EDA课设2FSK
2FSK数字频率调制解调仿真通信原理课程设计
XXXXXXXXXXXX通信原理课程设计题目２FSK数字频率调制解调计算机仿真院（系）电子工程与电气自动化学院专业电子信息工程学生姓名 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX学号 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师 XXXXXX 职称讲师论文字数摘要本文主要利用Systemview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、接收滤波器模块、解调以及信宿，并对各个模块进行相应的参数设置。
在此基础上熟悉Systemview的功能及操作，最后通过观察仿真波形进行波形分析及系统的性能评价。
2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是模拟调频法，另一种是键控法，即在二进制基带矩形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Ts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，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。
本实验采用的是模拟调频法产生2FSK信号。
2FSK信号的接受也分相干和非相干接受两种，非相干接收方法不止一种，他们都不利用信号的相位信息。
故本设计采用相干解调法。
关键词：2FSK Systemview 调制解调误码率Computer simulation of 2FSK modulation anddemodulationAbstractThe design of this paper use Systemview to achieve 2FSK demodulator for digitalmodulation system. This design module comprises a source modulation, transmitting filter module, channel, receiver filter module, demodulation and the sink, and each module is set corresponding parameters. Familiar with the function and operation of Systemview on this basis, the performance evaluation of waveform analysis and system finally by observing the simulation waveform.There are two main methods of generating 2FSK signal: one is analog FM method, another is the key control method, namely through the switch circuit for gating on two different frequency in binary baseband control rectangle pulse sequence, making it during each symbol of the Ts output F1 or F2 two a carrier of. Differences in the two methods of generating 2FSK signal: phase 2FSK signal generated by the frequency modulation method in between adjacent symbol is the continuous change, the 2FSK signal keying is caused by electronic switch formed between two separate frequency source, therefore, between adjacent symbol phase is not necessarily continuous. In this experiment, using the 2FSK signal generation analog FM method. Received 2FSK signals are coherent and noncoherent reception two, noncoherent reception methods more than one, they are not using the phase information of the signals. This design use coherent demodulation method.引言：随着电子计算机的普及，数据通信技术正在迅速发展。
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。
2FSK调制解调通信原理课程设计
`课程设计报告课程名称：通信系统课程设计设计名称：2FSK调制解调仿真实现姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称： 2FSK调制解调仿真实现起止日期：指导教师：课程设计学生日志课程设计考勤表课程设计评语表2FSK 的调制解调仿真实现一、 设计目的和意义1、熟练地掌握matlab 在数字通信工程方面的应用。
2、了解信号处理系统的设计方法和步骤。
3、 理解2FSK 调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK 的调制解调，画出各个阶段的波形。
4、 学习信号调制与解调的相关知识。
5、通过编程、调试掌握matlab 软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣； 二、 设计原理1．2FSK 介绍：数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作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f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：{)cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++=典型波形如下图所示。
由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。
因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成：)cos()]([)cos(])([)(2_12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑ z1011001t aks 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn)2FSK 信号t t t t t t图1 原理框图2．2FSK 调制原理2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。
2FSK调制解调系统的仿真模型设计
课程设计报告课题名称 2FSK调制解调系统的仿真模型设计学院电子信息学院专业通信工程班级 BX11XX 学号 XX 姓名 XXX指导教师胡之惠定稿日期： 2013 年 12月26日目录1.课程设计题目 (1)2.课程设计目的 (1)3.课程设计内容 (1)3.1设计内容分析 (1)3.2系统原理 (1)3.3系统模块与参数 (3)4 系统仿真结果 (4)4.1 2FSK调制解调系统各个过程的输出波形 (4)4.2 关于2FSK调制信号和解调信号的分析 (6)5 课程设计体会 (7)6参考资料 (8)7附录 (9)1.课程设计题目2FSK调制解调系统的仿真模型设计2.课程设计目的⑴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信系统的基本理论、基本算法进行实际验证⑵学习现有流行通信系统仿真软件的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题。
⑶通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
3.课程设计内容3.1设计内容分析在现代数字通信中，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。
2FSK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为由不同的独立振荡器提供，他们之间的相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号。
2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是模拟调频法，另一种是键控法，即在二进制基带矩形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Ts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，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。
2FSK调制课程设计
2FSK调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解2FSK（二进制频移键控）的基本概念，掌握其调制解调原理；2. 使学生掌握2FSK信号的数学表达，频谱特性以及功率谱密度；3. 引导学生了解2FSK在实际通信系统中的应用及其优势。
技能目标：1. 培养学生运用2FSK调制技术进行信号传输的能力，能够完成简单的2FSK 调制解调实验；2. 培养学生分析和解决2FSK通信过程中出现问题的能力；3. 提高学生利用所学知识解决实际通信问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣和热情，激发他们探索通信领域奥秘的欲望；2. 培养学生团队合作精神，增强他们面对问题的勇气和信心；3. 引导学生认识到通信技术在现代社会中的重要性，培养他们的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够解释2FSK的基本原理，并用自己的语言描述其工作过程；2. 学生能够运用所学知识进行2FSK信号的仿真和分析，完成调制解调实验；3. 学生能够通过小组讨论、课堂汇报等形式，展示对2FSK通信技术的理解和应用；4. 学生能够关注通信领域的发展，认识到通信技术对社会的贡献，激发他们的学习热情和动力。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 2FSK基本概念与原理：- 2FSK的定义及其在通信系统中的应用；- 2FSK调制解调原理及其数学表达；- 2FSK信号的产生与接收。
2. 2FSK信号特性分析：- 2FSK信号的频谱特性；- 2FSK信号的功率谱密度；- 2FSK信号的抗干扰性能。
3. 2FSK调制解调技术：- 2FSK调制方法及其仿真实现；- 2FSK解调方法及其仿真实现；- 2FSK调制解调实验操作与结果分析。
4. 2FSK应用案例分析：- 2FSK在实际通信系统中的应用场景；- 2FSK与其他调制技术的比较；- 2FSK通信系统的性能优化。
2FSK调制解调电路设计
南昌大学实验报告课题二 2FSK调制、解调电路综合设计一、实验目的1、掌握2FSK调制和解调的工作原理及电路组成；2、学会低通滤波器和放大器的设计；3、掌握LM311设计抽样判决器的方法，判决门限的合理设定；4、进一步熟悉Multisim10.0的使用二、设计要求设计2FSK调制解调电路，载波f1=64KHz，f2=32KHz，基带信号位7位伪随机绝对码（1110010），码元速率为4KHz。
要求调制的信号波形失真小，不会被解调电路影响，并且解调出来的基带信号尽量延时小，判决准确。
三、实验原理与电路组成调制部分：4066的四个输入端，第一个载波S1为32KHz方波经模拟信号发生器（同步信源）产生的32KHz正弦波，第一个输入基带信号IN1为码元速率为4KHz的7位伪随机绝对码（1110010）第二个载波S2为64KHz方波经模拟信号发生器（同步信源）产生的64KHz 正弦波，第二个输入基带信号IN2为码元速率为4KHz的7位伪随机绝对码的反相信号（0001101）。
4066的D1、D4输出信号叠加后形成所需要的2FSK调制信号。
如下图:解调部分：调制信号作为4066的载波S1，64KHz方波作为输入IN1,两个信号经4066开关电路相乘输出的信号即为解调出的一路信号，由于是2FSK,解调出了一路信号，则另一路信号也就知道了。
接下来要做的就是滤波，将4066输出的信号的包络解调出，由于基带信号是4KHz,低通滤波器的门限就是4KHz。
对于RC滤波器，有f=经过RC低通滤波器时，令R32=1K,得C20=39.8n F,之后经过运放组成的低通滤波器，由于R33=10 K，得C21=3.98n F.如下图:此时由于信号电压较小，需要放大才能更容易判决。
故经过一个运放组成的放大器。
放大后经过抽样判决器LM311，经示波器观察，判决电平设为103.7m V较合适(引脚3所接电平)。
解调输入IN1为64KHz，而此时基带信号是0，要判决出0，需经过一个反相器74HC04（如下图）。
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。
2FSK课程设计知识点.
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，
f1 f 2 n 2TS
（n=1,2,…）
（７式）
工程上一般取 │f1 - f2│=(3~5) / Ts
（８式）
（二）2FKS 信号的解调方法
号的时间波形。
1
振荡器 （1） 倒相器
门电路 （ 1） 相加器 门电路 （ 2）
2FSK 信号输出
基带信号 输入
振荡器 （2）
2
图1（a）2FSK信号产生原理图
f1 f2 fs
基带信号
2FSK信号
图1（b） 2FSK信号的时间波形
在图1（a）中，两个载频受输入的二进制基带
信号控制，在一个码元 TS 期间，输出 f1 或 f2 两
2、若两个载波频差小于 fs ,则连续谱在 f0 处出现
单峰；若载频差大于 fs ，则连续边谱距离拉开，
出现双峰； 3、若以二进制移频键控信号功率谱第一个零点 之间的频率间隔作为2FSK信号的带宽，则2FSK信 号的频带宽度B2FSK为
B2 FSK f1 f2 2 f s
（５式）
由以上的分析可知，在设计移频键控系统时，为 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
09年课程设计题目：
2FSK调制与解调器的设 计与实现
指导老师： 宫锦文、王勇、黄启萍、韩宝彬
一.设计目的: 1. 经历工程设计与实现过程，为后续进行毕业
设计奠定工作基础；
2.掌握2FSK的调制与非相干解调的实现方法；
课程设计循环2fsk
课程设计循环2fsk一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握2fsk循环的相关知识，包括其原理、应用和优缺点。
在知识目标上，希望学生能够理解2fsk循环的基本概念，了解其在信号传输和数据编码中的应用。
在技能目标上，希望学生能够通过实验和实践，掌握2fsk信号的生成、解调和解码技巧。
在情感态度价值观目标上，希望学生能够认识到2fsk技术在现代通信系统中的重要性，以及其在推动社会进步和发展方面的作用。
二、教学内容本课程的教学内容将涵盖2fsk循环的基本原理、应用和实验操作。
具体包括：1）2fsk信号的定义和特点；2）2fsk信号的生成和解调方法；3）2fsk信号的编码和解码技巧；4）2fsk技术在实际通信系统中的应用；5）2fsk实验的操作和结果分析。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用多种教学方法，包括讲授法、实验法和讨论法。
讲授法将用于讲解2fsk循环的基本原理和概念，实验法将用于培养学生的动手能力和实践技能，讨论法将用于激发学生的思考和交流。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备相应的教学资源，包括教材、实验设备和多媒体资料。
教材将提供2fsk循环的基本知识和应用案例，实验设备将用于开展2fsk实验，多媒体资料将用于辅助讲解和展示。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现将评估学生在课堂上的参与程度和表现，包括提问、讨论和实验操作等。
作业将评估学生的理解和应用能力，包括练习题和实验报告等。
考试将评估学生对2fsk循环知识的掌握程度，包括选择题、填空题和计算题等。
评估方式将力求客观、公正，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将分为10个课时，每个课时45分钟。
教学时间安排在每周三下午2点到4点，地点在实验室。
教学进度将按照教学大纲进行，确保在有限的时间内完成教学任务。
同时，教学安排将考虑学生的实际情况和需要，如学生的作息时间和兴趣爱好等。
2FSK调制解调电路的设计(校内设计)
专业技能实训报告题目2FSK调制解调电路设计与实现学院信息科学与工程学院专业通信工程专业班级学生学号指导教师二〇一三年一月十日目录1前言................................................................................... (1)1.1 FSK简介................................................. .......... .. (1)1.2 课题的主要研究工作及意义................................ ...................... . (1)2 2FSK的调制解调原理介绍 (2)2. 1 锁相环原理介绍 (2)2.2 2FSK的调制原理 (2)2.3 2FSK的解调原理 (4)3 2FSK的各电路模块设计 (7)3.1 2FSK的调制单元 (7)3.1.1模拟开关电路 (7)3.1.2振荡电路 (8)3.2 2FSK的解调单元 (8)3.2.1 2FSK的两种解调方式介绍 (8)3.2.2 2FSK解调电路 (9)4 2FSK总体电路设计与仿真 (11)4.1 总体电路设计 (11)4.2 调制解调仿真 (12)结语 (14)参考文献 (15)附录 (16)1 前言1.1 FSK简介数字频率调制又称频移键控(FSK—Frequency Shift Keying)，二进制频移键控记作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。
从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。
模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早期采用的实现方法。
2FSK综合设计实验剖析
微分 c
整流 d 脉 冲 e 形成器
低通 f 滤波器
的观点看，相干解调具有
a
最佳的抗干扰性能，但相 干解调必需依靠于解调端 b
复原精确频率和相位的参 c
考载波，在移频键控系统 d 中，提取f1和f2会大大增 e
f
加系统的困难度。接受非
相干解调的原理图如图所
五、 2FSK调制解调电路设计方案
（3）2FKS 调制与解调系统组成方案
六、2FSK调制与解调单元电路设计说明:
（3）2FSK信号的解调方案（非相干）
② 低通滤波器电路与工作原理
为了获得良好的幅频特性，脉冲展宽电路输出端所接的低通滤波器的带外衰减应 很快，达40dB/十倍频程。试验中要求接受巴特沃斯低通滤波器，其电路如图所示。
图中所示的低通滤波器为二阶有源 低通滤波器。能供应40dB/十倍频 程衰减量，由截止频率公式：
二、综合设计内容与技术指标
1. 设计内容：
依据2FSK调制器与解调器的组成原理，设计出整个2FSK传 输系统的实现方案与电路；
2. 电路技术指标： ① 主载频为11800HZ(或16KHZ）； ② f1= 2950HZ（或8KHZ）; f2 =1475HZ（或4KHZ）。
数字基带信号时钟频率fs=400（或1000）bit/s； ③ 数字基带信号用m序列产生器（7位或15位）供应； ④ 调制器接受键控电路；
图1是试验系统中4级 伪随机序列码发生器电 原理图。
从图中可知，这是由 4级D触发器和异或门组 成的4级反馈移位寄存 器。本电路是利用带有 两个反馈抽头的4级反 馈移位寄存器，其示意 图见图2，状态转移图 见表1，该电路输出的 信码序列为：
。
图1 图2
表1
2FSK数字调制电路的研究与设计.
电气信息学院课程设计任务书课题名称2FSK数字调制电路的研究与设计姓名FRONT 专业班级学号指导老师课程设计时间2016年12月18日-2016年12月30日（17、18周）教研室意见意见：同意审核人：一、任务及要求1、设计一个2FSK数字调制电路，调制模块内部只用+5V电压。
2、设计方框图以及各单元电路图；3、应用SystemVIEW软件对电路系统进行仿真。
设计要求：1、设计思路清晰，给出系统整体设计框图； 2、给出具体设计思路，画出各单元电路，并进行电路分析和相关元件参数计算；3、给出整机电路原理图；4、进行SystemVIEW系统仿真并将结果打印出图纸； 5、撰写课程设计说明书（说明书和所有图纸要求用计算机打印A4)；三、进度安排第1天：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；第2天—第8天：查找资料，设计系统框图、各单元电路、SystemVIEW仿真；第9天—第11天：：编写并打印设计报告；第12天：答辩。
（共两周）四、参考文献1. 樊昌信主编.，《通信原理》，电子工业出版社.。
2、SystemVIEW使用手册。
3、通信原理实验指导书。
五、说明书基本格式1）课程设计封面；2）设计任务书；3）目录；4）设计思路，系统基本原理和框图；5）单元电路设计分析；6）系统仿真；7）设计总结； 8）附录；9）参考文献； 10）电路原理图； 11）评分表目录一、2FSK概述 (1)二、基本原理 (1)三、系统仿真 (2)四、单元电路设计 (6)4.1正弦波产生电路 (6)4.2编码电路 (8)4.3加法电路 (9)五、总结 (9)六、总电路图 (10)七、评分表 (12)一、2FSK 概述数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作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。
EDA课设2FSK
摘要：现在，电子技术的发展非常迅猛，高新技术日新月异。
特别是专用集成电路(ASIC)设计技术的日趋进步和完善，推动了数字电路系统的设计和发展，使他从单纯的ASIC设计走向了系统设计和单片系统设计。
传统的设计方法已不能满足市场的需求。
根据系统的功能和要求，利用计算机辅助设计自顶向下的逐层完成相应的描述，并与大规模可变成器件相结合，使设计出的电子线路系统速度更快，体积更小，重量更轻，功耗更小，稳定性更高。
针对2FSK信号的特点，提出了一种基于FPGA的2FSK信号发生器设计方案。
此方案利用Altera公司功能强大的Max+plusII软件开发系统，使用VHDL 设计。
电路简单，设计灵活，便于修改和调试。
本文详细叙述了其设计思想，并用复杂可编程逻辑器件FPGA予以实现，给出了程序设计和仿真波形。
关键词：FPGA 2FSK VHDL摘要 (1)第一章绪论 (3)第二章2FSK基本原理 (4)2.1．2FSK基本原理 (4)2.2．2FSK信号产生器 (4)2．3 分频器 (4)2.4 m序列产生器 (5)2.5 跳变检测 (5)2.6 正弦信号的产生 (5)第三章2FSK调制解调原理 (7)3.1 二进制移频键控制信号的产生方法 (7)3.2 2FKS 信号的解调方法 (9)第四章具体设计方案 (10)4.1 设计输入 (10)4.2 项目编译 (10)4.3 项目校验 (10)4.4 器件编程 (10)4.5 分频器的实现 (10)4.6 数据选择器的实现 (11)4.7 下载验证实现 (11)第五章仿真结果 (13)小结 (15)谢辞 (16)参考文献 (17)第一章绪论随着现代电子技术和计算机技术的飞速发展，电子线路的设计工作也日益显得重要。
经过人工设计、制作实验板、调试再修改的多次循环才定型的传统产品设计方法必然被计算机辅助设计所取代，因为这种费时费力又费资源的设计调试方法既增加了产品开发的成本，又受到实验工作场地及仪器设备的限制。
电子信息工程通信课程设计(2FSK包络检波)
目录1.设计基本原理与系统框图 (1)1.1设计原理 (1)1.2系统框图 (1)2.各单元电路设计 (3)2.1带通滤波器 (3)2.2包络检波器 (4)2.3抽样判决电路 (5)3.System view的仿真及其结果 (6)3.1System view的原理框图 (6)3.2原理框图设计原理及其参数 (7)3.3仿真结果（波形图） (8)4、总结与体会 (10)5、附录（整机电路图） (11)6参考文献 (12)第1章 设计基本原理与系统框图1.1设计原理数字频率调制是数据通信中常见的一种常见的调制方式，频移键控（FSK ）易于实现，并且解调不须恢复本地载波，可以异步传输，对抗衰落性能也比较强。
2FSK 是用载波的频率来传送数字消息，信号便是符号“1”对应于载频，符号“0”对应于载频的已调波形。
而且与之间的改变是瞬间完成的。
2FSK 键控法则是利用矩形脉冲序列控制开关电路的对于两个不同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。
这次设计2FSK 采用键控法产生信号，然后用非相干接收（包络检波）进行解调。
1.2系统框图 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(即包络检波法)，其方框图如下。
包络检波法可视为由两路2ASK 解调电路组成。
这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASK 信号带宽；中心频率不同,分别为（、）起分路作用，用以分开两路2ASK 信号，上支路对应 ，下支路对应，经包络检测后分别取出它们的包络s(t)及；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号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。
2FSKn(t)FSK 信号包络解调方框图带通f1滤波器 带通f2滤波器 包络检波器包络检波器抽样判决器设频率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。
EDA课程设计-信号调制通信系统设计
信号调制通信系统设计一、实验目的1、进一步加深在系统层面对调制解调概念的理解2、掌握FSK/PSK调制的基本原理3、熟悉大规模可编程器件的使用4、掌握抽样定理并用之描述模拟信号二、实验内容利用FPGA实现FSK/PSK的信号调制通信系统，完成其时序仿真。
具体要求为：数据速率为1.8kb/s，调制信号的频率分别为1.8kHz和3.6kHz，每个周期采用100次，采用8位量化编码（8位分辨率）。
三、基本原理1、FSK基本原理FSK又称频移键控，利用载频频率变化来传递信息。
如下图所示图1 FSK调制原理图二进制频移键控已调信号带宽：FSK信号的产生图2 FSK信号的产生2、PSK基本原理PSK也称相移键控，信号的变换规则是：数据信号的“1”对应于已调信号的0°相位；数据信号的“0”对应于己调信号的180°相位，或反之。
如图3所示。
图3 PSK调制原理图5、2PSK信号的产生，其基本原理图4所示图4 PSK信号的产生3、系统硬件电路设计整个系统分为分频器、m序列产生器、跳变检测、2：1数据选择器、正弦波信号产生器和DAC（数/模变换器）6部分，其系统框图如图5所示。
图5 FSK/PSK调制系统框图3.1 分频器和数据选择器（1）分频器基准时钟为18MHz，数据速率为1.8kb/s，1.8kHz和3.6kHz的正弦信号，每个周期取100个采样点。
（2）多路选择器根据FSK/PSK的基本原理需设计选择正弦波产生器的两个输入时钟的设备，即2:1数据选择器。
3.2 m序列产生器m序列式伪随机序列的一种，它的的显著特点是：随机性、预先可确定性、循环特性。
本设计采用带有两个反馈抽头的3级反馈移位寄存器得到一串“1110010”循环序列，并采取措施防止进入全“0”状态，可通过更换时钟频率方便地更改输入码元的速率，m序列发生器的电路结构如图6所示。
图6 m序列产生器的电路结构图3.3 正弦波信号用数字电路和DAC 变换器可以产生要求的模拟信号。
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摘要：现在，电子技术的发展非常迅猛，高新技术日新月异。
特别是专用集成电路(ASIC)设计技术的日趋进步和完善，推动了数字电路系统的设计和发展，使他从单纯的ASIC设计走向了系统设计和单片系统设计。
传统的设计方法已不能满足市场的需求。
根据系统的功能和要求，利用计算机辅助设计自顶向下的逐层完成相应的描述，并与大规模可变成器件相结合，使设计出的电子线路系统速度更快，体积更小，重量更轻，功耗更小，稳定性更高。
针对2FSK信号的特点，提出了一种基于FPGA的2FSK信号发生器设计方案。
此方案利用Altera公司功能强大的Max+plusII软件开发系统，使用VHDL 设计。
电路简单，设计灵活，便于修改和调试。
本文详细叙述了其设计思想，并用复杂可编程逻辑器件FPGA予以实现，给出了程序设计和仿真波形。
关键词：FPGA 2FSK VHDL摘要 (1)第一章绪论 (3)第二章2FSK基本原理 (4)2.1．2FSK基本原理 (4)2.2．2FSK信号产生器 (4)2．3 分频器 (4)2.4 m序列产生器 (5)2.5 跳变检测 (5)2.6 正弦信号的产生 (5)第三章2FSK调制解调原理 (7)3.1 二进制移频键控制信号的产生方法 (7)3.2 2FKS 信号的解调方法 (9)第四章具体设计方案 (10)4.1 设计输入 (10)4.2 项目编译 (10)4.3 项目校验 (10)4.4 器件编程 (10)4.5 分频器的实现 (10)4.6 数据选择器的实现 (11)4.7 下载验证实现 (11)第五章仿真结果 (13)小结 (15)谢辞 (16)参考文献 (17)第一章绪论随着现代电子技术和计算机技术的飞速发展，电子线路的设计工作也日益显得重要。
经过人工设计、制作实验板、调试再修改的多次循环才定型的传统产品设计方法必然被计算机辅助设计所取代，因为这种费时费力又费资源的设计调试方法既增加了产品开发的成本，又受到实验工作场地及仪器设备的限制。
为了克服上述困难，加拿大Interactive Image Technologies公司推出的基于Windows 95／98／NT操作系统的EDA软件（Electronics Workbench“电子工作台”，EWB）。
他可以将不同类型的电路组合成混合电路进行仿真。
EWB 是用在计算机上作为电子线路设计模拟和仿真的新的软件包，是一个具有很高实用价值的计算机辅助设计工具。
目前已在电子工程设计等领域得到了广泛地应用。
与目前流行的电路仿真软件相比较，EWB具有界面直观、操作方便等优点。
它改变了有些电路仿真软件输入电路采用文本方式的不便之处，该软件在创建电路、选用元器件的测试仪器等方面均可以直接从屏幕图形中选取，而且测试仪器的图形与实物外形基本相似，从而大大提高了电子设计工作的效率。
第二章2FSK基本原理2.1．2FSK基本原理在通信领域，为了传送信息，一般都将原始信号进行某种变换使其变成适合于通信传输的信号形式。
在数字通信系统中，一般将原始信号（图像、声音等）经过量化编码变成二进制码流，称为基带信号。
但数字基带信号一般不适合于直接传输，例如，通过公共电话网络传输数字信号时，由于电话网络带宽在4KHZ以下，因此数字信号不能直接在上面传输。
此时可将数字信号进行调制后再进行传输，FSK即为一种常用的数字调制方式。
FSK又称频移键控，它是利用载频频率的变化来传递数字信息。
数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种。
若两个载频由不同的独立振荡器提供，它们之间的相位互不相关，就称为相位离散的数字调频信号；若两个频率由同一振荡器提供，只是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。
2.2．2FSK信号产生器由于FSK为模拟信号，而FPGA只能产生数字信号，因此，需对正弦信号采样再经过数/模变换得到所需的FSK信号。
FSK信号发生器框图如下图所示，整个系统共分为分频器，m序列产生器，跳变检测，正弦波信号发生器和DAC （数/模变换器）等五部分，其中前四部分由FPGA器件完成。
图1 FSK信号发生器框图2．3 分频器本设计的数据速率为1.2kb/s，要求产生1.2kHz 和2.4kHz两个正弦信号。
对每个码元持续周期所对应正弦信号取100个采样点，因此要求能产生两个时钟信号：1.2kHz（数据速率）和120kHz（正弦波信号产生器输入时钟）。
基准时钟由外部时钟输入，因此需设计一个模100分频器产生120kHz信号，再设计一个模100分频器产生1.2kHz信号。
2.4 m序列产生器m序列是伪随机序列的一种，它的显著特点是：（1）随机特性；（2）预先可确定性；（3）循环特性，从而在通信领域得到了广泛的应用。
本设计用一种带有两个反馈抽头的三级反馈移位寄存器得到一串“1110010”循环序列，并采取措施防止进入全“0”状态。
通过更换时钟频率，可以方便地改变输入码元的速率。
m序列产生器的电路结构如图2所示。
图2 “1110010”伪随机m序列产生器2.5 跳变检测将跳变检测引入正弦波的产生中，可以使每次基带码元上升沿或下降沿到来时，对应输出波形位于正弦波形的sin0处。
基带信号的跳变检测可以有很多方法，图3所示为一种便于在可编程逻辑器件中实现的方案。
图3 信号跳变检测电路2.6 正弦信号的产生用数字电路和DAC变换器可以产生要求的模拟信号。
根据抽样定理可知，当用模拟信号最大频率两倍以上的速率对该模拟信号采样时，便可将原模拟信号不失真地恢复出来。
本设计要求得到的是两个不同频率的正弦信号，其频率正好呈倍数关系。
设计中对1.2kHz的正弦波一个周期采样100个点，即采样速率为原正弦信号频率的100倍。
因此完全可以在接收端将原正弦信号不失真地恢复出来，从而可以在接收端对FSK信号正确地解调。
本设计中每个采样点采用8位量化编码，即8位分辨率。
采样点的个数与分辨率的大小主要取决于FPGA器件的容量，其中分辨率的高低还与DAC 的位数有关。
本设计中，数字基带信号与FSK调制信号的对应关系为：“0”对应1.2kHz，“1”对应2.4kHz。
具体的正弦波信号产生器可以用查找表来实现。
按前面的设计思想，本方案需要设计有100个单元的查找表，其中每个单元分别保存100个正弦波采样的对应样值。
当码元由1变为0时，为了产生1.2kHz的正弦信号，只需要将查找表中的内容逐一读出即可，直到将查找表中所有单元读取完毕，然后再从第一单元开始读取。
这样，每个码元周期内将输出一个周期的正弦波信号。
当码元由0变为1时，为了产生2.4kHz的正弦信号，就不能逐一读取所有单元了，而要每隔一个单元读取一个样值。
这样，在每个码元周期内就会对整个查找表读取两次，即输出两个周期2.4kHz的正弦波信号。
上面提到设计中要用到查找表，下面将介绍ALTERA器件中查找表的生成方法。
在Quartus II软件中，按NEW按钮，将弹出NEW对话框，在该对话框中按下OTHER FILES按钮，在列表里选中MEMORY INITIALIZATION FILE，然后按OK按钮，即打开MIF文件编辑器，此时会出现对话框提示输入查找表深度及每个单元的数据宽度信息，例如本设计中深度为100，宽度为8，设置完毕按OK进入MIF文件编辑器。
在这里可以输入每个数据单元的值，本设计中要输入一个整周期内100个采样点的值，输入完毕以适当的文件名保存。
完成上述的步骤仅仅是生成了产生查找表所需要的.MIF文件，而查找表要通过调用芯片内的RAM资源来生成，并将其例化成一个ROM元件，其具体过程不在此赘述。
第三章2FSK 调制解调原理2FSK 调制解调原理在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，完成频谱搬移，变换成频带信号后，才能在带通传输特性的信道中传输。
3.1 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。
2FSK 信号产生原理图2FSK 信号的时间波形在图1（a ）中，两个载频受输入的二进制基带信号控制，在一个码元 TS 2ωf 1f 2f s 基带信号2FSK 信号期间，输出f1 或f2 两载频之一。
若二进制基带信号的“1”对应于载频f1，“0”对应于载频f2，则二进制移频键控制信号的时域表达式为：式中，A为两个载波的幅度（数字电路的输出幅度，设两幅度正好相等)ω1=2πf1，ω2=2πf2，θ1和θ2是两个载频的初始相角；m1(t)和m2(t)是周期开关函数，定义为：且m1(t)和m2(t)满足下列关系式：相位不连续的二进制移频键控信号的功率谱可以近似表示成两个不同载波的二进制振幅键控功率谱密度的叠加，如图所示。
相位离散的2FSK信号的功率谱示意图从图中可以看出：1、2FSK的频谱由连续谱和离散谱所组成，其中离散谱位于两个载频f1 和f2处，连续谱由两个中心位于f1 和f2 处的双边谱叠加形成；2、若两个载波频差小于fs ,则连续谱在f0 处出现单峰；若载频差大于fs ，则连续边谱距离拉开，出现双峰；3、若以二进制移频键控信号功率谱第一个零点之间的频率间隔作为2FSK信号的带宽，则2FSK信号的频带宽度B2FSK为由以上的分析可知，在设计移频键控系统时，为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，即上式在f1 和f2 间隔为1 / 2TS的整数倍时都能满足，即工程上一般取│f1 - f2│=(3~5) / Ts3.2 2FKS 信号的解调方法二进制移频键控信号的解调可采用相干解调和非相干解调。
从最佳解调的观点看，相干解调具有最佳的抗干扰性能，但相干解调必须依赖于解调端恢复准确频率和相位的参考载波，在移频键控系统中，提取f1和f2会大大增加系统的复杂度。
采用非相干解调的原理图如图3所示,它是一种过零检测的方法，整个解调过程的时间波形如图所示。
过零检测过零检测法的时间波形第四章具体设计方案4.1 设计输入Max+plusII软件的设计输入方法有很多，主要有以下三种：原理图输入、文本输入和波形输入。
Max+plusII软件为实现不同的逻辑宏功能提供了大量的图元和宏功能符号。
其中Prim图元库中包含基本的逻辑块电路，mf宏功能库包含所有74系列芯片，mega、lpm参数化模块库包括参数化模块、高级模块等。
利用Max+plusII软件提供的Graphic Edi-tor可以方便地应用这些图元和宏功能符号进行原理图的编辑输入。