實(shí)驗(yàn)六FSK電力線載波通信實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí) 驗(yàn) 六 FSK電 力 線 載 波 通 信 實(shí) 驗(yàn) v 一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的1、 了 解 單 片 機(jī) 在 通 信 中 的 應(yīng) 用 。2、 了 解 大 規(guī) 模 集 成 電 路 的 電 路 組 成 及 工 作 原 理 。3、 理 解 FSK的 工 作 原 理 。v 二 、 實(shí) 驗(yàn) 預(yù) 習(xí) 要 求v 1、 復(fù) 習(xí) 通 信 系 統(tǒng) 原 理 中 有 關(guān) FSK的 內(nèi)容 。v 2、 認(rèn) 真 閱 讀 本 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 ， 熟 悉 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 。v 3、 預(yù) 習(xí) 有 關(guān) 單 片 機(jī) 的 原 理 及 應(yīng) 用 。 三 、 實(shí) 驗(yàn) 原 理 v 利 用 電 力 線 路 來(lái) 傳 輸 通 信 信 號(hào) ， 不 需

2、 額 外 布 線 ， 降低 了 布 線 及 施 工 成 本 ， 因 而 在 某 些 應(yīng) 用 上 具 有 潛 在的 價(jià) 值 ， 如 在 家 庭 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 、 遠(yuǎn) 程 抄 表 系 統(tǒng) 等 應(yīng)用 場(chǎng) 合 。v 由 于 電 力 線 上 的 干 擾 及 噪 聲 相 當(dāng) 大 ， 線 路 阻 抗 很 不穩(wěn) 定 ， 信 號(hào) 傳 輸 損 耗 大 ， 要 利 用 電 力 線 實(shí) 現(xiàn) 有 效 和可 行 的 通 信 有 相 當(dāng) 的 難 度 。 為 此 ， 國(guó) 外 某 些 廠 商 開(kāi)發(fā) 了 一 些 專 用 的 電 力 線 載 波 MODEM芯 片 ， 其 采 用的 調(diào) 制 方 式 既 有 以 FSK方 式 為

3、 主 的 窄 帶 調(diào) 制 方 式 ，也 有 以 擴(kuò) 展 頻 譜 技 術(shù) 為 基 礎(chǔ) 的 寬 帶 調(diào) 制 方 式 。ST7536就 是 意 法 半 導(dǎo) 體 公 司 （ SGS THOMSON）開(kāi) 發(fā) 的 一 種 以 FSK方 式 工 作 的 專 用 于 電 力 線 載 波 通信 的 MODEM芯 片 。 v 1、 ST7536工 作 原 理 v 芯 片 主 要 特 點(diǎn) ：v 半 雙 工 同 步 FSK MODEM 600bps速 率 ， 二 個(gè) 可 編 程 信 道 1200bps速 率 ； 二 個(gè) 可 編 程 信 道v 自 動(dòng) 調(diào) 諧 接 收 和 發(fā) 信 濾 波 器v 發(fā) 信 頻 率 同 步 于

4、 外 接 晶 振v 發(fā) 信 信 號(hào) 電 平 自 動(dòng) 控 制v 接 收 靈 敏 度 ： 2mVRMS(600bps) 3mVRMS(1200bps)v 接 收 時(shí) 鐘 恢 復(fù) 電 路 v POWER DOWN（ 低 功 耗 ） 模 式 1234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 262728 RX/TX RESET TEST4 TEST3 RXD CLR/T RXDEM DGND DVVD TEST1 TEST2 TXD XTAL2 XTAL1 CHS BRS AFCF DVSS IFO DEMI AVSS AGN

5、D AVDD RAI RXFO TXFI ALCI ATO ST7536 v 管 腳 說(shuō) 明 ：管 腳 名 稱 管 腳號(hào)碼 功 能 描 述Rx/Tx 1 接 收 或 發(fā) 送 模 式 選 擇 輸 入 端RESET 2 邏 輯 復(fù) 位 和 低 功 耗 模 式 選 擇 端 ， 低 電 平 有 效 。TEST4 3 測(cè) 試 輸 入 選 擇 端 。 高 電 平 時(shí) 選 擇 發(fā) 信 濾 器 的 輸 入 為 TxF1端TEST3 4 測(cè) 試 輸 入 端 ， 當(dāng) TEST1為 高 電 平 時(shí) ， 選 擇 本 腳 為 時(shí) 鐘 恢 復(fù) 電 路的 輸 入 端 RxD 5 同 步 接 收 數(shù) 據(jù) 輸 出 端CLR/T

6、 6 接 收 或 發(fā) 送 時(shí) 鐘 （ 由 工 作 模 式 決 定 ）RxDEM 7 解 調(diào) 數(shù) 據(jù) 輸 出 端DGND 8 數(shù) 字 地DVDD 9 數(shù) 字 正 電 源 ： 5V 5TEST1 10 測(cè) 試 輸 入 選 擇 端 ， 高 電 平 時(shí) 取 消 發(fā) 送 至 接 收 模 式 的 自 動(dòng) 切 換 功能 ， 并 使 TEST3輸 入 有 效 。TEST2 11 測(cè) 試 輸 入 選 擇 端 ， 高 電 平 時(shí) 壓 縮 發(fā) 送 至 接 收 模 式 的 自 動(dòng) 切 換 時(shí)間 。TxD 12 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 輸 入 XTAL2 13 晶 振 輸 出XTAL1 14 晶 振 輸 入 CHS 15 信

7、道 選 擇 輸 入BRS 16 波 特 率 選 擇 輸 入AFCF 17 可 用 于 相 連 補(bǔ) 償 網(wǎng) 絡(luò) 的 自 動(dòng) 頻 率 控 制 信 號(hào) 輸 出DVSS 18 數(shù) 字 負(fù) 電 源 ： 5V 5IFO 19 中 頻 濾 波 輸 出DEMI 20 FSK解 調(diào) 輸 入AVSS 21 模 擬 負(fù) 電 源 ： 5V 5AGND 22 模 擬 地 AVDD 23 模 擬 正 電 源 ： 5V 5RAI 24 模 擬 信 號(hào) 接 收 輸 入RxFo 25 接 受 濾 波 器 輸 出TxFI 26 發(fā) 送 濾 波 器 輸 入 （ TEST4為 高 電 平 時(shí) 選 擇 ）ALCI 27 自 動(dòng) 電 平

8、 控 制 輸 入ATO 28 模 擬 信 號(hào) 發(fā) 送 輸 出 v 發(fā) 送 部 分 ：v 置 Rx/ 0時(shí) 芯 片 為 發(fā) 送 模 式 ， 當(dāng) Rx/保 持 低 電 平 超 過(guò)3ms時(shí) ， 芯 片 自 動(dòng) 進(jìn) 入 發(fā) 送 工 作 模 式 。 再 次 激 活 發(fā) 送 模式 時(shí) 需 要 Rx/回 到 高 電 平 并 至 少 保 持 3ms的 時(shí) 間 ， 然 后再 置 Rx/為 0電 平 。v 在 發(fā) 送 模 式 時(shí) ， 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) （ TxD） 在 決 定 波 特 率 的 時(shí)鐘 信 號(hào) CLR/T的 上 升 沿 被 采 樣 （ 圖 6-1） 。 采 樣 數(shù) 據(jù) 進(jìn)入 FSK調(diào) 制 器 ， FSK

9、調(diào) 制 器 代 表 0、 1數(shù) 據(jù) 的 二 個(gè) 基 本 載頻 由 波 特 率 選 擇 管 腳 （ BRS） 和 信 道 選 擇 管 腳 （ CHS）共 同 決 定 ， 見(jiàn) 表 1 CLR/T TXD DATA VALID圖 6-1 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 輸 入 定 時(shí) v 表 1： BRS CHS Baud Rate(Baud) TxFrequencies(KHz)TxD=1-TxD=00 0 600 81.75-82.350 1 600 67.2-67.81 0 1200 71.4-72.61 1 1200 85.95-87.15由 于 這 些 頻 率 同 步 于 11.052MHz的 晶 振 ，

10、 頻 率 精 度 與晶 振 的 頻 率 精 度 一 樣 。 為 了 限 制 頻 譜 和 降 低 信 號(hào) 中 的 諧 波 成 分 ， 來(lái) 自 FSK調(diào) 制 器 的 已 調(diào) 信 號(hào) 再 由 開(kāi) 關(guān) 電 容 帶 通 濾 波 器 （ 發(fā) 送 帶通 濾 波 器 ， 即 Tx BAND-PASS） 進(jìn) 行 濾 波 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 IFO XTAL2 XTAL1 RX/TX RESET BRS CHS TXD TXFI DEMI TEST1 TEST2 TEST3TEST

11、4 CLR/T RXD RXDEM ALCI ATO AFCF RAI RXFO DGND DVDD DVSS AVSS AGND AVDD BAND-PASS RX S.C.FILTER 20dB GAIN BAND-PASS S.C.FILTER I.F. AFC REFERENCE VCLTAGE TIME BASE AND CONTROL LOGIC ALC TX BAND-PASS S.C. FILTER A. FSK MODULATOR CORRELATOR POST-DEMO S.C. FILTER MCLOCK RECOVERY TEST LOGIC ST7536 U X M

12、U X A. F I L T E R A. A. F I L T E R A. A. F I L T E R A. A. F I L T E R S M T. F I L T E R S M T. F I L T E R 圖 6-2 ST7536 內(nèi) 部 方 框 圖 v 發(fā) 送 通 路 的 輸 出 級(jí) 包 括 一 自 動(dòng) 電 平 控 制 （ ALC）系 統(tǒng) ， 它 使 得 模 擬 發(fā) 送 輸 出 信 號(hào) （ ATO） 的 幅 度與 線 路 阻 抗 的 變 化 無(wú) 關(guān) 。 本 ALC系 統(tǒng) 是 帶 有 32個(gè)離 散 增 益 值 的 可 變 增 益 控 制 系 統(tǒng) ， 由 模 擬 反 饋 信號(hào) A

13、LCI控 制 （ 見(jiàn) 圖 63） 。 VT1 VT2 Low Gain Correct Gain High Gain Correct Gain ALC CLOCK 34.7us 104.2us 圖 6-3 v 接 收 部 分 ：v 置 Rx/=1時(shí) 芯 片 工 作 于 接 收 模 式 。 波 特 率 和 信 道 的 選擇 同 樣 也 由 表 1決 定 。 加 于 RAI與 公 共 端 0V間 的 接 收 信號(hào) 經(jīng) 開(kāi) 關(guān) 電 容 帶 通 濾 波 器 （ 接 收 帶 通 濾 波 器 ， Rx band-pass） 濾 波 ， 濾 波 器 的 中 心 頻 率 為 接 收 信 號(hào) 的 中 心 頻 率

14、 ，其 帶 寬 約 為 6KHz。 RAI的 輸 入 電 壓 范 圍 為 2mVRMS至2VRMS。v 接 收 濾 波 器 的 輸 出 經(jīng) 一 增 益 為 20dB的 放 大 器 放 大 ， 該級(jí) 放 大 器 還 同 時(shí) 對(duì) 大 信 號(hào) 提 供 限 幅 作 用 。 經(jīng) 放 大 限 幅 后的 信 號(hào) 送 入 混 頻 器 進(jìn) 行 下 變 頻 ， 混 頻 器 的 同 步 本 振 信 號(hào)由 FSK調(diào) 制 功 能 提 供 。 最 后 ， 混 頻 器 的 輸 出 經(jīng) 一 中 頻 帶通 濾 波 器 （ IF band-pass） 濾 波 ， 以 提 高 解 調(diào) 器 前 信 號(hào)的 信 噪 比 。 中 頻 帶

15、通 濾 波 器 的 中 心 頻 率 與 BRS有 關(guān) ， 當(dāng)BRS 0時(shí) ， 其 中 心 頻 率 為 2.7KHz， 當(dāng) BRS=1時(shí) ， 其 中心 頻 率 為 5.4KHz。 中 頻 帶 通 濾 波 器 的 輸 出 （ IFO） 通 過(guò)一 外 接 耦 合 電 容 （ 1F 10%,10V） 耦 合 到 FSK解 調(diào) 器的 輸 入 （ DEMI） ， 以 消 除 接 收 通 道 的 偏 置 電 壓 。 v 時(shí) 鐘 恢 復(fù) 電 路 從 解 調(diào) 器 輸 出 (RxDEM)提 取 接 收 時(shí) 鐘（ CLR/T） ， 并 在 CLR/T的 上 升 沿 送 出 解 調(diào) 輸 出 同步 數(shù) 據(jù) 。 CLR/

16、T TXD DATA VALID圖 6-4 v 附 加 的 數(shù) 字 和 模 擬 功 能 ：v 由 復(fù) 位 輸 入 （ RESET） 來(lái) 初 始 化 芯 片 。 當(dāng) RESET 0時(shí) ，置 芯 片 于 低 功 耗 模 式 并 復(fù) 位 內(nèi) 部 邏 輯 。 當(dāng) RESET 1時(shí) ，激 活 芯 片 。v 時(shí) 基 部 分 通 過(guò) 晶 振 （ 11.0592MHz） 產(chǎn) 生 內(nèi) 部 所 需的 各 種 時(shí) 鐘 。 晶 振 接 于 管 腳 XTAL1和 XTAL2間 ， 并 需要 外 接 兩 電 容 以 保 證 晶 振 正 常 工 作 。 電 容 值 與 晶 振 特性 有 關(guān) ， 典 型 值 為 22pF 1

17、0%。 也 可 將 時(shí) 鐘 信 號(hào) 直 接加 于 管 腳 XTAL1上 。 v 自 動(dòng) 頻 率 控 制 （ AFC） 模 塊 調(diào) 節(jié) 接 收 和 發(fā) 送 濾 波 器的 中 心 頻 率 到 載 波 工 作 頻 率 。 AFC環(huán) 路 的 穩(wěn) 定 性 由連 接 于 管 腳 AFCF上 的 C1（ 470nF 10 ， 10V） 、C2（ 47nF 10 ， 10V） 和 R1（ 1.5K） 構(gòu) 成 的 補(bǔ)償 網(wǎng) 絡(luò) 來(lái) 保 證 。 17 22C1 C2 R1 AFCF AGND圖 6-5 自 動(dòng) 頻 率 環(huán) 路 濾 波 器 v 測(cè) 試 特 性 ：v 附 加 的 放 大 器 允 許 在 管 腳 RxF

18、O上 觀 察 接 收 帶 通 濾波 器 的 輸 出 。v 當(dāng) TEST4 1 時(shí) ， 腳 RxFO直 接 輸 入 發(fā) 送 帶 通 濾 波器 被 選 擇 和 允 許 。v 當(dāng) TEST2 1 時(shí) ， 發(fā) 送 到 接 收 的 自 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 延 時(shí) 由 3秒 縮 至 1.48ms。v 當(dāng) TEST1 1時(shí) ， 發(fā) 送 到 接 收 的 自 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 模 式 無(wú) 效 ，電 路 的 功 能 模 式 由 Rx/控 制 ， 方 式 如 下 ： 當(dāng) Rx/0時(shí) ， 電 路 連 續(xù) 發(fā) 送 ， 當(dāng) Rx/ 1時(shí) ， 為 便 于 測(cè) 試 時(shí)鐘 恢 復(fù) 模 塊 與 FSK解 調(diào) 模 塊 的 連 接 斷 開(kāi) ， 此

19、 時(shí)TEST3為 時(shí) 鐘 恢 復(fù) 模 塊 的 輸 入 端 ， RXDEM跟 隨TEST3， RxD送 出 重 新 同 步 的 數(shù) 據(jù) 。 v 2、 實(shí) 驗(yàn) 電 路 原 理 說(shuō) 明v 電 力 線 載 波 通 信 實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 成 原 理 框 圖 如 下 圖 所示 ， 它 由 ST7536、 微 控 制 器 （ MCU） 和 電 力 線 接 口（ PLI） 等 組 成 。 詳 細(xì) 原 理 圖 見(jiàn) 圖 6-6。ST7536 PL1Controller PLI ST7536ControllerData-transmission over POWERLINE 圖 6-6 電 力 線 載 波 通

20、 信 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 框 圖微 控 制 器 （ MCU） U4采 用 了 美 國(guó) 國(guó) 家 半 導(dǎo) 體 公 司 COP系 列 單 片 機(jī)COP87L84EGN， 它 主 要 功 能 是 完 成 對(duì) ST7536收 發(fā) 狀 態(tài) 的 控 制 、 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)的 產(chǎn) 生 、 接 收 數(shù) 據(jù) 的 處 理 及 電 力 線 接 口 （ PLI） 中 功 放 電 源 的 開(kāi) 啟 及 關(guān) 閉 等 功 能 。 另 外 ， 微 控 制 器 通 過(guò) RS232C接 口 芯 片 U5（ MAX232） 可 實(shí) 現(xiàn) 與 個(gè) 人電 腦 （ PC） 的 連 接 ， 即 通 過(guò) 本 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 可 實(shí) 現(xiàn) PC之 間 的

21、 電 力 線 載 波 通 信（ 由 條 件 所 限 ， 本 實(shí) 驗(yàn) 暫 不 開(kāi) 通 此 項(xiàng) 功 能 ） 。 v 在 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 中 ， 微 控 制 器 的 工 作 狀 態(tài) 由 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān)SW1控 制 ， 如 表 2：v 表 2：SW1-1 SW1-2 SW1-3 SW1-4 MCU工 作 狀 態(tài)off X X X 接 收 狀 態(tài) （ 控 制 ST7536工 作 于 收 態(tài) ） on off off X 控 制 ST7536發(fā) 固 定 “ 0”碼on off on X 控 制 ST7536發(fā) 固 定 “ 1”碼on on off X 控 制 ST7536發(fā) “ 0”、 “ 1”交 替 碼

22、on on on X 控 制 ST7536發(fā) 偽 隨 機(jī) 碼 v ST7536的 波 特 率 和 信 道 選 擇 由 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW2控 制 ，如 表 3：v 表 3:SW2-1(CHS) SW2-2(BRS) 波 特 率 發(fā) 送 頻 率 (KHz)TxD=1-TxD=0 off off 600 81.75-82.35on off 600 67.2-67.8off on 1200 71.4-72.6on on 1200 85.95-87.15 v 在 發(fā) 送 模 式 ， 接 口 放 大 和 濾 波 來(lái) 自 ST7536的 發(fā) 送 信號(hào) (ATO)。 ATO能 提 供 的 最 大 輸 出

23、電 流 僅 為 1mA，因 而 接 口 中 用 一 緩 沖 器 (BUFFER)來(lái) 保 護(hù) ST7536并驅(qū) 動(dòng) 下 級(jí) 電 路 。 來(lái) 自 ST7536的 發(fā) 送 信 號(hào) 中 的 二 次 諧波 為 53dB， 為 了 進(jìn) 一 步 抑 制 諧 波 ， 接 口 中 用 了 一低 通 濾 波 器 （ LPF） 。 經(jīng) 濾 波 后 的 信 號(hào) 送 入 功 放 ，通 過(guò) 一 耦 合 變 壓 器 ， 功 放 能 驅(qū) 動(dòng) 1 100的 阻 抗 。耦 合 變 壓 器 不 僅 用 于 將 信 號(hào) 送 上 電 力 線 ， 它 也 作 為工 作 于 諧 振 選 頻 方 式 下 的 帶 通 濾 波 器 ， 以 抑

24、制 諧 波至 72dB以 下 。v 電 力 線 接 口 (PLI)連 接 ST7536到 電 力 線 上 ， 框 圖 如圖 6-7：v 緩 沖 器 （ BUFFER） 、 低 通 濾 波 器 （ LPF） 功 放 的構(gòu) 成 框 圖 如 圖 6-8： buffer power amplifierLPF PreamplifierBPF RAI ATO RX/TX transformer powerline圖 6-7 電 力 線 接 口 (PLI)框 圖 + - PUSH PULL AMPLIFIER R9 R10 R11 C16 C18 U2圖 6-8 緩 沖 器 （ BUFFER） 、 低 通

25、濾 波 器 （ LPF） 功 放 構(gòu) 成 框 圖 v 上 圖 中 ， 推 挽 功 放 （ PUSH PHLL AMPLIFER）由 Q5、 Q6、 Q7、 Q8等 組 成 ， 利 用 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) （ R11、C16） 的 頻 率 特 性 形 成 通 路 的 低 通 濾 波 特 性 ， 詳 見(jiàn)電 原 理 圖 ， 另 外 ， PLI中 發(fā) 送 通 路 （ 緩 沖 器 、 低 通 濾波 器 、 功 放 ） 的 工 作 電 源 是 通 過(guò) 由 Q1、 Q2、 Q3、Q4組 成 的 電 子 開(kāi) 關(guān) 提 供 的 ， 開(kāi) 關(guān) 的 開(kāi) 啟 和 關(guān) 閉 由 單片 機(jī) 控 制 。v 在 接 收 模 式 ， 耦

26、 合 變 壓 器 從 電 力 線 上 耦 合 進(jìn) 信 號(hào) 。在 將 信 號(hào) 送 到 ST7536的 接 收 端 （ RAI） 之 前 ， 經(jīng) 預(yù)放 放 大 和 帶 通 濾 波 器 濾 波 以 提 高 接 收 靈 敏 度 信 噪 比 。預(yù) 放 由 U3:A等 元 件 組 成 ， 帶 通 濾 波 器 由 U3:B、 R22、R23、 R25、 C25、 C26組 成 ， 濾 波 器 的 輸 出 經(jīng) R18、Z3、 Z4組 成 的 限 幅 器 送 入 ST7536的 接 收 端 （ RAI） 。v 在 接 收 模 式 ， 緩 沖 器 和 功 放 被 關(guān) 閉 ， 以 免 功 放 的低 阻 抗 對(duì) 接

27、收 信 號(hào) 造 成 衰 減 。 三 、 實(shí) 驗(yàn) 儀 器 v雙 蹤 同 步 示 波 器 40MHz 1臺(tái)v直 流 穩(wěn) 壓 電 源 +5V -5V 1臺(tái)vFSK電 力 線 載 波 通 信 實(shí) 驗(yàn) 箱 1臺(tái)v數(shù) 字 頻 率 計(jì) 測(cè) 量 頻 率 范 圍 50Hz10MHz 1臺(tái)v萬(wàn) 用 表 1臺(tái) 四 、 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 v 特 別 提 醒 ：v 實(shí) 驗(yàn) 分 調(diào) 制 及 發(fā) 送 部 分 測(cè) 試 和 接 收 及 解 調(diào) 部 分 測(cè) 試 。在 做 調(diào) 制 及 發(fā) 送 部 分 測(cè) 試 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 勿 將 P2插 頭 插 上電 力 線 ， 以 確 保 實(shí) 驗(yàn) 人 員 的 安 全 。 在 做 接 收 及 解

28、調(diào)實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 需 將 P2插 頭 插 上 電 力 線 以 接 收 來(lái) 自 電 力 線上 的 信 號(hào) ， 此 時(shí) 耦 合 變 壓 器 TR1的 初 級(jí) C19、 R16上 帶 有 交 流 220V電 壓 ， 切 勿 接 觸 ！v 在 連 接 電 源 和 實(shí) 驗(yàn) 箱 之 前 ， 一 定 要 先 確 認(rèn) 二 組 電 源的 電 壓 極 性 和 電 壓 值 正 確 ， 在 確 認(rèn) 完 全 無(wú) 誤 之 前 不允 許 將 實(shí) 驗(yàn) 箱 和 電 源 連 接 ， ， 另 外 在 連 接 實(shí) 驗(yàn) 箱 和電 源 時(shí) 請(qǐng) 務(wù) 必 關(guān) 斷 電 源 開(kāi) 關(guān) 。 v （ 一 ） 裝 置 的 發(fā) 送 功 能 測(cè) 試v 將

29、P2與 電 力 線 斷 開(kāi) ， 接 上 5的 負(fù) 載 （ 不 接 也 可 以 ） 。 檢 查穩(wěn) 壓 電 源 與 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 連 接 是 否 正 確 ， 開(kāi) 啟 穩(wěn) 壓 電 源 。v 1、 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 位 同 步 時(shí) 鐘 及 波 特 率 切 換 功 能 測(cè) 試v 將 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW1置 如 下 狀 態(tài) ： SW1 1為 on, SW1 2為on， SW1 3為 off， 即 使 MCU控 制 ST7536處 于 發(fā) 送 0、 1交 替 碼 狀 態(tài) 。v 置 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW2的 SW2 2為 off（ SW2 1不 管 ） ， 用 示波 器 觀 測(cè) 測(cè) 試 點(diǎn) TP1的 波 形

30、 （ ST7536產(chǎn) 生 并 提 供 的 數(shù) 據(jù) 位同 步 信 號(hào) ） ， 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 定 該 信 號(hào) 的 頻 率 ， 用 示 波 器 觀 測(cè)測(cè) 試 點(diǎn) TP2的 波 形 （ MCU提 供 的 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) ） 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 定該 信 號(hào) 的 頻 率 。 記 錄 信 號(hào) 的 波 形 及 頻 率 值 ， 并 注 意 兩 信 號(hào) 的相 位 關(guān) 系 及 頻 率 關(guān) 系 。 v 置 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW2的 SW2 2為 on， 用 示 波 器 和 頻 率 計(jì) 作 與 以上 相 同 的 測(cè) 試 和 記 錄 ， 并 注 意 測(cè) 試 結(jié) 果 的 變 化 。 v 2、 發(fā) 送 通 路

31、 基 本 參 數(shù) 的 測(cè) 試v 置 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW2的 SW2 1為 off， SW2 2為 off，即 ST7536工 作 在 1信 道 。v 置 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW1的 SW1 1為 on， SW1 2為 off，SW1 3為 off， 即 MCU使 ST7536工 作 在 發(fā) 固 定 “ 0”碼 （ 此 時(shí) TP2點(diǎn) 的 信 號(hào) 為 固 定 低 電 平 ） ， 用 示 波 器觀 測(cè) TP4點(diǎn) 信 號(hào) （ 發(fā) 送 信 號(hào) ） 的 波 形 并 對(duì) 信 號(hào) 的 幅度 作 出 記 錄 ， 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 的 頻 率 。v 置 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW1的 SW1 1為 on，

32、 SW1 2為 off，SW1 3為 on， 即 MCU使 ST7536工 作 在 發(fā) 固 定 “ 1”碼 （ 此 時(shí) TP2點(diǎn) 的 信 號(hào) 為 固 定 高 電 平 ） ， 用 示 波 器觀 測(cè) TP4點(diǎn) 信 號(hào) （ 發(fā) 送 信 號(hào) ） 的 波 形 并 對(duì) 信 號(hào) 的 幅度 作 出 記 錄 ， 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 的 頻 率 。v 同 理 ， 對(duì) 其 余 3個(gè) 信 道 的 發(fā) 信 號(hào) 信 號(hào) 參 數(shù) 進(jìn) 行 測(cè) 量并 作 出 記 錄 ， 并 將 結(jié) 果 填 入 下 表 。 信 道 號(hào) SW2開(kāi) 關(guān) 位 置SW2 2 SW2 1 發(fā) “ 0”信 號(hào) 參 數(shù)頻 率 （ KHz） 峰 值

33、 （ V） 發(fā) “ 1”信 號(hào) 參 數(shù)頻 率 （ KHz） 峰 值 （ V）1 off off2 off on 3 on off4 on on v （ 二 ） 裝 置 的 接 收 功 能 測(cè) 試v 做 本 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 由 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 教 師 控 制 某 一 實(shí) 驗(yàn) 裝 置處 于 發(fā) 送 交 替 “ 0”、 “ 1”碼 或 偽 隨 機(jī) 碼 ， 學(xué) 生 用 實(shí)驗(yàn) 裝 置 處 于 接 收 狀 態(tài) 。v 調(diào) 整 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW1的 SW1 1為 off， 使 MCU控 制ST7536處 于 接 收 狀 態(tài) ， 調(diào) 整 撥 動(dòng) 開(kāi) 關(guān) SW2的 SW2-1、 SW2 2為 on， 使 ST

34、7526工 作 于 4信 道 。 撥 掉 連在 P2插 口 上 的 5負(fù) 載 ， 通 過(guò) 連 線 將 P2接 在 交 流220V電 源 上 。 實(shí) 驗(yàn) 中 不 要 接 觸 帶 有 交 流 220V器 件的 帶 電 部 分 ！ v 1、 “ 0”、 “ 1”交 替 碼 的 解 調(diào) 接 收v 發(fā) 信 實(shí) 驗(yàn) 板 處 于 發(fā) 送 交 替 “ 0”、 “ 1”碼 狀 態(tài) （ 指 導(dǎo)教 師 控 制 ） 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP4點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 信 號(hào) ） 的 峰值 大 小 （ 若 信 號(hào) 太 小 無(wú) 法 測(cè) 試 則 作 出 說(shuō) 明 ） 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP5點(diǎn)

35、 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 送 入 ST7536解 調(diào)端 的 信 號(hào) ） 的 峰 值 大 小 ， 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 頻 率 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP1點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 位 同 步 時(shí)鐘 ） ， 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 頻 率 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP3點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 數(shù) 據(jù) ） ， 并注 意 觀 察 有 無(wú) 誤 碼 （ 無(wú) 誤 碼 的 波 形 應(yīng) 為 清 晰 的 方波 ） 。 v 2、 偽 隨 機(jī) 碼 的 解 調(diào) 接 收v 發(fā) 信 實(shí) 驗(yàn) 板 處 于 發(fā) 送 偽 隨 機(jī) 碼 狀 態(tài) （ 指 導(dǎo) 教 師 控制

36、） 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP4點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 信 號(hào) ） 的峰 值 大 小 （ 若 信 號(hào) 太 小 無(wú) 法 測(cè) 試 則 作 出 說(shuō) 明 ） 。v 用 示 波 器 測(cè) 試 TP5點(diǎn) 對(duì) 地 信 號(hào) （ 送 入 ST7536解 調(diào)端 的 信 號(hào) ） 的 峰 值 大 小 ， 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 頻 率 。用 示 波 器 測(cè) 試 TP1點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 位 同 步 時(shí)鐘 ） ， 并 用 頻 率 計(jì) 測(cè) 出 信 號(hào) 頻 率 。 將 示 波 器 的 同 步置 外 同 步 模 式 ， 用 TP1點(diǎn) 信 號(hào) 作 為 示 波 器 的 外 同 步信

37、號(hào) ， 用 示 波 器 測(cè) 試 TP3點(diǎn) 對(duì) 地 的 信 號(hào) （ 接 收 數(shù)據(jù) ） ， 仔 細(xì) 調(diào) 節(jié) 示 波 器 的 掃 描 時(shí) 間 及 觸 發(fā) 電 平 ， 直到 并 在 示 波 器 上 能 顯 示 出 穩(wěn) 定 的 波 形 。 觀 察 波 形 并記 錄 所 接 收 的 偽 隨 機(jī) 碼 序 列 （ 本 實(shí) 驗(yàn) 中 采 用 了 周 期為 31的 某 一 偽 隨 機(jī) 碼 ） 。 五 、 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告v1、 整 理 實(shí) 驗(yàn) 中 的 波 形 和 數(shù) 據(jù) 。v 2、 ST7536工 作 在 4信 道 下 ， 比 較 實(shí) 驗(yàn) 裝置 在 發(fā) 送 和 接 收 狀 態(tài) 下 的 位 同 步 時(shí) 鐘 頻 率 。二 者 是 否 完 全 相 同 ， 為 什 么 ？v 3、 為 了 提 高 通 信 距 離 ， 可 在 哪 些 方 面 作 改進(jìn) ？v4、 試 判 斷 ST7536是 FSK的 解 調(diào) 器 屬 于 哪 類解 調(diào) 器 ， 并 說(shuō) 明 理 由 。 FSK電 力 線 載 波 通 信 實(shí) 驗(yàn) 電 路 圖