通信原理课设2FSK非相干解调
实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的
实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的1、了解二进制移频键控2FSK 信号的产生过程及电路的实现方法。
2、了解非相干解调器过零检测的工作原理及电路的实现方法。
3、了解相干解调器锁相解调法的工作原理及电路的实现方法。
二、实验内容1、了解相位不连续2FSK 信号的频谱特性。
2、了解2FSK（相位不连续）调制，非相干、相干解调电路的组成及工作理。
3、观察2FSK 调制，非相干、相干解调各点波形。
4、改变f1、f2的频率大小，观察不同调制指数下的调制解调效果。
（选作）5、利用实验模块的电路，设计出其它解调方法，并自行验证。
（选作）三、预习要求1)画出实验电路中2FSK调制器采用的原理框图；2)根据实验指导书的相关资料，说明本实验2FSK调制的载波频率分别是多少？用什么方法产生的？3)本实验2FSK载波是方波还是正弦波？如何实现的？4)用什么方法可以将方波变成正弦波？5)FSK调制器可以用哪两种基本方法实现？本实验用的是哪一种？6)用什么方法实现的FSK信号的相位是连续的？7)实验中，信息的码速率是多少？可以用什么方法测量？8)可以用什么方法来测量2FSK的两个载波频率？9)当用“10101010………”不断重复的信息码进行FSK调制，用计数法测量FSK调制输出信号的频率，测量得到的频率可能是多少？为什么？10)本实验中，2FSK 信号带宽是多少？如何计算的？公式中的各个量代表什么？11)本实验中，2FSK 信号的频谱会是单峰还是双峰？为什么？12)用示波器同时观测FSK调制器的输入数据、FSK调制器输出的已调信号，要能稳定的观测应该用这两个信号中的哪一个作为示波器的触发信号？13)画出2FSK过零检测解调的原理框图；14)实验中，FSK过零检测解调方案采用数字电路如何实现；15)脉冲的宽度相同，有些时刻的脉冲密一些，有些时刻的脉冲少一些，可以用什么具体的方法区分出每一个单位时刻内脉冲是多还是少？16)测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？17)采用过零检测解调的方法时，将f1和f2倍频的电路是如何设计的？18)采用过零检测解调的方法时，解调电路中哪一点的波形是f1和f2的倍频？19)2FSK 信号经过整形变成方波2FSK 信号，频谱有什么变化？为什么？20)解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？21)2FSK 信号解调时将f1和f2倍频之后，频谱有什么变化？为什么？22)解调电路各点信号的时延是怎么产生的？23)解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？24)解调的信号为什么要进行再生？25)理论上，能否实现出一个没有时延的解调器？为什么？26)解调的信号是如何实现再生的？27)再生过程中，是什么环节会对解调的输出造成延时？为什么？28)画出2FSK 锁相PLL 解调的原理框图；29)PLL 解调2FSK 信号的原理是什么？30)为什么2FSK 锁相解调可以实现相干解调？31)要实现2FSK 锁相解调，锁相环需要工作在什么跟踪方式？为什么？32)解调电路中T31（放大出）没有信号输出，可能的原因有哪些？33)T19（2FSK 过零检测出）信号异常，如何判断故障点在哪？34)解调输出信号与发送端的数据信号对比，为什么会有延时，是哪些原理造成的？四、实验原理二进制频率调制（2FSK ）是数据通信中使用较早的一种通信方式。
通信原理FSK调制解调实验报告
上海电力学院实验报告实验课程名称：通信原理实验项目名称：FSK调制解调实验姓名：杨琳琳学号：********班级：2011072班实验时间：2013/11/12 成绩：一：实验目的1、熟悉 FSK 调制和解调基本工作原理；2、掌握 FSK 数据传输过程；3、掌握 FSK 性能的测试；4、了解 FSK 在噪声下的基本性能；二：实验设备1．通信原理实验箱；一台2． 20MHz 双踪示波器；一台3．函数信号发生器；一台4．误码仪，共用一台三：实验原理1．FSK 调制原理：在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的 1 和 0）。
产生 FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是 0 还是 1，在两个独立的振荡器中切换。
采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种 FSK 信号称为不连续 FSK 信号。
不连续的 FSK 信号表达式为：其实现如图所示：由于相位的不连续会造成频谱扩展，这种 FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。
随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连续相位 FSK 调制技术。
目前较常用产生 FSK 信号的方法是，首先产生 FSK 基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。
因此，FSK 可表示如下：应当注意，尽管调制波形 m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与 m（t）的积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图所示：FSK 的信号频谱如图所示。
FSK 信号的传输带宽 Br，由 Carson 公式给出：Br=2Δf+2B其中 B 为数字基带信号的带宽。
假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带宽 B=R。
因此，FSK 的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）。
如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R （其中α为滤波器的滚降因子）。
在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下：按照上述原理，FSK 正交调制器的实现为如图结构：如发送 0 码，则相位累加器在前一码元结束时相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf1Ts ，直到该信号码元结束；如发送１码，则相位累加器在前一码元结束时的相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf 2Ts ，直到该信号码元结束。
2FSK调制
实验四：二进制移频键控(2FSK )◆实验目的掌握2FSK 调制原理及其实现方法掌握2FSK 解调原理及其实现方法了解非线性调制时信号的频谱变化◆实验内容理解2FSK 的调制和解调原理并用SystemView 软件仿真其实现过程用SystemView 分析二进制移频键控调制前后信号频谱的变化◆实验原理1. 调制FSK 是用不同频率的载波来传递数字消息的。
二进制移频键控（2FSK）：用二进制的数字信号去控制发送不同频率的载波。
即传“1”信号时，发送频率为f1的载波；传“0”信号时，发送频率为f2的载波。
这种调制属于非线性调制。
2FSK 调制方法有两种：一、可以用矩形脉冲序列对一个载波进行调频而实现，这也是利用模拟调频法实现数字调制的方法.2FSK 模拟调制法原理框图二、键控法：即用矩形脉冲序列对两个不同频率的载波进行选通，框图如图所示：2. 解调2FSK 的解调方法有非相干解调和相干解调：这里的抽样判决器与2ASK 解调时不同，只需判断哪一个输入样值大，不专门设置门限。
仿真图：参数设置：系统时钟：No. of Sample: 1001 ; Sample Rate:10000Hz No. of System Loop:1矩形脉冲序列和调制信号波形：绘制2FSK 信号的功率谱密度图：由图可见2FSK 功率谱密度的特点如下：1、2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在500Hz 和1000Hz 两个载频位置。
2、若两个载频之差|f1-f2|>fs功率谱密度中的连续谱部分出现双峰，该实验中，fs为100Hz, |f1-f2|等于500Hz，连续谱为双峰，若两个载频之差|f1-f2|≤fs，则出现单峰。
3、所需传输带宽BFSK=|f1-f2|+2 fs .输出信号和两种方法解调输出的波形：下图是两种方法解调输出的波形放在一起对比可以看出，两者几乎完全重合，还有两者都是大于等于零电平的。
2019年dsp综合课程设计2fsk调制解调的实现
DSP综合课程设计2FSK调制/解调的实现系别：电计系组号：姓名：学号： 5130指导老师：日期：2011 年11 月18 日一、目的和意义1、地位和作用：DSP在当今信息化时代的作用越来越显著，掌握DSP软，硬件的使用及注意事项，对当代信息相关专业的大学生非常必要，同时对DSP的进一步掌握与发展也有利于我国经济及国防的发展。
2、目的和任务：在对DSP硬件结构的初步了解的基础上设计并实现2FSK调制的电路原理图及PCB 板图。
二、内容与要求绘制具备AD功能的DSP最小系统电路图，设计基于DSP的2FSK调制解调程序。
设计2FSK调制解调的DSP程序，并给出相应的仿真结果。
1.了解和熟悉DSP综合试验箱的结构原理和设置；存储器、逻辑控制等模块的原理和配置。
2.开发工具熟悉DSP开发系统的连接；进一步熟悉开发环境的使用方法。
结构进一步熟悉DSP的硬件构造，特别是DSP外围存储单元及接口电路的设计。
最小系统设计绘制DSP最小系统电路图：外围存储器及ADC电路的设计。
调制及解调理解2FSK调制及解调的原理，设计2FSK调制及解调的方案，给出具体的实现思路。
滤波器计算FIR实现所需的参数。
滤波器实现编写FIR滤波器实现的DSP程序。
调制及解调实现给出2FSK调制及解调实现流程图，编写相关DSP实现程序。
9.仿真验证2FSK调制及解调的DSP程序，给出相应的仿真结果。
三、原理（一），2FSK调制算法原理：2FSK 调制采用查表法，可以实现较好的实时性，特别适用于通信载波的生成。
在DSP 的程序存储空间,使用Q15 定点数格式在[0,2π]上以2π/N 的相位间隔固化N 点正弦值，以供查表，在此取N=12。
这样对于F 0和F 1的取样间隔分别为：⎪⎩⎪⎨⎧=*=*=∆=*=*=∆”时发送数据“”时发送数据“1,2192/3212/110,1192/1612/00Fs F N i Fs F N i （1） 使用DSP 定时器T0，用来实现对数据解调DAC 输出速率的控制。
2FSK--FSK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，其他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，调整考核内容和评分标准。
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，检查学生实验操作和记录情况，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、及格和不及格五级评定。
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是不连续的。
通信课程设计——2ASK和2FSK相干解调
武汉XX大学课程设计（论文）任务书课题名称：数字通信系统的仿真与原理分析完成期限：2009年 12月25日至2010年1 月3日院系名称电子信息工程学院指导教师 XXX 专业班级电信XX 指导教师职称 XXX学生姓名 XXX 学号XXX一、课题训练内容：(1)利用Simulink(CAD软件、SystemView)等仿真软件对数字通信的原理进行仿真，并结合通信原理实验箱进行的实验较分析讨论；掌握系统各功能模块的基本工作原理.(2)培养并掌握通信系统设计的基本思路和方法：(3)能提高学生对所学理论知识的理解能力；(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新力；(5)提高学生的科技论文写作能力。
二、课程设计的任务及要求1)基本要求：(1)学习Simulink(或SystemView)仿真软件：验证实验结果(2)对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析；(3)提出系统的设计方案，选用合适的模块；(4)对所设计系统进行仿真，并对仿真过程进行屏幕录像(5)结合实验箱的试验对仿真结果进行分析，并将仿真过程录像发到82112496@。
2)课程设计论文编写要求(1)要按照设计报告的规格打印(2)课程设计包括目录、绪论、正文(3)装订按学校的统一要求完成(4)论文中如果有框图或原理图直接copy的按不及格处理；论文雷同的成绩为不及格3)答辩标准：(1)完成原理分析(20分)(2)系统方案选择(30分)(3)结合实验箱仿真结果分析(30分)(4)课程设计论文写作（20）三、主要参考资料：樊昌信，曹丽娜《通信原理》（第六版），国防工业出版社2006年摘要本文首先介绍了一种常用的仿真软件System View，即它是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
然后详细介绍了System View的安装及操作方法，对软件中各菜单进行了阐述。
通信原理2FSK
目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1原理介绍 (1)2.2方案设计 (2)2.2.1调制方法 (2)2.2.2 解调方法 (3)3 建立模型描述 (4)3.1 载波频率的确定 (4)3.2 数据的传输 (5)3.3 解调输出 (5)4 模块功能分析 (6)4.1 2FSK信号的产生 (6)4.2 高斯白噪声的加入 (7)4.3 经过带通滤波器 (8)4.4信号的整流 (8)4.5 信号经过低通滤波器 (9)4.6 两路信号相加 (9)4.7 信号经过抽样判决器 (9)4.8 信号经过通信系统的比较 (9)4.9 误码率 (10)4.10 整体电路图 (10)5 调试过程及结论 (11)5.1 调试过程 (11)5.2 调试结论 (11)6 心得体会 (12)7 参考文献 (13)2FSK 通信系统设计1 技术要求运用通讯原理中所学的知识通过计算机，Matlab 或SystemView 仿真软件设计一个2FSK 数字调制系统，要求：（1）设计出2FSK 通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab 或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。
2 基本原理2.1原理介绍数字频率调制又称频移键控(Frequency Shift Keying)，二进制频键控记作2FSK 。
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 数字消息控制载波的频率。
2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0 对于载频f2的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的 2FSK 键控法 则是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， 应用广泛。
在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK 信号）。
(完整word版)2FSK调制与非相干解调电路设计
通信原理综合设计姓名：周禄平学号： 6100212144 专业班级：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f，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；呼应，调制时若规定“1”对应载波频率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。
(完整word版)2FSK调制与非相干解调
用SYSTEMVIEW实现2FSK键控调制与相干解调实验报告用SystemView仿真实现2FSK键控的调制一、实验目的1. 掌握2FSK调制原理；2. 掌握仿真软件Systemview的使用方法；3. 完成对2FSK调制仿真电路设计，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。
二、仿真环境SystemView三、2FSK调制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。
2FSK信号的产生方法如下图：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。
abcde 2FSKttttt 二进制移频键控信号的时间波形四、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下图所示其中图符3产生绝对码序列，传码率为20kbit/s。
2FSK非相干和相干解调
y1 (t )
抽样 so( t )
判决
带通
低通
载波提取 cosω2 t
y0 (t )
上支路 下支路 输入
a n1c (t)cos1t n1s (t)sin1t
n2c (t)cos2t n2s (t)sin2t
上支路 输出 下支路
y1(t) a n1c (t) y0 (t) n2c (t)
r( t )
分解成两路 2ASK
带通 带通
包络检波
位同步
包络检波
y1 (t ) 抽样 so( t )
判决
y0 (t )
发“1”
上支路输出 y1(t)
下支路
y0 (t)
发“0”
上支路输出 y0 (t)
下支路
y1 (t )
y1(t ) a n1c (t) 2 n12s (t)
y0 (t ) n22c (t ) n22s (t )
e dl 0
( l a )2
2
2 l
1 erfc ( )
1
e2
2
2 2
0a y P1( l )
同理：发“0” 错判
pe0
1
e2
2
0
l
系统总误码率
1 Pe 2
pe1 pe0
1
e2
2
等概
正态分布
判决规则
y1 > y0 判 “ 1 ” y1 < y0 判 “ 0 ”
发“1”错
判
pe1 P( y1＜y0 ) P a n1c n2c＜0
P( l＜0 )
P0 ( y ) P1( y )
∵ ∴
P1(l)
通信原理课程设计报告-2FSK调制与解调系统设计与仿真
通讯系统原理课程设计设计题目：2FSK调制与解调系统设计与仿真姓名:院（系）：专业：指导老师：日期：2FSK调制与解调系统设计与仿真指导教师摘要：本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK 数字调制系统解调器的设计。
该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行相应的参数设置。
在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作，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 MATLAB 调制解调引言：2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。
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，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。
本设计采用后者--开关法。
2FSK信号的接收也分为相干和非相干接收两种，非相干接收方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。
故本设计采用相干解调法。
1 设计任务与要求1.1 设计要求（1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通讯系统的基本理论、基本算法进行实际验证；（2）学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本实用方法，学会使用这软件解决实际系统出现的问题；（3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统；1.2设计任务根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下；（1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形；（2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号；（3）信道：属于加性高斯信道；（4）解调：采用相干解调；（5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；2方案设计与论证频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。
移动通信实验二2FSK综述
6.8kΩ
2CK19
J cp K Q RD Q
74LS107
CD4069
CD4011 +5V
8200pF
至低通滤波器
6.8kΩ
2CK19
J cp RD Q
2 FSK 信号输入
K
Q
74LS107
图10 解调器的电路图
该电路具有单稳态特性，它的稳定状态是： Q=1或 Q=0。当CP端有输入信号触发时，输入信号的下降沿使电 路状态发生改变:Q=1， Q =0。这时J-K触发器清零端的电压 VRD将缓慢降低，当降至1.4V左右时，触发器清零，电路又 回到稳定状态，此时，二极管导通，电容C经二极管正向电 阻rD 反向充电，因为反向充电的时常数τ充= rD C较小，因而 触发器清零端的电压会很快上升至高电位上，保证Q端维持 低电平。显然，输入信号的下降沿作用后，清零端电平下降 到1.4V左右的时间长度与脉冲宽度有关，脉冲宽度τ放= W1C， 调节W1可以改变形成脉冲的宽度。调节W1使脉冲形成电路 上下两支脉冲的宽度分别小于T1/2（T1=1/f1），保证两路脉 冲叠加后不混叠，但也不能使脉宽过窄，因为形成脉冲的宽 度将影响低通滤波器输出幅度的幅度。
为数字基带信号； 3.解调采用非相干解调技术（在时间充足的情 况下，也可以采用锁相解调）；
四. 实验步骤：
1、根据实验要求及功能框图设计电原理图；
查阅器件手册，提出使用图幅块，搭建仿真平台；
2、拟定测试项目、提出测试所用参数及测 试方法； 3、在设计窗口调测、改进、完善方案；分 析窗口查看。 4、撰写实验报告。
2FSK调制与解调器的设 计与实现
指导老师：孙壕 王国林
一.实验目的: 1. 掌握FSK调制与解调的工作原理及电路组成；
2FSK信号非相干检测法解调抗干扰性能仿真分析
扰， 只要 两 者 的 幅度 差 较 大 ， 波 ： １就 有 较 大 信 号 输 出 ， 滤 器 接 收 机 将 正 确 接 收 。而 当 ≈ Ｕ ， 时 多数 情 况 滤 波 器 １ 有
２ 对 Ｆ Ｋ 信 号 干 扰 的 信 干 比 一 码 率 关 Ｓ 误
系 ］ 析 分
二进制 移频键 控信号 （ Ｆ Ｋ） 由两个 不 同频率 的载 ２Ｓ 是
Ｃｌｓ ａ ｓＮｕｍｂ ＴＭ １ ｅｒ ５
１ 引 言
随着 通 信 的不 断 发 展 ， 字 通 信 已逐 渐 取 代 模 拟 通 信 ， 数
成 为通信方式 的主体 。因此 ， 在通信对抗试 验中 ， 为了客观 评估被试装备 的通信对抗能力 ， 尤其是通信 干扰能力 ， 误码 率 已成为通信干扰效果评估重要基准参数 。而在 实际测量 中， 信干 比的测算相对较为容易 ， 因此 ， 行信干 比 误 码率 进
王烟青 袁仕继 张英杰 邱 丙 益
４４ ５ ） ５ ６０ （ 中国人民解放军 ６ ８ ８部队 ３８ 摘 要 济源
分析 了 Ｆ Ｋ信号的产生原理及非相干检测法解调 原理 ， Ｓ 针对通 信对抗试验 中常用 的 ２ Ｓ Ｆ Ｋ信号 ， 运用仿 真软件 Ｓ ｓｅ ｉｗ ｙｔｍｖｅ 通信对抗 ；２ Ｓ Ｆ Ｋ；非相干解调；抗干扰 ； 仿真
干 扰 为
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。
移动通信 实验二2FSK
（一）二进制移频键控制信号的产生方法
在二进制数字调制中，若载波的频率随二进 制数字基带信号在 f1和f2两个载频间切换，则产 生二进制移频键控制信号（2FSK信号）。二进制 移频键控制信号的产生方法如图1所示。图1（a） 是采用数字键控的实现方法，图1（b）是2FSK信 号的时间波形。
1
振荡器 （1）
了获得最佳分路特性，通常选用的两个载频 f1和 f2 在码元周期 TS内具有正交特性，即
Ts 0
cos(1t
1 )
cos(2t
2
)dt
0
（6式）
上式在 f1 和 f2 间隔为1 / 2TS的整数倍时都能满足，
即
f1
f2
n 2TS
（n=1,2,…） （７式）
工程上一般取 │f1 - f2│=(3~5) / Ts
阻rD 反向充电，因为反向充电的时常数τ充= rD C较小，因而 触发器清零端的电压会很快上升至高电位上，保证Q端维持
低电平。显然，输入信号的下降沿作用后，清零端电平下降
到1.4V左右的时间长度与脉冲宽度有关，脉冲宽度τ放= W1C， 调节W1可以改变形成脉冲的宽度。调节W1使脉冲形成电路
上下两支脉冲的宽度分别小于T1/2（T1=1/f1），保证两路脉
VCO的频率有10：1的调谐范围，加之要限制FSK信
号的频带，因而加入“14”脚的数字基带信号幅度 不可过大，采用LM565产生2FSK信号的实验线路如 图13所示。
10K
4.7μF
10K
4.7K 4.7K
1.2K
2 3 10 8
LM565
7194
数字基带信号输入 3μF 1K 91PF
10K
500 6800PF
2FSK信号调制与解调
课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业11-1 班一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计二、课程设计(论文)工作自2021 年6 月16 日起至2021 年 6 月27 日止。
三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室〔4-410〕。
四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的〔1〕使学生掌握通信系统各功能模块的根本工作原理；〔2〕培养学生采用Simulink仿真软件对各种电路进行仿真的方法；〔3〕培养学生对二进制数字调制及解调电路的理解能力；〔4〕能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；〔5〕提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1〕根本要求：〔1〕学习Simulink仿真软件的使用；〔2〕对数字通信系统调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析；〔3〕提出数字通信系统调制及解调电路的设计方案，选用适宜的模块；〔4〕对所设计系统进行仿真；〔5〕并对仿真结果进行分析。
a. 2ASK调制及解调b. 2FSK调制及解调c. 2PSK调制及解调d. 2DPSK调制及解调e. MASK，MFSK，MPSK，MSK，QAM〔至少选做一种〕2〕创新要求：3〕课程设计论文编写要求〔1〕要按照书稿的规格打印誊写毕业论文〔2〕论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等〔3〕毕业论文装订按学校的统一要求完成4〕辩论标准：〔1〕完成原理分析〔20分〕〔2〕系统方案选择〔30分〕〔3〕仿真结果分析〔30分〕〔4〕论文写作〔20分〕5〕参考文献：〔1〕王俊峰.?通信原理MATLAB仿真教程? 人民邮电出版社第1版 .2021.11.1 〔2〕赵静.?基于MATLAB的通信系统仿真? 北京航空航天大学出版社6〕课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆仿真 5 实验室撰写论文 3 实验室学生签名：2021年6月16日课程设计(论文)评审意见〔1〕完成原理分析〔20分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔2〕系统方案选择〔30分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔3〕仿真结果分析〔30分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔4〕论文写作〔20分〕：优〔〕、良〔〕、中〔〕、一般〔〕、差〔〕；〔5〕格式标准性及考勤是否降等级：是〔〕、否〔〕评阅人：职称：副教授2021 年6 月27 日摘要：Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。
2FSK数字信号频带传输系统的设计与建模课程设计
课程设计任务书学生姓名： COBE 专业班级：电信1333班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:2FSK数字信号频带传输系统的设计与建模初始条件：（1）MAX+plus、Quartu s II、ISE等软件；（2）课程设计辅导书：《通信原理课程设计指导》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、电子设计EDA、通信原理要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）课程设计时间：；（2）课程设计题目：2FSK数字信号频带传输系统的设计与建模；（3）本课程设计统一技术要求：按照要求对题目进行逻辑分析，了解2FSK数字信号的产生方法，画出FSK调制解调的方框图，编写VHDL语言程序，上机调试、仿真，记录实验结果波形，对实验结果进行分析；（4）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，并标明参考文献至少5篇；（5）写出本次课程设计的心得体会（至少500字）。
时间安排：第19周参考文献：江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2010John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日目录1 设计要求分析 (1)1.1 题目的意义 (1)1.2 设计要求 (1)2 FSK设计的原理与方案 (2)2.1 FSK的调制 (2)2.1.1 直接调频法 (2)2. 频率键控法 (2)2.1.3 基于FPGA的FSK调制方案 (3)2.2 FSK的解调 (3)2. 同步（相干）解调法 (3)2. FSK滤波非相干解调法 (4)2. 基于FPGA的FSK解调方案 (4)3 FSK设计的程序与仿真 (5)3.1 FSK基于VHDL语言调制 (5)3.1.1 FSK调制程序 (5)3. FSK调制仿真 (6)3.2 FSK基于VHDL语言解调 (10)3.2.1 FSK调制程序 (10)3. FSK调制仿真 (11)4 FSK基于FPGA实物测试 (14)FPGA原理图及其引脚分配 (14)4.1.1 数码管电路介绍 (14)4. 按键电路介绍 (15)4.1.3 LED电路介绍 (16)4.2 FPGA程序 (17)4.3 FPGA结果演示 (19)5 课程设计心得 (20)6 参考文献 (21)1 设计要求分析1.1 题目的意义数字调制技术是现代通信的一个重要内容，在数字通信系统中,由于数字信号具有丰富的低频成份，不宜进行无线传输或长距离电缆传输，因而需要将基带信号进行数字调制(Digital Modulation)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.设计平台Simulink介绍
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，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、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用与控制理论和数字信号处理复杂仿真和设计。
Sinulink是MATLAB 中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用与线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口（GUI）,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
2.课程设计的目的
本次课程设计主要运用MATLAB软件，在simulink平台下建立仿真模型。
实现模拟基带信号经2FSK调制与非相干解调的传输过程，通过分析比较调制解调输出波形以及功率谱特征，理解2FSK调制原理。
加深对所学的通信原理知识理解，培养专业素质，提高利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。
能比较扎实地掌握本专业的基础知识和基本理论，掌握数字通信系统及有关设备的分析、开发等基本技能。
3.课程设计的要求
3.1用simulink对系统建模
3.2输入数字信号已调波形并进行接收判决，观察各点相应输出波形
3.3通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析
3.4对解调原理进行分析
4.课程设计的原理
4.1 2FSK的调制
4.1.1 2FSK基本原理
2FSK是利用数字基带信号控制在波的频率来传递信息，在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化表达式为
一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。
4.1.2 2FSK产生方法
2FSK信号的产生方法主要有两种，一种可以采用模拟调频电路来实现，另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩阵脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元Tb期间输出f1或f2两个载波之一。
这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，这是一类特殊的FSK，成为连续相位FSK（SPFSK）;而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。
图4.1.2-1 键控法产生2FSK信号的原理图
图4.1.2-2二进制移频键控信号的时间波形
4.1.3 2FSK解调
2FSK信号的常用解调方法是采用的非相干解调和相干解调，解调原理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调，然后进行判决。
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。
判决规则与调制规则相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。
图4.1.3-1 非相干解调原理图
图4.1.3-2非相干解调时间波形图
4.2 Simulink工作环境
4.2.1 Simulink 模型库
在MATLAB命令窗口输入“simulink”按回车，就可进入Simulink 模型库。
Simulink模块库按功能进行分为以下8类子库：Continuous（连续模块）、Discrete(离散模块)、Function&Tables(函数和平台模块)、Math（数学模块）、Nonlinear(非线性模块)、Signals&Systems（信号和系统模块）、Sinks（接收器模块）、Sources（输入源模块）；用户可以根据需要混合使用模型库中的模块来组合系统，也可以封装自己的模块，自定义模块库从而实现全图形化仿真。
4.2.2设计仿真模型
在MATLAB子窗口或simulink模型库的菜单栏依次选择File>>New>>Model，即可生成空白仿真模型窗口。
5设计步骤
5.1 2FSK的调制部分
打开simulink工具箱，点击file>>model，新建一个仿真空白模型，将2FSK 信号调制所需要的模块拖入空白模型中。
下图中的Bernoulli Binary Genertor模块为数字基带信号源模块、Sine Wave 模块为频率为f1和f2载波模块、Switch模块为选择开关模块、Scope模块为示波器模块。
图5.1 2FSK信号调制部分的simulink模型方框图
5.1.1 2FSK的调制部分参数设置
图5.1.1-1 载波sine wave的参数设置
其中f1幅度为5；频率为100HZ；采样时间为1/500的信号。
图5.1.1-2 载波sine wave 的参数设置
其中f1幅度为5；频率为50HZ；采样时间为1/500.
5.1.2 2FSK的调制部分仿真
经过以上参数的设置后就可以进行系统的仿真，其各点的时间波形如下：
图5.3 2FSK调制波形图
其中第1个图形为载波f1的波形图；第2个图形为信号源的波形图；第3个图形为载波f2的波形图；第4个图形为f1和f2的调制波形。
5.2 2FSK信号的非相干解调
5.2.1 2FSK的非相干解调部分
打开simulink工具箱，点击file>>model，新建一个仿真空白模型，将2FSK 信号解调所需的模块拖入空白模型中。
下图中的Analog Filter Design模块为带通滤波器模块、Abs模块为绝对值，起作用等同于包络检波器、Scope模块为示波器、Subtract模块为对信号进行加法或减法运算、Zero order hold模块的功能为零阶保持模块、Quantizing Encoder 为量化编码器模块、Zero order hold和Quantizing Encoder的作用等同于在定时脉冲下的抽样判决器。
图5.2.1 2FSK的非相干解调部分
5.2.2 2FSK解调部分参数设置
图5.2.2-1 带通滤波器1参数设置图5.2.2-2 带通滤波器2参数设置
图5.2.2-3零阶保持模块参数的设置
5.2.3 2FSK非相干解调部分的仿真
图5.2.32FSK非相干解调波形
第一个图形为f1经过带通滤波器后的图形，第二个图形为f2经过带通滤波器后的图形，第三个图形f1经过解调后的图形，第四个图形为f2经过解调后的图形，第五个图形为f1和f2经过解调后的图形，第六个是经过零阶保持模块后的图形，第七个是解调出现的波形图，出现延时，符合实验要求。
6.设计总结
经过两周的时间，课程设计顺利完成，期间少不了老师和同学的帮助。
在课设过程中，是以所学理论为基础，自己查阅资料和动脑思考、动手操作完成整个课设，在课程设计的过程中，我又重温了2FSK的调制和解调的相关知识，更加熟悉了MATLAB里的simulink工具箱，学会了建立模型，按照做出来的图形分析调制和解调结果，通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了动手能力和思
通信原理课程设计—2FSK非相干解调考能力，综合素质也得到了很大的提高，对以后的工作和学习有很大的帮助。
参考文献
[1]樊昌信，曹丽娜通信原理北京：国防工业出版社，2006
[2]姚俊，马松辉simulink建模与仿真基础北京：西安电子科技大学出版社，2002
11。