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2FSK调制与解调电路

一、设计基本原理和系统框图

2FSK 系统分调制和解调两部分。

①调制部分:2FSK 信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a)图所示,使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同,只有一点差异,即由调频器产生的2FSK 信号,在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK 信号,则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续,如(d)图所示。本次设计用键控法实现2FSK 信号。

(c)相位连续 (d)相位不连续

②解调部分:2FSK 信号的接收主要分为相干和非相干接收两类,本次设计采用非相干法(即包络解调法),其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为1f 和2f 的高频脉冲,经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比

较,从而判决输出基带数字信号。

FSK 信号包络解调方框图

设频率1f 代表数字信号1;2f 代表数字信号0,则抽样判决器的判决准则:

式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。这里的抽样判决器,要比较x1、x2的大小,或者说把差值x1-x2与零电平比较。因此,有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。

当FSK 信号为1f 时,上支路相当于接收“1”码的情况,其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络,它服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况,输出x2为窄带高斯噪声的包络,它服从瑞利分布。如果FSK 信号为2f ,上、下支路的情况正好相反,此时上支路输出的瞬时值服从瑞利分布,下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。

无论输出的FSK 信号是1f 或2f ,两路输出的判决准则不变,因此可以判决出FSK 信号。

二、各单元电路设计

2.1 2FSK调制单元

要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号,我们采用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。键控法产生的FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过渡频率,它的转换速度快,波形好。

如下

如果用数字信号(从4053-ABC 端输入)来键控两个不同的载波频率,即信号的符号是用二进制的基带信号是用“0”和“1”电平来表示的。“1”对应于载波频率1f ,“0”对应于2f 。这种称为二进

制频移键控(2FSK )。而其振幅和初始相位不变。故其表示式为:

式中,A -振幅 (υ)是个常数,表明码元的包络是矩形脉冲,W 1和W 0为两个不同的频率的码元的角频率。其电路图设计如下:

2.2 FSK 解调单元

2FSK 信号的解调方法有:包络检波法、相干解调法、鉴频法、

⎩⎨

⎧++=”时

当发送“”时当发送“0)

cos(1)cos()(0011ϕωϕωt A t A t s

(b)包络检波器和抽样判决器

由窄带滤波器输出的高频信号通过变容二极管构成的检波器,包络检波器将各自的包络取出至抽样判决器,抽样判决器在抽样脉冲

这是错误接收。这样便能得到对应于原数字信号的基带脉冲信号,从而达到解调的目的。

三、系统仿真

本次设计系统仿真采用SystemView,它是一个完整的动态系统设计、分析和仿真的可视化开发环境。它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统,可用于各种线性、非线性控制系统的设计和仿真。本次设计主要是对系统的发端和收端进行仿真,其2FSK调制器的输出端、收端的输入点(即加了噪声后接收到的信号)、解调器的输出端等几个地方进行测试,其仿真电路图及仿真波形分别如下图:

(A)系统仿真电路图

(B)NRZ码元波形

(C)键控法产生的2FSK波形

(D)上路经过包络检波后的波形

(F)下路经过包络检波后的波形

(G)2FSK信号经解调后的波形

四、总结与体会

两周的课程设计在忙忙碌碌中一晃而过。刚开始,我们头绪不是很清楚,不知道从哪里入手,但通过老师的耐心指导并和同学认真研究设计课题,跑图书馆查资料、确定基本设计方案、对所用芯片功能进行查找、调试、上机仿真等,经历了一次次的困难,却积累了很多宝贵的经验。在整个课程设计的过程中遇到的问题主要有以下三点,第一:基础知识掌握的不牢固,主要表现在一些常用的电路的形式和功能不清楚,对书本上的内容理解不够透彻。第二:对一些常用的应用软件缺少应用,体现在画电路图和系统的仿真的时候,对这些软件的操作不熟练,浪费了很所时间。第三:相关知识掌握的不够全面,缺少系统设计和仿真的经验。

这次课程设计进一步端了我的学习态度,学会了实事求是,严谨的作风,提高了动手能力。对自己要严格要求,不能够一知半解,要力求明明白白。急于求成是不好的,我有所感受。如果省略了那些必要的步骤,急于求成,不仅会浪费时间,还会适得其反。在我看来,懂得少,并不可怕,可怕的是不向别人虚心学习。没有人生下来就知道什么,也没有人生下来就很聪明。即使天才,也要通过后天的努力,才获得成功的。我觉得动手之前,头脑里必须清楚该怎么做,这一点是很重要的。就目前来说,我的动手能力虽然差一点,但我想,通过我的不懈努力,在这方面,我总会得到提高。这一点,我坚信。因为别人能做到的,我也一定能做到。

当中我遇到了一些困难,由于粗心大意出了一些简单的错误,浪费了一些时间去改正,幸好有老师们的耐心指导和同组同学的热心帮助,给我指出了错误的原因,以及改正方法,在此我非常感谢!

在此次的课程设计中我最大的体会就是进一步认识到了理论联

系实践的重要性。一份耕耘,一份收获。通过一个星期电子实习,让我明白科学的思维方法和学习方法是多么重要,只有这样才能够有很高的效率,才能够让自己的工作更完美。

总而言之,此次课程设计让我学到了好多平时在课堂上学不到的东西,增加了我的知识运用能力,增强我的实际操作能力。谢谢老师给我们提供这么好的机会,为我们之后走向社会奠定了一个好的基础。

通过SystemView、Protel99 Se这个软件还有实验室所提供的设备,综合全面地测试了我的动手和思考能力,现在我对通信原理又有了进一步的认识。在我们以往的学习过程中,我们刻意地去加强理论的基础,设计出一个东西后,我们便以为我们的计划成功了岂不知它能否在硬件结构中得以实现则是另外一回事,这就要求我们的动手能力了,如果无法使理论和实际联系起来,那么再好的设计也只是一堆废字符。

本次课程设计有机地结合了理论与实践,既考察了我们对理论知识的掌握情况,还反映出我们实际动手能力,更主要的是它激起我们创新思维,为今后的进一步学习创下良好条件,为以后的就业也打下一个根基,真可谓一举多得。

六、参考文献

1、樊昌信编著:通信原理教程,电子工业出版社。

2、罗卫兵、孙桦、张捷编著: SystemView 动态系统分析及通信

系统仿真设计,西安电子科技大学出版社。

3、鲜继清、张德民主编:现代通信系统,西安电子科技大学出版

社。

4、浣喜明编:通信原理实验。

5、王钦笙、毛京丽、朱彤编著:数字通信系统,北京邮电大学出

版社。

6、阎石主编:数字电子技术基础(第四版),高等教育出版社。

7、康华光主编:电子技术基础模拟部分(第四版),高等教育出版

社。

2FSK的调制与解调报告论文

摘要 在本二进制移频键控调制解调电路中,Multisim仿真,其中调制系统由模拟开关电路以及两个射随、选频电路组成。解调是用非相干解调,即包络检波法。本方案的优点是产生的2FSK信号频率稳定度好,转换速度快,波形好。 关键词:射随/选频电路;模拟开关;包络检波;

目录 摘要 前言 (4) 一、2FSK的调制解调原理介绍 (5) 2.1 2FSK的调制原理..................................^ (5) 2.2 2FSK信号的解调原理 (6) 二、各单元电路设计 (8) 3.1 2FSK调制单元 (8) 3.1.1 射随、选频电 路 (8) 3.1.2 模拟开关电路 (8) 3.2 2FSK解调单元 (9) 三、总体电路与电路仿真 (10) 4.1 总体电路设计 (10) 4.2 调制和解调的仿真结果图 (10) 参考文献 (13) 设计总结 (14) 附件1:各元件引脚图 (15) 附件2:元器件清单 (16)

前言 2FSK是利用载频频率的变化来传输数字信息的。数字载频信号有相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。

一、2FSK的调制解调原理介绍 1.1 2FSK的调制原理 FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法。 直接调频法是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a图)所示,使其能够输出两个不同频率的码元。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。 频移键控法有两个独立的振荡器。它是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,(b图)所示。 以上两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同,只是由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位是不一定连续的,如(d)所示。 图1.3 综上所述,我们这次设计采用键控法产生2FSK信号。 1.2 2FSK信号的解调原理 2FSK信号的解调可分为相干解调和非相干解调两种方法。其解调原

2FSKFSK 通信系统调制解调综合实验电路设计

学生学号实验课成绩 学生实验报告书 实验课程名称 开课学院 指导教师姓名 学生姓名 学生专业班级 200-- 200学年第学期

实验教学管理基本规范 实验就是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节;实验报告就是反映实验教学水平与质量的重要依据。为加强实验过程管理,改革实验成绩考核方法,改善实验教学效果,提高学生质量,特制定实验教学管理基本规范。 1、本规范适用于理工科类专业实验课程,文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照 执行或暂不执行。 2、每门实验课程一般会包括许多实验项目,除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报 告外,其她实验项目均应按本格式完成实验报告。 3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。每部分均在实验成绩中占一 定比例。各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。各专业也可以根据具体情况,调整考核内容与评分标准。 4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。教师要在实验过程中抽查学生预习情况, 在学生离开实验室前,检查学生实验操作与记录情况,并在实验报告第二部分教师签字栏签名,以确保实验记录的真实性。 5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩,完整保存实验报告。在完成所有实 验项目后,教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册,构成该实验课程总报告,按班级交课程承担单位(实验中心或实验室)保管存档。 6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格与不及格五级评定。

实验课程名称:__通信原理_____________

图3-1数字键控法实现2FSK信号的原理图 图中两个振荡器的载波输出受输入的二进制基带信号s(t)控制。由图3-1 可知,s(t)为“1”时,正脉冲使门电路1接通,门2断开,输出频率为f1;数字信号为“0”时,门1断开,门2接通,输出频率为f2。在一个码元Tb期间输出ω1或ω2两个载波之一。由于两个频率的振荡器就是独立的,故输出的2FSK信号:在码元“0”“1”转换时刻,相邻码元的相位有可能就是不连续的。这种方法的特点就是转换速率快,波形好,频率稳定度高,电路简单,得到广泛应用。对应图3-1(a)与(b) ,2FSK调制器各点的时间波形如图3-2所示,图中波形g可以瞧成就是两个不同频率载波的2ASK信号波形e 与波形f 的叠加。可见,2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。其信号的时域表达式: ()()()()() ∑ ∑+ - + + - = k b k k b k FSK t kT t g a t kT t g a t S2 2 1 1 cos cos? ω ? ω 图3-2 2FSK调制器各点的时间波形 本次综合设计实验调制部分正就是采用此方法设计的。整个调制系统包括:载波振荡器、反相器、调制器与加法器等单元电路组成。 1、2 解调设计方案 数字频率键控( 2FSK) 信号常用解调方法有很多种,在设计中利用过零检测法。 过零检测法就是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。解调系统组成原理框图如图3-3所示电路: g f e d c b a 位定时 抽样判决 LPF 脉冲展宽 整流 微分 限幅 图3-3 2FSK过零检测解调电路原理框图 输入的FSK 信号经限幅放大后成为矩形脉冲波,再经过微分电路得到双向尖脉冲,然后整流得到单向尖脉冲,每个尖脉冲表示一个过零点,尖脉冲的重复频率就就是信号频率的两倍。将尖脉冲去触发一单稳电路, 产生一定宽度的矩形脉冲序列,该序列的平均分量与脉冲重复频率成正比,即与输入信号成正比。所以经过低通滤波器输出的平均分量的变化反映了输入信号频率的变化,这样把码元“ 1”与“ 0”在幅度上区分开来,恢复出数字基带信号。其原理框图及各点波形如图3-4 所示。

2FSK调制与解调电路

一、设计基本原理和系统框图 2FSK 系统分调制和解调两部分。 ①调制部分:2FSK 信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a)图所示,使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同,只有一点差异,即由调频器产生的2FSK 信号,在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK 信号,则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续,如(d)图所示。本次设计用键控法实现2FSK 信号。 (c)相位连续 (d)相位不连续 ②解调部分:2FSK 信号的接收主要分为相干和非相干接收两类,本次设计采用非相干法(即包络解调法),其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为1f 和2f 的高频脉冲,经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比

较,从而判决输出基带数字信号。 FSK 信号包络解调方框图 设频率1f 代表数字信号1;2f 代表数字信号0,则抽样判决器的判决准则: 式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。这里的抽样判决器,要比较x1、x2的大小,或者说把差值x1-x2与零电平比较。因此,有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。 当FSK 信号为1f 时,上支路相当于接收“1”码的情况,其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络,它服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况,输出x2为窄带高斯噪声的包络,它服从瑞利分布。如果FSK 信号为2f ,上、下支路的情况正好相反,此时上支路输出的瞬时值服从瑞利分布,下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。 无论输出的FSK 信号是1f 或2f ,两路输出的判决准则不变,因此可以判决出FSK 信号。

2FSK调制解调电路设计

2FSK调制解调电路设计 引言: 频移键控调制(Frequency Shift Keying, FSK)是一种数字调制方式,通过改变载波频率的方式来传输信号。2FSK(2 Frequency Shift Keying)是一种常见的FSK调制方式,其基本原理是通过输入的数字信号决定载波频率的两个离散状态,从而实现数字信息的传输。在本文中,我们将介绍2FSK调制解调电路的设计。 一、2FSK调制电路设计: 1.信号波形产生器:首先,我们需要设计一个信号波形产生器来生成数字信号。该数字信号表示要传输的信息,通常是基带信号。可以使用微处理器、FPGA或其他数字电路来实现波形产生器。 2.带通滤波器:接下来,我们需要设计一个带通滤波器来选择一个特定频率范围内的频率。2FSK调制需要选择两个离散频率用于传输数据,所以我们需要设计一个可以在这两个频率范围内切换的带通滤波器。 3.频率切换电路:在2FSK调制中,我们需要能够在两种不同的频率之间切换的载波信号。为了实现这一点,我们可以使用一个开关电路,根据输入的数字信号来选择不同的频率。 4.调制电路:最后,我们将基带信号和切换后的载波信号相乘,利用频谱合并来实现2FSK调制。这个乘法操作可以通过模拟乘法器或数字乘法器来实现。 二、2FSK解调电路设计:

1.频谱分离电路:为了将调制信号中的两个频率分离开来,我们需要 设计一个频谱分离电路。这个电路可以通过使用带通滤波器和差分器来实现,带通滤波器选择一个频率范围内的信号,差分器可以根据输入信号的 相位差来判断频率是高频还是低频。 2. 相位检测电路:在2FSK解调中,我们需要检测信号的相位来确定 接收到的信号是1还是0。相位检测电路可以使用锁相环(Phase Locked Loop, PLL)或其他相位检测技术来实现。 3.信号解码器:最后,我们需要设计一个信号解码器来将解调得到的 数字信号转化为原始信息。这个解码器可以通过使用微处理器或其他数字 电路来实现。 三、总结: 2FSK调制解调电路的设计需要考虑多个因素,包括信号波形的生成、选频、频率切换、调制、频谱分离、相位检测和信号解码等。这里只介绍 了一种设计思路,具体的电路设计还需要根据具体需求进行调整。希望这 篇文章能够对2FSK调制解调电路的设计有一定的参考价值。

2FSK调制解调系统设计

2FSK调制解调系统设计 2FSK(2 Frequency Shift Keying)调制解调系统是一种常见的数字调制技术,用于将数字信号转换为模拟信号进行传输和解调。本文将重点介绍2FSK调制解调系统的设计,包括系统框图、原理以及实现过程。 一、2FSK调制解调系统框图 1.调制部分: 调制部分的主要功能是将数字信号转换为模拟信号。常见的2FSK调制方法是通过选择两个不同频率的正弦波信号,分别对应数字信号的0和 1、将数字信号经过调制电路进行调制后,输出模拟信号。 2.解调部分: 解调部分的主要功能是将模拟信号转换为数字信号。解调部分通常需要实现两个不同的带通滤波器,分别对应调制信号的两个频率。对接收到的模拟信号进行滤波后,判断输出信号对应的频率,得到数字信号的0和1 二、2FSK调制解调系统原理 1.调制原理: 2.解调原理: 2FSK解调是通过判断接收到的模拟信号的频率来确定数字信号的0和1、解调时需要接收到的模拟信号经过一个带通滤波器,分别与f1和f2对应的滤波器进行滤波,得到两个对应的滤波输出信号。根据输出信号的幅度比较,判断数字信号是0还是1

三、2FSK调制解调系统设计实现过程 1.调制部分设计: (1)选择载波频率:确定两个载波频率,分别对应数字信号的0和 1 (2)数字信号转换:将数字信号进行编码,将0对应的频率设为f1,1对应的频率设为f2 (3)调制电路设计:设计调制电路将数字信号转换为模拟信号。常 见的调制电路包括震荡电路、混频电路等。 2.解调部分设计: (1)带通滤波器设计:设计两个带通滤波器,分别对应f1和f2的 频率范围。滤波器的设计可以采用数字滤波器或者模拟滤波器。 (2)滤波输出比较:将接收到的模拟信号依次通过两个滤波器进行 滤波,得到两个滤波输出信号。比较两个输出信号的幅度大小,判断数字 信号是0还是1 3.系统参数调整和优化: 对于2FSK调制解调系统,可以根据具体的要求进行参数调整和系统 优化。例如,调制信号的频率范围选择、滤波器的带宽设计等。 总结: 2FSK调制解调系统是一种常见的数字调制技术,用于将数字信号转 换为模拟信号进行传输和解调。在设计过程中,需要考虑调制电路的设计

2FSKFSK通信系统调制解调综合实验电路设计

2FSKFSK通信系统调制解调综合实验电路设计以下是一个关于2FSK/FSK通信系统调制解调综合实验电路设计的文本,并附有示意图,共计1200字以上: 引言:2FSK(双频调制)和FSK(频移键控)是一种常用的数字调制 技术,广泛应用于通信系统中。本实验旨在设计一个基于2FSK/FSK调制 解调的通信系统电路。 1.系统概述 本系统由两部分组成:调制器和解调器。调制器负责将数字信号转换 为2FSK/FSK信号,解调器负责将接收到的2FSK/FSK信号转换为数字信号。 2.调制器设计 调制器的设计包括以下步骤: -数字信号生成:生成一个长度为N的数字信号序列,表示待传输的 信息。 -符号映射:将数字信号映射为对应的2FSK/FSK调制信号。例如,可 以将“0”映射为低频信号,将“1”映射为高频信号。 -调制信号生成:使用相应的调制技术,将映射后的2FSK/FSK信号生 成为模拟信号。例如,对于2FSK调制,可以使用两个不同的频率来表示“0”和“1”;对于FSK调制,可以使用频率的变化来表示“0”和“1”。 -输出:将调制后的信号输出至发送端。 3.解调器设计 解调器的设计包括以下步骤:

-信号接收:接收从发送端发送的调制信号。 -频率检测:检测接收到的信号的频率变化,判断其对应的数字信号。 -符号还原:根据频率的变化,将接收到的频率信号还原为对应的数 字信号。 -输出:将还原后的数字信号输出至接收端。 4.电路设计 根据调制器和解调器的设计要求,可以设计以下电路模块: -时钟模块:用于生成系统所需的时钟信号。 -数字信号生成模块:负责生成数字信号序列。 -符号映射模块:根据数字信号将其映射为2FSK/FSK信号。 -调制信号生成模块:根据2FSK/FSK信号生成调制信号。 -信号接收模块:接收从发送端发送的调制信号。 -频率检测模块:检测接收到的信号的频率变化。 -符号还原模块:根据频率变化将接收到的信号还原为数字信号。 -输出模块:负责将数字信号输出至接收端。 请参考以下示意图来完成电路设计:(以插入示意图) 5.实验步骤 -按照电路设计将各个模块进行连接,确保电路的连通和稳定性。 -进行电源供应和信号接入,调试各个模块的功能。

2FSK调制解调电路的设计毕业设计

信息职业技术学院 毕业设计说明书(论文) 设计(论文)题目:2FSK调制解调电路的设计专业:通信技术 班级:通技06-2 学号: 姓名: 指导教师:

信息职业技术学院毕业设计(论文)任务书

目录 摘要 ................................................. 错误!未定义书签。第一章绪论 ......................................... 错误!未定义书签。第二章方案设计 ....................................... 错误!未定义书签。 方案比较 ......................................... 错误!未定义书签。 键控法 ....................................... 错误!未定义书签。 模拟调制法 ................................... 错误!未定义书签。 方案论证 ......................................... 错误!未定义书签。第三章硬件设计 ....................................... 错误!未定义书签。 器件介绍 ......................................... 错误!未定义书签。 NE564介绍.................................... 错误!未定义书签。 2CD4016介绍.................................. 错误!未定义书签。 锁相环的大体工作原理 ......................... 错误!未定义书签。 2FSK调制电路设计................................. 错误!未定义书签。 2FSK解调器电路设计............................... 错误!未定义书签。总结 ................................................. 错误!未定义书签。致谢 ................................................. 错误!未定义书签。参考文献 ............................................... 错误!未定义书签。附录12FSK调制电路.................................. 错误!未定义书签。附录22FSK解调电路.................................. 错误!未定义书签。

2FSK调制解调电路的设计.

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2011年秋季学期 高频电子线路课程设计 题目:2FSK调制解调电路的设计 专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 成绩:

摘要 在现代数字通信系统中,频带传输系统的应用最为突出。用基带数字信号控制高频载波,把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制,已调信号通过信道传输到接收端,在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号,这种数字信号的反变换称为数字解调,把包含调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。 以数字信号作为调制信号的调制技术。一般采用正弦波作为载波,这种数字调制又称为载波键控。用电键进行控制,这是借用了电报传输中的术语。载波键控是以数字信号作为电码,用它对正弦载波进行控制,使载波的某个参数随电码变化。 根据正弦波受控参数的不同,载波键控可以分为三大类:移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)。它们分别是正弦波的幅度、频率、相位随着数字信号而变化,图为三种键控相应的波形和功率谱密度。 FSK信号的产生可利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法,也是利用模拟调频法实现数字调频的方法。2FSK信号的另一产生方法便是采用键控发法,即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选择。 2FSK它是利用载频频率变化来传输数字信息。数字载频信号又可分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 本实验电路利用移频键控法,由振荡器产生不同的载频频率作为两个不同频率的载频信号,即为相位不同的数字调频信号,由基带信号对不同频率的载波信号进行选择。通过Multisim对分析过程进行仿真,清楚的展现2FSK数字频带传输系统的结构组成和传输特性。关键词: 2FSK 调制解调仿真

2FSK调制与非相干解调电路设计

2FSK调制与非相干解调电路设计 通姓名:学号:专业班级: 信原理综合设计 周禄平 6100212144 通信工程121班 2FSK调制与非相干解调电路设计 一、目的与意义 通过本次课程设计,使学生加强对高频电子技术电路和通信原理的理解,学会查询资料,方案比较,以及设计计算等环节。进一步通告分析解决实际问题的能力,创造一个动手动脑、独立开展实验的机会,锻炼分析,解决高频电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化,通过典型电路的设计与制作,加深对基本原理的了解,增强学生的实践能力。 二、基本原理 2FSK信号波形图如1-1图所示,它是由调制信号去控制载波信号,用载波的频率来传递数字信息,即用所传递的数字消息控制载波的频率。 图1-1 2FSK信号波形图 2.1 2FSK信号的调制原理 FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法。 直接调频法是数字基带信号直接奇偶内阁制载波振荡器的振荡频率。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。 频移键控法有两个独立的振荡器。数字基带信号控制开关,选择不同频率的高频振荡信号,从而产生FSK调制。 本设计采用键控法产生2FSK信号,其原理框图如下。 图2-1键控法产生2FSK信号的原理框图 2.2 2FSK信号的解调原理

2FSK信号的常用解调方法是采用如图2-2所示的非相干解调(包络检波)和相干解调。其解调原理是将2FSK信号分解成上下两路2ASK信号分别进行判决。这里的抽样判决是直 接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。判决规则应与调制规则相呼应,调 制时若规定“1”对应载波频率f1,则接收时上支路的样值较大,应判为“1”;反之则判为“0”。 图2-2 2FSK信号解调原理图 除此之外,2FSK信号还有其他解调方法,比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等。图2-3给出了过零检测法的原理框图及各点时间波形。过零检测法的原理基于2FSK信号 的过零点数随不同频率而异,通过检测过零点数目的多少,从而区分两个不同频率的信号 码元。在图2-3中,2FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列,这些尖脉冲序列的密集程度反映了信号的频率的高低,尖脉冲的个数就是信号过零点数。 把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲,以增大其直流分量,该直流分量的大小和信号频率 的高低成正比。然后经低通滤波器取出此直流分量,这样就完成了频率――幅度变换,从 而根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。 图2-3过零检测法原理图及各点时间波形 三、单元电路设计原理与分析 3.1基带信号的产生 本设计采用频率为600Hz的7位伪随机码,其电路设计如图3-1 图3-1基带信号7位伪随机码的产生电路 3.2调制单元 3.2.1模拟开关电路 输入的基带信号由转换开关分成两路,一路控制f1=32KHz的载频,另一路经倒相去 控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时,模拟开关1打开,模拟开关2关闭,此时 输出f1=32KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关2开通。此时输出f2=16KHz,于是可在 输出端得到FSK已调信号。 图3-2模拟开关电路4066芯片

2FSK的调制与解调

2FSK的调制与解调 实验题目:移频键控FSK调制与解调系统设计实验一(实验目的 1(加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。 2(学会综合地、系统地应用已学到的知识,对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法,提高独立分析问题与解决问题的能力。 二(实验任务与要求 构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统,具体要求是: 主载波频率:11800HZ 载波1频率:2950HZ(四分频) 载波2频率:1475HZ(八分频) 数字基带信号NRZ:7位M序列,传输速率约为400波特。 FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路(或集成模拟开关)与采用集成模拟乘法器,利用键控法实现。 FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。 传输信道不考虑噪声干扰,采用直接传输。 整个系统用EWB软件仿真完成。 三、2FSK 调制与解调系统原理与电路组成 数字频移键控是用载波的频率的变化来传送数字消息的,即用所传送的数字消息控制载波的频率。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。注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的,也可能是不连续的,因此有相位连续的FSK及相位不连续的FSK之分。并分别记作CPFSK及DPFSK。

根据实验任务的要求,本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,其电路构成如图1-1所示.: 图1-1 2FSK调制与解调系统电路原理图 1,2FSK调制系统设计 本次综合设计实验的调制系统主要由 主载波振荡器、分频器、,序列发生器、 调制器、相加器构成。其调制电路的组成 框图如图1-2所示 由图可以看出,当信码为“,”时, 分频链作,分频,即输出频率图1-2 FSK 调制器电路组成框图为2950Hz载波,信码为“,”时,分频链作,分频,输出频率为1475Hz载波。如此一来,多谐振荡器输出的载波,通过不同次数的分频,就得到了两种不同频率的输出,经相加器后,从而在输出端得到不同频率的已调信号,即FSK信号,完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。

2FSK调制解调原理及设计

一.2FSK 调制原理: 1、2FSK 信号的产生: 2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如,1码用频率f1来传输,0码用频率f2来传输,而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 式中,假设码元的初始相位分别为1θ和2θ;112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率;幅度为A 为一常数,表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种: (1)模拟法,即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1(a )所示。 (2)键控法,用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路,以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1(b )所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同,只有一点差异,即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的,而键控法产生的2FSK 信号,则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a)(b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知,一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和,即 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。 其中,n a 为n a 的反码,即若1=n a ,则0=n a ;若0=n a ,则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性: 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和,所以,这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果,比较方便,即 2FSK 信号带宽为s s FSK R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈式中,s s f R =是基带信号的带宽。 二.2FSK 解调原理: 仿真是基于非相干解调进行的,即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下 M 信号非相干检测解调框图 当k=m 时检测器采样值为: 当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0,只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了,于是其余相关器的输出仅有噪声组成。 其中噪声样本{}和{}都是零均值,具有相等的方差 对于平方律检测器而言,即先计算平方包络 并取其最大值信号。 二进制FSK 系统的理论误码率与信噪比的关系给出如下

2DPSK的调制和解调(键控调制 相干解调)

2FSK 系统及其性能估计 ——— 2FSK 系统的键控非相干解调 1、实验目的: (1)了解2FSK 系统的电路组成、工作原理和特点; (2)分别从时域、频域视角观测2FSK 系统中的基带信号、载波及已调信号; (3)熟悉系统中信号功率谱的特点。 2、实验内容: 以PN 码作为系统输入信号,码速率Rb =20kbit/s 。 (1)采用键控法实现2DPSK 的调制;分别观测绝对码序列、差分编码序列,比较两序列的波形;观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。 (2)获取主要信号的功率谱密度。 3、实验原理: 2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ,可定义一种数字信息和∆ϕ之间的关系为 则一组二进制数字信息和其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示 数字信息和∆ϕ 之间的关系也可以定义为 2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。 图1 2DPSK 信号调制过程波形 可以看出,2DPSK 信号的实现方法可以采用:首先对二进制数字基带信号进行差分编码,将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息,然后再进行绝对调相,从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK 信号调制器原理图如0,01φπ⎧∆=⎨⎩ 表示数字信息“”,表示数字信息“” ()()1 1 0 1 0 0 1 10 2DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0 ππππππ ππππ二进制数字信息:信号相位:或0,10φπ⎧∆=⎨ ⎩表示数字信息“” , 表示数字信息“”绝对码 相对码 载波 DP SK 10 1100101 0 0 1 0 1 1 0 2

设计性实验——2FSK调制、解调

设计性实验2FSK调制、解调实验 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 1.2FSK调制(发送)实验。 2.2FSK解调(接收)实验。 3.位同步提取实验。 4.眼图、奈奎斯特准则实验。 5.归零码与位定时实验。 6.眼图与判决时间选取实验。 三、实验仪器及设备 1.20MHZ双踪示波器 GOS-6021 1台 2.函数信号发生器/计数器 SP1641bB 1台 3.直流稳压电源 GPS-X303/C 1台 4.万用表 1块 5.2FSK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

2FSK--调制与解调

2FSK--调制与解调D

⊗基于MATLAB 的2FSK 调制与解调的仿真 一、2FSK 的工作原理 1、2FSK 调制原理: 如上图,2FSK 信号是由频率分别为f1和f2的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的,其中f1和f2是两个频率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号。S(t)是信号源,载波发生器1生成的载波与信号源相乘的波与载波发生器2生成的载波与信号源取反后的波相乘所得到的波相加得到的波就是2FSK 调制生成的波。 2、2FSK 解调原理: 定时脉冲 输出 ) (e 2t FSK 1y 1c f )(1t Z 带 低抽样t c 1cos ω

⊗ 如上图,将之前得到的调制生成的2FSK 的波分别通过两个不同的带通滤波器,使之让不同的频率的波形通过这两个滤波器,后将通过的波与之前相应的载波相乘。再将相乘后得到的两个波通过分别低两个低通滤波器来滤波。最后将通过低通滤波器得到的两个波用抽样判决器来完成最终的解调工作。 二、MATLAB 简介 MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB 具有以下几个特点:编程效率高;MATLAB 语言把编辑、编译、连接和执行融为一体,其调试程序手段丰富,调试速度快 ,需要学习时间少能很快让用户编写、修改和调试程序的速度;在进行复杂的数学运算时可以直接调用,用户文件也可作为MATLAB 的库函数来调用。用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数,以便提高MATLAB 使用效率和扩充它的功能;高效方便的矩阵和数组运算,它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数;方便的绘图功能 MATLAB 的绘图是十分方便。 Simulink 它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵2y 2c f t c cos ω)(2t Z 带低

2FSK的调制与解调

摘要 在本二进制移频键控调制解调电路中,其中调制系统由模拟开关电路以及两个射随、选频电路组成。解调是用非相干解调,即包络检波法。在设计过程中,采用模块化的设计方法,并使用了Multisim工具软件,在计算机屏幕上仿真实验,绘制电路图所需的元件、芯片以及导线均可在屏幕上选取,提高了设计效率。本方案的优点是产生的FSK信号频率稳定度好,转换速度快,波形好。 关键词:射随/选频电路;模拟开关;包络检波;仿真

目录 摘要 前言 (4) 一、2FSK的调制解调原理介绍 (5) 2.1 2FSK的调制原理..................................^ (5) 2.2 2FSK信号的解调原理 (6) 二、各单元电路设计 (8) 3.1 2FSK调制单元 (8) 3.1.1 射随、选频电路 (8) 3.1.2 模拟开关电路 (8) 3.2 2FSK解调单元 (9) 三、总体电路与电路仿真 (10) 4.1 总体电路设计 (10) 4.2 调制和解调的仿真结果图 (10) 参考文献 (13) 设计总结 (14) 附件1:各元件引脚图 (15) 附件2:元器件清单 (16)

前言 在通信系统的设计、实验过程中,通信信号仿真具有灵活性好、经济等诸多优点,通信中的一个基本概念就是调制,是指用携带有用信息的调制信号去控制高频载波信号。数字调频又称移频键控(frequency shift keying,FSK),它是用不同的载波来传送数字信号的。调频信号即2FSK信号是数字通信系统使用较早的一种通信方式,这种通信方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,广泛的应用于低速数据传输通信系统中。 2FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频率键控法。直接调频法是用数字基带信号直接控制载波振荡器的振荡频率。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。而频率键控法则不同,它有两个独立的振荡器,数字基带信号控制开关,选择不同频率的高频振荡信号,从而实现FSK调制。 2FSK是利用载频频率的变化来传输数字信息的。数字载频信号有相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 由于键控法的诸多优点,因此本实验电路利用移频键控法,由振荡器产生不同的载频频率作为两个不同频率的载频信号,即为相位不同的数字调频信号,由基带信号对不同频率的载波信号进行选择。

Get清风高频电子线路课程设计实验报告2FSK调制解调电路的设计

高频电子线路课程设计实验报告--2FSK调制解调电路的设计

2FSK调制解调电路的设计 摘要 数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。数字调频又可称作移频键控FSK,它是利用载频频率变化来传递数字信息。 本次高频电子线路课程设计以2FSK信号的调制解调为题目,以?高频电子线路?及?通信原理?课程所学知识作为铺垫,借助Multisim仿真软件来完成。该设计模块包括信源调制、发送滤波器模块及解调,并对各个模块进行相应的参数设置。在此根底上熟悉Multisim的根本功能及操作,最后,通过观察仿真图形进行波形分析及系统的性能评价。 关键词:2FSK 调制解调Multisim 目录 前言3 一、设计任务介绍4 二、Multisim软件的介绍5 2.1 软件的开展与简介 (5) 2.2 Multisim10的特点 (5) 三、方案论证8 3.1 调制电路论证8 解调电路论证9 四、单元电路设计12 4.1 调制局部12

4.2 解调局部14 五、Multisim的仿真 (17) 5.1 调制电路波形的仿真 (18) 5.2 解调电路波形的仿真 (18) 5.3结果分析 (19) 六、考前须知 (20) 七、总结21 参考文献22 附:元器件引脚图23

前言 在实际通信系统中,大局部信道不能直接传输基带信号,必须用基带信号对载波波形的参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化,即以正弦波作为载波的数字调制系统。和模拟调制一样,数字调制也有调幅、调频和调相三种根本形式。调频信号即2FSK信号是数字通信系统使用较早的一种通信方式,由于这种通信方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,因此在低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。 2FSK信号的产生可利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法,也是利用模拟调频法实现数字调频的方法。2FSK信号的另一产生方法便是采用键控发法,即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选择。 2FSK它是利用载频频率变化来传输数字信息。数字载频信号又可分为相位离散和相位连续两种情形。假设两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;假设两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 本实验电路利用移频键控法,由振荡器产生不同的载频频率作为两个不同频率的载频信号,即为相位不同的数字调频信号,由基带信号对不同频率的载波信号进行选择。 一、设计任务介绍 设计的目的在于通过做这个课程设计,掌握常用软件的使用,能够把高频电子线路上面学习的一些理论知识经过软件设计出一个完整的二进制频移键控调制和解调。通过课程设计,使学生加强对高频电子技术电路的理解,学会查寻资料﹑方案比拟,以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力,创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的时机,锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化;通过典型电路的设计与制作,加深对根本原理的了解,增强学生的实践能力。 设计的意义在于通过设计二进制频移键控调制和解调,使学生对高频电子线

2FSK的调制和解调(键控调制 相干解调)

用SYSTEMVIEW实现2FSK键控调制与相干解调 实验报告 01091036 贺冰涛 01091037 罗名川

用SystemView仿真实现 2FSK键控的调制 1、实验目的: (1)了解2FSK系统的电路组成、工作原理和特点; (2)分别从时域、频域视角观测2DPSK系统中的基带信号、载波及已调信号;(3)熟悉系统中信号功率谱的特点。 2、实验内容: 以PN码作为系统输入信号,码速率Rb=20kbit/s。 (1)采用键控法实现2FSK的调制;分别观测绝对码序列、差分编码序列,比较两序列的波形;观察调制信号、载波及2FSK等信号的波形。 (2)获取主要信号的功率谱密度。 3、实验原理: 数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控 制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频,而符号“0”对应于载频 (与不同的另一载频)的已调波形,而且与之间的改变是瞬间完成的。2FSK键控法利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。2FSK信号的产生方法及波形示例如图所示。图中s(t)为代表信息的二进制矩形脉冲序列,即是2FSK信号。

a b c d e 2FSK 信号 t t t t t 二进制移频键控信号的时间波形 根据以上2FSK 信号的产生原理,已调信号的数字表达式可以表示为 (5-1) 其中,s(t)为单极性非归零矩形脉冲序列 (5-2) (5-3) g(t)是持续时间为 、高度为1的门函数;

为对s(t)逐码元取反而形成的脉冲序列,即 (5-4) 是的反码,即若 =0,则 =1;若=l,则 =0,于是 (5-5) 分别是第n个信号码元的初相位。一般说来,键控法得到的与序 号n无关,反映在上,仅表现出当与改变时其相位是不连续的;而用 模拟调频法时,由于与改变时的相位是连续的,故不仅与第n 个信号码元有关,而且之间也应保持一定的关系。 由式(5-1)可以看出,一个2FSK信号可视为两路2ASK信号的合成,其中一路以s(t)为基带信号、为载频,另一路以为基带信号、为载频。 下图给出的是用键控法实现2FSK信号的电路框图,两个独立的载波发生器的输出受控于输入的二进制信号,按“1”或“0”分别选择一个载波作为输出。 4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果: 键控法: 采用键控法进行调制的组成如图4所示。

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