory przebiegów niesinusoidalnych

Wytwarzanie sygnałów SSB metodę filtracyjną

Krótki wstęp do transmisji szeregowej

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

Transmisja cyfrowa Sygnały naturalne i zmodulowane

ZAMKNIĘTA PĘTLA FAZOWA PLL

06 Tor pośredniej częstotliwości, demodulatory AM i FM Pytania sprawdzające Wiadomości podstawowe Budowa wzmacniaczy pośredniej częstotliwości

Aneks B OPCJA 11 SZYBKA MODULACJA IMPULSOWA I WYSOKA MOC

Ćwiczenie nr 11. Projektowanie sekcji bikwadratowej filtrów aktywnych

Transkrypt:

Modulacja i kodowanie - labolatorium Modulacje cyfrowe Kluczowane częstotliwości (FSK) Celem ćwiczenia jest zbudowanie systemu modulacji: modulacji polegającej na kluczowaniu częstotliwości (FSK Frequency Shift Keying). 1. FSK - Kluczowanie częstotliwości Idea modulacji FSK opiera się na kodowaniu informacji w zmianie częstotliwości sygnału nośnego. W pewnym sensie jest więc to odwołanie do analogowej modulacji częstotliwości (FM), gdzie również informacja kodowana była za pomocą niewielkich (w stosunku do sygnału nośnego) zmian częstotliwości w takt zmian amplitudy sygnału modulującego. Główna różnica pomiędzy modulacją FM a FSK kryje się w postaci sygnału modulującego. W przypadku modulacji FSK sygnał modulujący jest sygnałem binarnym, proces modulacji przedstawiony został na rysunku 1: Rys. 1: modulacja kluczowania częstotliwości (FSK Frequency Shift Keying). W najprostszym przypadku wystarczy wystarczy więc zdefiniować dwie częstotliwości: f1 dla symbolu 0 oraz f2 dla symbolu 1. W momencie nadejścia symbolu 0 transmitowany jest sygnał nośny o częstotliwości f1, a momencie nadejścia symbolu 1 transmitowany jest sygnał nośny o częstotliwości f2.

1.1 Modulator FSK Dodaj źródło sygnału prostokątnego o fm = 50Hz. Zbuduj modulator FSK według rysunku 2: Rys. 2 Schemat blokowy modulatora FSK z dwiema częstotliwościami (modulator binarny) Częstotliwość dla symbolu 0 (która jest umownie niższa), powinna być regulowana w zakresie od 1KHz do 100KHz, domyślnie: 1,2KHz Częstotliwość dla symbolu 1 (która jest umownie wyższa), powinna być regulowana w zakresie od 1KHz do 100KHz, domyślnie: 2,2KHz. Częstotliwość sygnału modulującego powinna być regulowana w zakresie od 5 Hz do 1KHz. Uruchom skrypt, przedstaw działanie modulatora. 1.2 Dekodowanie sygnału zmodulowanego metodą FSK: Zbuduj dekoder FSK według rysunku 3: Rys. 3: dekoder FSK w oparciu o demodulator kwadraturowy

Dla komponentu X lating FIR filter stwórz zmienną o nazwie filter_taps, jej wartość powinna być następująca: firdes.low_pass(1.0,samp_rate,1000,400) Częstotliwość środkowa (center frequency) filtru X lating FIR filter będzie obliczana automatycznie zgodnie z poniższym: CenterFrequency = (Frequceny_Symbol_1 + Frequceny_Symbol_0) / 2 co oznacza, że filtr będzie dostrojony do częstotliwości dokładnie pomiędzy obiema częstotliwościami modulowanego sygnału FSK. Szerokość pasma filtru powinna obejmować zakres od Frequceny_Symbol_0 do Frequceny_Symbol_1. fsk_deviation_hz jest częstotliwością dewiacji modulacji FSK i jest obliczana następująco: fsk_deviation_hz = Frequceny_Symbol_1 - Frequceny_Symbol_0 Utwórz zmienną fsk_deviation_hz, jej wartość wstaw do właściwości komponentu Quadrature Demod. Uruchom skrypt, zademonstruj działanie. Niech f0 będzie częstotliwością symbolu 0, f1 będzie częstotliwością symbolu 1, wtedy ustaw częstotliwości na następujące wartości: f0 f1 Czy odebrana transmisja jest poprawna? 4kHz 5KHz 40KHZ 50KHz 95KHz 96KHz 65,5KHz 66,5KHz 20KHz 25KHz 8KHz 12KHz Czy potrafisz wyjaśnić to zjawisko? 3. Continous Phase FSK modulacja FSK z ciągłą fazą. Klasyczna modulacja FSK nie zapewnia ciągłości fazy w momencie przełączania częstotliwości oba sygnały mogą być w różnej fazie. Brak ciągłości fazy może powodować

rozmaite problemy podczas transmisji sygnału. Istnieją jednak wersje modulacji FSK, które zapewnia ciągłość fazy. Najważniejsze z nich to MSK (Minimal Shift Keying) CPFSK (Continous Phase FSK). Ponieważ modulacja MSK wprost prowadzi do modulacji GMSK, która będzie przedmiotem następnego laboratorium więc wykorzystamy modulacje CPFSK. 3.1 CPFSK w środowisku GnuRadio Utwórz nowy projekt. Zmodyfikuj źródło sygnału tak aby generowane były symbole 0 i 1. Zamiast modulatora FSK wykorzystaj komponent CPFSK (modulacja) i (GFSK demod) do demodulacji. Parametr sample / symbol ustaw na 2. Uruchom skrypt. Porównaj zmodulowany sygnał FSK z poprzedniego ćwiczenia z CPFSK. 4. Demodulacja sygnału FSK za pomocą pętli PLL ( Pętla synchronizacji fazowej PLL ). - Część dodatkowa. Podstawą działania pętli PLL jest układ pętli ze sprzężeniem zwrotnym (Rys. 8). Jej działanie polega na przekazywaniu części energii sygnału wyjściowego za pomocą pętli sprzężenia zwrotnego na wejście układu. Krótko mówiąc jest to oddziaływanie skutku na przyczynę w celu uzyskania zamierzonych parametrów pracy (np. stabilności) całego układu. Co ciekawe, jeśli na wejście PLL podamy sygnał modulowany częstotliwościowo, a następnie przeanalizujemy sygnał korekcyjny (generowany przez VCO przestrajany generator częstotliwości), to każe się, że odpowiada on sygnałowi modulującemu. Skąd prosty wniosek, że pętla PLL można także służyć do dekodowania (demodulacji) sygnału. Dodaj komponent import. W jego treści (value) dodaj wpis pozwalający importować bibliotekę metamatematyczną, czyli import math. Dodaj komponent PLL Carrier Tracking. Jego wejście połącz z wyjście filtru (Frequency Xlating FIR filter), a wyjście (przez konwerter, interesuje nas w tym wypadku część rzeczywista sygnału) do komponentu wizualizującego (np. WX GUI Scope Sink).

Ustaw następujące parametry komponentu: Loop bandswitch = (fsk_deviation_hz /samp_rate)/2/math.pi max Freq. = centerfrequency/(samp_rate/2/math.pi) min Freq = -(centerfrequency/(samp_rate/2/math.pi)) Uruchom skrypt. Pętla PLL może wymagać do prawidłowej pracy nieco większej częstotliwości niż wartości domyśle z poprzedniej części instrukcji (np. w granicach 30-60KHz). Rys. 8: Poglądowy przykład Pętli Synchronizacji Fazowej (PLL).