FSK调制

二进制移频键控（2FSK）

一、实验目的

1、掌握2FSK调制原理及其实现方法

2、掌握2FSK解调原理及其实现方法

3、了解非线性调制时信号的频谱变化

二、实验内容

1、理解2FSK的调制和解调原理并用SystemView软件仿真其实现过程

2、用SystemView分析二进制移频键控调制前后信号频谱的变化

三、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的时域表达式为：

其中：

为a n的反码。

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，框图如图2-8所示:

图2-8 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2-9所示：

图2-9 2FSK键控法原理框图

2. 解调

2FSK的解调方法有非相干解调和相干解调，如图2-10所示：

图2-10 2FSK解调原理方框图

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电平。

四、2FSK调制解调系统的SystemView仿真

1. 调制仿真框图及参数设置

键控法：

参数设置

系统时钟：No. of Sample: 1001; Sample Rate: 10000Hz;

No.of System Loop: 1

器件参数

矩形脉冲 0 1V; 100Hz; Offset 0; 0deg

正弦信号 1 1V; 500Hz; 0deg

正弦信号 2 1V; 1000Hz; 0deg;

双刀开关 5 Logic---MixedSignal---SPDT；Gate Delay 0; Ctrl Thresh 0.5V

2、解调仿真原理图及参数设置

系统时钟：No. of Sample: 1024; Sample Rate: 20000Hz;

No.of System Loop: 1

五、实验结果及结果分析

2. 调制信号波形

矩形脉冲序列和调制信号波形如下图所示（键控法）：

基带输入信号、调制信号波形图及功率谱密度图

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|+2fs

2、 2FSK 调制解调信号波形

输入信号和两种方法解调输出的信号波形：

起始图为输入信号中间为非相干解调结果，最后为相干解调结果

六、思考题

1、何谓频分复用？试设计一个2路信号频分复用的调制解调系统并仿真实现

（1）频分复用(FDM)：将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延。

（2）2路信号频分复用的调制解调系统：

仿真实现：

在发送端采取两种不同频率的信号源，在信道中传输，以此来说明频率多路复用问题，第一路信号为1000HZ正弦波信号，第二路为2000HZ正弦波,分别通过调制器对其调制，把基带信号与不同的载波进行调制。对频率搬移到在信道传输中适宜的频率段内。通过带通滤波器滤除调制时产生的噪声。然后两路信号进入信道中进行传输，通过带通滤波器对其两路信号进行分离，通过相干解调的方式把基带信号解调出来，经过低通滤波器滤除信道传输总的噪声，减小相邻频段的干扰，解调出基带信号。