一种应用于FSK调制器的数字可编程振荡器
FSK数字调制解调器应用研究
FSK数字调制解调器的应用研究[摘要]fsk(frequeney-shift keying,频移键控)是用不同频率的载波来传送数字信号,fsk信号具有抗干扰能力强、传输距离远等优点,在日常生活和工业控制中被广泛采用。
随着商业计算机的逐渐普及,数据传输速率也因为频移键控技术的飞跃发展越来越快。
而运用fsk这一数字频移键控技术,使调制解调器在数据传输的应用方向大大拓展。
[关键词]fsk 调制解调器数字调制解调器中图分类号:tn915.05 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)07-0223-011.调制解调器1.1 调制解调器的定义所谓调制解调器,是一种计算机硬件,它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,要把这些数字信号翻译成计算机可懂的语言要求脉冲信号必须被线路另一端的另一个调制解调器接收,这样就完成了两台计算机间的通信过程。
调制解调器(港台称之为数据机),其实是modu-lator(调制器)与demodulator(解调器)的简称。
1.2 调制解调器工作原理调制解调器,通俗上是模拟信号和数字信号之间的”翻译员”。
调制,是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号的过程;解调,即把模拟信号转换成数字信号。
1960年代早期,商业计算机的应用逐渐普及,1962年at&t发布了第一个商业化modem,使用两个音调表示1和0的频移键控技术,已经能够实现300bit/s的传输速度。
很短时间后更稳定的频移键控技术把数据速率提高到1200bit/s。
而以后的系统用双向信号集在4对专用线路上实现了2400bit/s。
总之,调制是一种把基带信号转变为具有抗干扰能力的,在载频上接收信号的技术。
作为现代遥测遥控等数据传输系统中的一个对信号传输很重要的部件,调制解调器性能的优劣直接影响系统的性能发挥。
2.数字调制解调器2.1 数字调制解调器通信技术发展的日新月异,使通讯体制不断变革。
FSK调制与解调系统设计
FSK调制与解调系统设计FSK(Frequency Shift Keying)调制与解调是一种基于频率变化的调制解调技术,广泛应用于无线通信和数据传输系统中。
本文将介绍FSK调制与解调的基本原理和系统设计要点。
1.原理介绍FSK调制是通过改变载波信号的频率来表示数字信号的不同状态。
典型的FSK调制方案有两种:二进制FSK(BFSK)和多级FSK(MFSK)。
在BFSK中,不同的数字0和1被分配给两个不同的频率值,例如0代表低频,1代表高频;在MFSK中,n个数字状态被分配给n个不同的频率值。
随着数字信号的变化,调制后的信号频率也相应变化,从而传输了数字信号的信息。
FSK解调是指将接收到的FSK信号恢复为数字信号的过程。
解调器通过检测信号的频率来确定数字信号的值。
具体过程如下:首先,对接收到的FSK信号进行低通滤波,以去除高频成分。
然后,利用频率判决电路来判断接收到的信号频率,根据预设的频率判决阈值将频率转换为数字信号。
2.系统设计要点(1)选取合适的载波频率:在FSK调制中,载波频率的选择非常重要。
应根据传输环境和要求合理选择载波频率,以确保信号传输的稳定性和可靠性。
(2)设计合理的调制解调电路:调制电路应具有良好的线性特性和较宽的动态范围,以实现准确的调制。
解调电路应具有良好的低通滤波功能和稳定的频率判决电路,以实现准确的解调。
(3)抗噪声设计:在FSK调制解调系统设计中,抗噪声能力是非常关键的。
通过增加前端的信号增益、抑制杂散信号和加入错误检测纠错码等方法,可以提高系统的抗噪声性能。
(4)设计适当的调制解调参数:调制解调参数的选择对系统性能有重要影响。
例如,在BFSK调制中,频率偏移量和数据速率的选择应综合考虑传输距离、噪声干扰和系统复杂度等因素。
(5)误码率性能分析:在系统设计完成后,应进行误码率性能分析,通过误码率曲线来评估系统的可靠性和性能。
总结:。
FSK调制解调原理
FSK调制解调原理FSK调制解调是一种常用于数字通信系统中的调制解调方式。
FSK是频移键控调制(Frequency Shift Keying)的简称,它将数字信号转换为离散的频率信号进行传输。
本文将从调制原理、解调原理以及应用等方面进行详细介绍。
一、调制原理对于二进制数字信号,例如“0”和“1”,可以选择两个固定频率的载波信号,分别代表“0”和“1”。
当发送“0”时,使用频率为f1的载波信号,当发送“1”时,使用频率为f2的载波信号。
这样就可以将数字信号转换成两个离散的频率信号进行传输。
二、解调原理FSK解调原理是对接收到的频率信号进行频率判决,将频率转换为数字信号。
常用的解调方法有非相干解调、相干解调和差分相干解调。
1.非相干解调:非相干解调是最简单的解调方法之一,它直接对接收到的信号进行频率测量。
通过比较测量的频率与预定的频率值进行判决,将频率转换成二进制数字信号。
非相干解调简单易于实现,但对信噪比要求较高,容易受到噪声的影响。
2.相干解调:相干解调是一种通过与本地振荡器进行相干性检测的解调方法。
接收到的信号与本地振荡器产生的相干信号进行混频,通过相干滤波器将混频后的信号进行滤波。
相干解调能够提高抗噪性能,但需要本地振荡器与信号的频率一致。
3.差分相干解调:差分相干解调是相干解调的一种改进方法。
它通过将相邻两个相干解调器输出的数字信号进行差分运算,得到差分输入的数字信号。
差分相干解调具有较好的抗噪性能,适用于高噪声环境下的解调。
三、应用1.数字通信系统:FSK调制解调可以用于数字通信系统中,通过频率的变化将数字信号进行传输。
例如,调制解调器、调频广播等。
2.数据传输:FSK调制解调可以用于数据传输中,例如网络通信、无线通信等。
通过不同的频率进行传输,实现数据的传输和接收。
3. RFID技术:FSK调制解调在RFID(Radio Frequency Identification)技术中得到广泛应用。
基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现
基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现FSK调制解调器是一种常用的数字通信技术,可用于数据传输、无线通信等领域。
本文将介绍基于FPGA的FSK调制解调器的设计和实现,包括原理介绍、系统设计、硬件实现和性能分析等方面。
一、引言FSK调制解调器是一种数字通信系统,它通过改变载波频率的方式来传输数字信号。
本文基于FPGA实现FSK调制解调器,利用FPGA 的灵活性和可重构性,提供了一种高效、可靠的数字通信解决方案。
二、FSK调制解调原理介绍FSK调制解调器是通过将数字信号映射到两个不同频率的载波上,实现信息传输的。
调制过程中,二进制数据0和1分别对应两个特定频率的载波,解调过程中通过判断输入信号的频率来还原原始数据。
三、系统设计1. FSK调制器在FPGA中设计FSK调制器,需要使用相应的调制算法将数字信号转换为两个不同频率的载波。
可以采用数字频率合成技术合成两个不同频率的信号,并通过逻辑电路实现相应的调制功能。
2. FSK解调器FSK解调器的设计目标是通过输入信号的频率变化来判定数字信号的0和1。
可以采用数字滤波器和频率判决电路实现解调功能,将输入的频率信号转换为相应的数字信号。
四、硬件实现1. FPGA配置基于FPGA的FSK调制解调器的硬件实现,首先需要将相应的调制解调算法和电路设计编写为硬件描述语言如VHDL,并经过综合、布局布线等步骤生成比特流。
2. ADC和DAC为了接收和发送模拟信号,需要使用ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,并使用DAC(数模转换器)将数字信号转换为模拟信号。
3. 时钟模块与控制模块为了保持系统的同步和稳定性,需要设计时钟模块和控制模块。
时钟模块用于在固定的时间间隔内,对输入信号进行采样和调制;控制模块用于控制时钟、数据流等系统参数,保证系统的正常运行。
五、性能分析1. 调制误差分析通过对比输入信号与调制后的信号的频谱图,可以评估FSK调制器的性能,主要包括频率偏移、频谱扩展等指标。
fsk调制原理
fsk调制原理
FSK调制原理。
FSK调制是一种常见的调制方式,它利用频率来表示数字信号,被广泛应用于通信系统中。
本文将介绍FSK调制的原理及其应用。
FSK调制是一种利用不同频率来表示数字信号的调制方式。
它通常用于数字通信系统中,能够有效地传输数字信号,并且具有较好的抗干扰能力。
FSK调制的原理非常简单,它通过改变载波信号的频率来表示不同的数字信号。
在FSK调制中,通常会有两个频率,分别代表数字信号的“0”和“1”。
当数字信号为“0”时,载波信号的频率为f1;当数字信号为“1”时,载波信号的频率为f2。
这样,接收端就可以根据接收到的频率来判断发送端发送的是“0”还是“1”。
在数字通信系统中,FSK调制有着广泛的应用。
例如,在调频广播中,广播信号的不同频率就代表着不同的电台;在调频对讲机中,不同频率的载波信号代表着不同的对讲组。
此外,FSK调制还被应用于数据调制解调器、数字通信系统等领域。
在实际应用中,FSK调制需要注意一些问题。
首先,要保证载波信号的频率稳定,以免造成接收端无法正确解调的问题。
其次,要注意不同频率之间的跳变,避免频率切换时产生的突变对系统造成干扰。
最后,要根据实际情况选择合适的频率间隔和载波频率,以便在传输中达到较高的传输速率和较好的抗干扰能力。
总之,FSK调制是一种简单而有效的数字调制方式,它利用频率来表示数字信号,被广泛应用于通信系统中。
通过对FSK调制原理及其应用的了解,我们可以更好地理解数字通信系统中的调制技术,为工程实践提供参考。
FSK调制解调原理
FSK调制解调原理FSK调制(Frequency Shift Keying)是一种数字调制方式,它通过改变载波信号的频率来传输数字信号。
FSK调制是一种多频率调制技术,它将数字信号映射到两个或多个不同的载波频率上,从而进行数据传输。
1.调制:在FSK调制中,数字信号通常被编码成矩形脉冲序列,其中1表示高电平,0表示低电平。
这个矩形波形序列会经过调制器,将其转换为对应的频率信号。
典型的FSK调制器采用两个恒定频率的载波信号。
当输入的数字信号为0时,调制器选择较低频率的载波信号;当输入的数字信号为1时,调制器选择较高频率的载波信号。
2.解调:在接收端,接收到的FSK信号将经过解调器进行解调。
解调器的任务是将输入的FSK信号重新转换为对应的数字信号。
解调器使用带通滤波器来选择特定频率范围内的信号,并将其转换为矩形脉冲序列。
然后,解调器对这个矩形脉冲序列进行采样和判决,将其还原为原始的数字信号。
此外,FSK调制还具有波形简单、实现方便等优点。
它可以使用简单的逻辑门电路来实现,适用于多种数字通信系统中。
然而,FSK调制也存在一些局限性。
首先,FSK调制的带宽要求较大,这意味着相对于其他调制技术来说,它需要更宽的频谱资源。
此外,FSK调制对相位偏移和幅度不稳定性较为敏感,因此在传输过程中需要对这些误差进行校正。
总结起来,FSK调制是一种常见的数字调制方式,通过改变载波信号的频率来传输数字信号。
它具有抗干扰能力强、波形简单等优点,适用于多种数字通信系统。
但它也存在带宽要求较大和对相位偏移、幅度不稳定性较敏感等局限性。
ask、psk、fsk的调制与解调原理
调制和解调是现代通信系统中至关重要的过程,它们可以实现信息的传输和接收。
在数字通信中,有三种常见的调制和解调技术,分别是ask、psk和fsk。
本文将详细讨论这三种调制和解调技术的原理和应用。
一、ASK调制与解调原理1. ASK调制ASK(Amplitude Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在ASK调制中,数字信号被用来控制载波的振幅,当输入信号为1时,振幅为A;当输入信号为0时,振幅为0。
ASK 调制一般用于光纤通信和无线电通信系统。
2. ASK解调ASK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的振幅与阈值来实现的。
当信号的振幅高于阈值时,输出为1;当信号的振幅低于阈值时,输出为0。
ASK解调在数字通信系统中有着广泛的应用。
二、PSK调制与解调原理1. PSK调制PSK(Phase Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在PSK调制中,不同的数字信号会使载波的相位发生变化。
常见的PSK调制方式有BPSK(Binary Phase Shift Keying)和QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)。
PSK调制在数字通信系统中具有较高的频谱效率和抗噪声性能。
2. PSK解调PSK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的相位与已知的相位来实现的。
PSK解调需要根据已知的相位来判断传输的是哪个数字信号。
PSK调制技术在数字通信系统中被广泛应用,特别是在高速数据传输中。
三、FSK调制与解调原理1. FSK调制FSK(Frequency Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在FSK调制中,不同的数字信号对应着不同的载波频率。
当输入信号为1时,载波频率为f1;当输入信号为0时,载波频率为f2。
FSK调制常用于调制通联方式线路和调制调制解调器。
cd4046构成的fsk调制解调电路
cd4046构成的fsk调制解调电路全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:CD4046是一种集成电路,常用于FSK调制和解调电路中。
FSK (Frequency Shift Keying)调制技术是一种数字调制技术,通过改变信号的频率来携带数字信息。
在通信系统中,FSK调制技术被广泛应用于数据传输和调频调制解调。
本文将详细介绍CD4046构成的FSK 调制解调电路的原理和应用。
一、CD4046简介CD4046是一种集成数字数字锁相环PLL(Phase Locked Loop)电路,由德州仪器公司生产。
它由一个相位比较器、一个VCO (Voltage Controlled Oscillator)和一个低通滤波器组成。
CD4046可以将输入信号的频率与VCO的频率进行比较,并自动调节VCO的频率,使得输入信号与VCO的频率同步。
这种锁相环的原理可以用于FSK调制和解调电路中。
二、FSK调制解调电路原理1. FSK调制原理:在FSK调制中,输入的数字信号被转换成两种不同频率的信号,并分别控制两个不同频率的载波信号。
这两种载波信号通过一个开关切换器,使得输出信号在两种频率之间切换,从而携带数字信息。
2. FSK解调原理:在FSK解调中,接收到的信号经过解调器解调,得到两种不同频率的信号。
这两种信号再经过一个比较器比较,得到解调后的数字信号。
CD4046通过其内部的相位比较器和VCO实现了FSK调制解调电路。
其电路连接如下:1. 输入信号经过一个低通滤波器,去除噪声和高频成分,然后输入到CD4046的相位比较器。
2. CD4046的VCO的频率由输入信号的频率控制,当输入信号的频率高于VCO的频率时,VCO的频率会增加;反之,当输入信号的频率低于VCO的频率时,VCO的频率会减小。
3. CD4046的输出信号通过一个比较器进行信号处理,得到FSK调制或解调后的数字信号。
1. 数据传输:FSK调制技术可以将数字信号转换成模拟信号进行传输,提高数据传输效率和可靠性。
fsk通信系统的设计
fsk通信系统的设计FSK通信系统的设计FSK通信系统是一种频率调制型的通信系统,其基本原理是通过改变信号的频率来传输信息。
FSK通信系统具有传输速率快、抗噪声能力强、可靠性高等优点,被广泛应用于无线通信领域。
本文将介绍FSK通信系统的设计原理、常用的调制解调器方案以及设计思路。
设计原理FSK通信系统的设计原理基于信号频率的变化,通过将数字信息转换为频率信号,再通过信道进行传输。
常用的FSK调制方式有两音调FSK、多音调FSK和连续相位FSK三种。
在两音调FSK中,使用两个不同频率的正弦波表示数字0和数字1。
当输入数字0时,输出低频正弦波;当输入数字1时,输出高频正弦波。
在多音调FSK中,使用多个不同频率的正弦波表示数字。
当输入数字时,输出对应频率的正弦波。
在连续相位FSK中,通过改变正弦波相位的方式来表示数字。
当输入数字0时,信号相位不变,输出一定频率的正弦波;当输入数字1时,信号相位发生变化,输出另一种频率的正弦波。
调制解调器方案FSK通信系统中需要使用调制解调器进行数字信号和模拟信号之间的转换。
常用的调制解调器方案有PLL解调器、数字锁相解调器和软件解调器。
PLL解调器是一种基于锁相环的解调器,可以实现高精度的解调效果。
其工作原理是通过锁相环将接收的信号频率与本地生成的参考频率进行比较,从而实现信号解调。
PLL解调器的优点是精度高、抗噪声能力强,但调制解调器的设计比较复杂,成本较高。
数字锁相解调器是一种基于数字信号处理技术的解调器。
其工作原理是通过将接收的信号进行采样、数字化、滤波等处理,从而实现数字信号与模拟信号之间的转换。
数字锁相解调器的优点是可编程性强、成本较低,但其解调效果可能受到噪声的影响。
软件解调器是一种基于计算机软件实现的解调器。
其工作原理是通过计算机对接收信号进行数字化处理,从而实现解调效果。
软件解调器的优点是灵活性高,可适用于不同的应用场景,但其实时性可能受到计算机硬件性能的影响。
基于FPGA的CPFSK调制解调器设计与实现
基于FPGA的CPFSK调制解调器设计与实现随着无线通信技术的快速发展,频率偏移键控频移键控(CPFSK)调制解调器在数字通信系统中发挥着重要的作用。
本文将介绍如何基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)设计和实现一个高性能的CPFSK 调制解调器。
文章将从原理介绍、系统设计、硬件实现和性能评估等方面展开讨论。
一、引言CPFSK是一种基于频率偏移的调制技术,适用于许多数字通信系统中。
其具有频谱效率高、抗干扰性强等优点,因此在无线通信领域得到广泛应用。
为了满足不同应用场景的需求,设计一个高性能、低功耗的CPFSK调制解调器是非常重要的。
二、系统设计1. 调制器设计CPFSK调制器的设计主要包括生成正弦信号、生成频率调制信号和信号合成等步骤。
我们可以利用FPGA的资源来实现这些功能。
通过分析CPFSK调制的原理,我们可以设计出一个高效的调制器电路,并将其转化为硬件描述语言进行实现。
2. 解调器设计CPFSK解调器的设计与调制器类似,主要包括解调出载波频率和解调出基带信号等步骤。
在解调器设计中,我们需要将接收到的信号进行滤波、混频等处理,以还原原始的基带信号。
同样地,我们可以利用FPGA的资源来实现这些功能。
三、硬件实现1. 系统结构基于FPGA的CPFSK调制解调器可以采用并行处理的结构。
通过并行计算,我们可以提高系统的运算速度和实时性。
在系统结构设计中,我们需要考虑FPGA的资源限制和系统的实际应用需求,合理划分各个模块并进行资源分配。
2. 硬件描述语言我们可以使用硬件描述语言(如VHDL或Verilog)进行CPFSK调制解调器的设计和实现。
硬件描述语言可以以高层次的形式描述硬件电路,并且可以方便地在FPGA上进行逻辑综合和布局布线。
四、性能评估为了评估设计的CPFSK调制解调器的性能,我们可以使用仿真工具进行系统级仿真和时序仿真。
通过仿真,我们可以得到系统的误码率、噪声性能等性能指标,并对设计进行优化。
fsk调制接收带宽
fsk调制接收带宽
FSK(频移键控)调制是一种调制方式,它通过改变载波的频率来传输数字信号。
在FSK调制中,数字信号被编码为不同的频率,这些频率对应于数字信号中的不同符号或比特。
FSK调制的接收带宽取决于许多因素,包括载波频率的稳定性、调制信号的频率范围以及接收端使用的滤波器类型。
首先,载波频率的稳定性对接收带宽有影响。
如果载波频率稳定性较差,那么接收端需要更宽的带宽来容纳频率偏移,从而增加了接收带宽。
另外,调制信号的频率范围也会影响接收带宽。
如果调制信号的频率范围较宽,接收端需要更宽的带宽来接收所有可能的频率。
因此,频率范围较宽的FSK信号需要更大的接收带宽。
此外,接收端使用的滤波器类型也会对接收带宽产生影响。
通常情况下,接收端会使用带通滤波器来选择感兴趣的频率范围,因此滤波器的带宽会决定接收带宽的大小。
如果使用较窄的带通滤波器,接收带宽会相应较小,反之亦然。
总的来说,FSK调制的接收带宽受到载波频率稳定性、调制信
号的频率范围以及接收端滤波器类型的影响。
在实际应用中,需要根据具体的系统要求和环境条件来确定合适的接收带宽。
FSK调制解调原理实验
FSK调制解调原理实验FSK(频移键控)调制解调是一种常见的数字调制解调技术,其原理是通过改变载波的频率来表示数字信号。
在FSK调制中,低频信号的频率表示逻辑“0”,高频信号的频率表示逻辑“1”。
在本文中,我们将介绍FSK调制解调的原理以及如何进行实验。
实验设备和步骤:实验设备:1.函数信号发生器2.幅度调制解调器3.示波器4.模拟信号发生器5.低通滤波器6.计算机实验步骤:1.准备工作:(1)将函数信号发生器连接到幅度调制解调器的输入端口。
(2)将幅度调制解调器的输出端口连接到示波器的输入端口。
(3)将模拟信号发生器连接到低通滤波器的输入端口。
(4)将低通滤波器的输出端口连接到计算机的输入端口。
2.设置实验参数:(1)在函数信号发生器上设置两个频率,分别表示逻辑“0”和逻辑“1”。
(2)根据实验需求,调整幅度调制解调器的调制指数,以及模拟信号发生器的频率。
3.FSK调制实验:(1)使用函数信号发生器产生一个频率表示逻辑“0”的信号,并将其输入到幅度调制解调器中。
(2)使用函数信号发生器产生一个频率表示逻辑“1”的信号,并将其输入到幅度调制解调器中。
(3)观察示波器上的输出信号,验证FSK调制的效果。
4.FSK解调实验:(1)使用模拟信号发生器产生一个频率表示逻辑“0”的信号,并将其输入到幅度调制解调器的解调端口。
(2)使用模拟信号发生器产生一个频率表示逻辑“1”的信号,并将其输入到幅度调制解调器的解调端口。
(3)通过示波器观察解调器输出的信号,并通过低通滤波器对信号进行滤波。
(4)将滤波后的信号输入到计算机,并进行数字信号解调。
实验原理:FSK调制的原理是通过改变载波信号的频率来表示数字信号。
在调制过程中,将逻辑“0”映射为一个低频率信号,逻辑“1”映射为一个高频率信号。
在解调过程中,接收到的信号通过解调器解调后,通过低通滤波器滤除高频噪声,得到原始的数字信号。
实验结果:在进行FSK调制实验时,通过示波器观察可见,当输入逻辑“0”时,示波器输出的信号频率较低;当输入逻辑“1”时,示波器输出的信号频率较高。
fsk调制及解调实验报告
fsk调制及解调实验报告一、实验目的本实验旨在了解FSK调制及解调的原理,掌握FSK调制及解调的方法,并通过实际操作验证其正确性。
二、实验原理1. FSK调制原理FSK是频移键控的缩写,是一种数字调制技术。
在FSK通信中,将数字信号转换成二进制码后,用两个不同的频率代表“0”和“1”,然后将这两个频率按照数字信号的顺序交替发送。
接收端根据接收到的信号频率来判断发送端发出了哪个二进制码。
2. FSK解调原理FSK解调器是将接收到的FSK信号转换成数字信号的电路。
它通过检测输入电压频率来确定发送方使用了哪个频率,并将其转换成对应的数字信号输出。
三、实验器材示波器、函数发生器、计算机四、实验步骤1. 连接电路:将函数发生器输出端连接至FSK模块输入端,再将示波器连接至模块输出端。
2. 设置函数发生器:设置函数发生器输出频率为1000Hz和2000Hz,并使它们交替输出。
3. 测量波形:使用示波器观察并记录模块输出端口上产生的波形。
4. 解调信号:将示波器连接至解调器的输入端,设置解调器参数,观察并记录输出端口上产生的波形。
五、实验结果1. FSK调制结果:通过示波器观察到了交替出现的1000Hz和2000Hz两种频率的正弦波。
2. FSK解调结果:通过示波器观察到了输出端口上产生的数字信号,与输入信号相同。
六、实验分析本实验通过对FSK调制及解调原理的了解和实际操作验证,进一步加深了我们对数字通信技术的认识。
在实验中,我们使用函数发生器产生两个不同频率的信号,并将它们交替发送。
在接收端,我们使用FSK解调器将接收到的信号转换成数字信号输出。
通过观察示波器上产生的波形和数字信号,可以验证FSK调制及解调技术的正确性。
七、实验总结本次实验主要学习了FSK调制及解调原理,并进行了实际操作验证。
在操作过程中,我们掌握了FSK电路连接方法、函数发生器设置方法以及示波器使用方法等技能。
同时,在观察并分析实验结果时,我们深入理解了数字通信技术中FSK调制及解调的应用场景和原理。
通信原理习题答案6_8
第六章 P174-1786-1,6-3,6-4,6-7,6-9,6-12,6-15,6-18,6-236-1:设二进制符号序列为10010011,试以矩形脉冲为例,分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及四电平码波形。
解: 1 0 0 1 0 0 1 1单极性码:双极性码:单极性归零码:双极性归零码:0 1 1 1 0 0 0 1 0二进制差分码:四电平码:6-3:设二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成,它们的出现的概率分别为P及1-P:(1)求其功率谱密度及功率;(2)若g(t)为如图P6-2(a)所示波形,T s为码元宽度,问该序列存在离散分量f s=1/T s否?(3)若g(t)改为图P6-2(b),重新回答题(2)所问。
s s s s 图P6-2(a) 图P6-2 (b)解:(1)双极性码波形的功率谱密度为 P s (f)=4f s P(1-P)|G(f)|2+()[]221()()s s s m f P G mf f mf d +=---å其功率S=224(1)()[(21)()]()s s s s m f P P G f f P G mf f mf df d ++-=-轾犏-+--犏臌åò=24(1)()s f P P G f df +--+ò222(21)()s s m f P G mf +=--å(2)若1,||2()0,s T t g t t ìïï£ï=íïïïïî其他 g(t)的傅氏变换G(f)为sin ()sssfT G f T fT p p = ∵sin sin ()0s s s ss s s f T G f T T f T p pp p===,由题(1)知道,该序列不存在离散分量f s =1/T s 。
FSK调制及解调实验报告
FSK调制及解调实验报告实验目的:掌握FSK调制与解调的原理和方法,熟悉FSK信号的产生、调制和解调过程,加深对调制解调技术的理解。
实验原理:FSK是一种调频调制方式,常用于数字通信中。
FSK信号是由两个频率不同的正弦波叠加而成,一个频率代表0,另一个频率代表1、FSK调制器的主要工作是将数字信号转换为对应的频率信号,具体方法为使用两个中心频率分别对应于0和1,并通过切换两个频率来表示数字信号。
FSK调制的具体步骤如下:1.将数字信号转换为二进制信号,0对应一个频率,1对应另一个频率。
2.将二进制信号经过调制器,通过选择器选择对应的频率信号进行输出。
FSK解调器的主要工作是还原出原始的数字信号,具体方法为使用一个带宽限制的滤波器来选择对应的频率信号进行解调。
FSK解调的具体步骤如下:1.将带有FSK信号的信号进行滤波,只保留信号中的一个频率成分。
2.对滤波后的信号进行切片,判断信号频率为0还是13.将切片后的信号通过数字信号转换器转换为对应的数字信号。
实验装置:1.函数信号发生器:用于产生模拟信号。
2.数字信号发生器:用于产生数字信号。
3.混频器:用于合成两个频率不同的正弦信号。
4.带宽限制滤波器:用于解调信号。
5.示波器:用于观测信号波形。
实验步骤:1.连接实验装置,将函数信号发生器和数字信号发生器连接到混频器的输入端,将混频器的输出端连接到带宽限制滤波器的输入端,将带宽限制滤波器的输出端连接到示波器。
2.设置函数信号发生器和数字信号发生器,使其产生期望的信号波形。
3.调节混频器,选择期望的中心频率,并调整幅度,使得混频器的输出信号为调制后的FSK信号。
4.调节示波器的触发方式和触发电平,使得信号波形能够稳定显示。
5.调节带宽限制滤波器,选择期望的频率成分,并调节带宽,使得滤波器能够准确解调FSK信号。
6.结合调制解调的原理和步骤,观察信号波形,验证实验结果。
实验结果分析:通过上述实验步骤,成功实现了FSK调制和解调的过程,并通过示波器观察到了调制前后的信号波形。
FSK(ASK)调制解调实验报告
实验6 FSK(ASK)调制解调实验一、实验目的:1.掌握FSK(ASK)调制器的工作原理及性能测试;2.掌握FSK(ASK)锁相解调器工作原理及性能测试;3. 学习FSK(ASK)调制、解调硬件实现,掌握电路调整测试方法。
二、实验仪器:1.信道编码与 ASK.FSK.PSK.QPSK 调制模块,位号: A,B 位2. FSK 解调模块,位号: C 位3.时钟与基带数据发生模块,位号: G 位4. 100M 双踪示波器三、实验内容:观测m序列(1,0, 0/1码)基带数据FSK (ASK)调制信号波和解调后基带数据信号波形。
观测基带数字和FSK(ASK)调制信号的频谱。
改变信噪比(S/N),观察解调信号波形。
四、实验原理: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,抗噪声和抗群时延性能较强,因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。
(一) FSK 调制电路工作原理FSK 的调制模块采用了可编程逻辑器件+D/A 转换器件的软件无线电结构模式,由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成,因此该模块不仅可以完成 ASK, FSK 调制,还可以完成 PSK, DPSK, QPSK, OQPSK 等调制方式。
不仅如此,由于该模块具备可编程的特性,学生还可以基于该模块进行二次开发,掌握调制解调的算法过程。
在学习 ASK, FSK 调制的同时,也希望学生能意识到,技术发展的今天,早期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代,因此学习应该是一个不断进取的过程。
下图为调制电路原理框图上图为应用可编程逻辑器件实现调制的电路原理图(可实现多种方式调制)。
基带数据时钟和数据,通过 JCLK 和 JD 两个铆孔输入到可编程逻辑器件中,由可编程逻辑器件根据设置的工作模式,完成 ASK 或 FSK 的调制,因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件,因此调制后输出需要经过 D/A 器件,完成数字到模拟的转换,然后经过模拟电路对信号进行调整输出,加入射随器,便完成了整个调制系统。
cd4046构成的fsk调制解调电路
CD4046是一种集成电路,通常用于频率偏移键控(FSK)调制和解调应用。
它包含了一个相位锁定环路(PLL)以及相关的电路元件,可以实现高性能的FSK调制解调功能。
以下是使用CD4046构建的基本FSK调制解调电路的概述:调制电路:1. 输入信号源(Baseband Signal Source):将待调制的基带信号连接到CD4046的"VCO IN"引脚。
2. 振荡器(V oltage Controlled Oscillator, VCO):CD4046内部包含一个VCO,可通过控制电压来调节输出频率。
将VCO的输出连接到外部输出端口。
3. 参考信号源(Reference Signal Source):为了实现FSK调制,需要提供一个参考信号源,通常为固定频率的正弦波信号。
将参考信号源连接到CD4046的"REF IN"引脚。
4. 比较器(Phase/Frequency Detector):CD4046中的相位比较器(Phase/Frequency Detector)会比较输入信号与参考信号的相位差,并产生一个错误电压信号。
5. 环路滤波器(Loop Filter):为了平滑和滤除比较器输出中的噪声,需要添加环路滤波器来过滤错误信号。
这通常是一个低通滤波器。
6. 控制电压(Control V oltage):将环路滤波器的输出连接到VCO的"CONTROL"引脚,以调节VCO的频率,从而实现FSK调制。
解调电路:1. 接收器(Receiver):接收来自传输介质的FSK信号,并将其输入CD4046的"VCO IN"引脚。
2. 比较器(Phase/Frequency Detector):与调制电路中的比较器相同,比较器会比较接收到的信号与参考信号的相位差,并产生一个错误电压信号。
3. 环路滤波器(Loop Filter):将比较器的输出连接到环路滤波器,以平滑和滤除错误信号中的噪声。
fsk芯片
fsk芯片FSK芯片是一种频移键控调制(Frequency Shift Keying)的数字调制芯片。
它是一种常用于无线通信中的调制技术,可以用于数据传输、语音通信以及调频广播等领域。
频移键控调制是一种将数字信号转换成模拟信号的调制技术。
在FSK中,数字信号被转换成两个不同的频率,分别表示二进制位0和1。
这两个频率之间的差异越大,系统对于接收信号中0和1的区分度就越高。
FSK芯片通常由几个关键模块组成,包括频率源、相位锁定环路(Phase Locked Loop,PLL)、信号调整器和功率放大器等。
频率源是用于生成两个不同频率的振荡器,可以通过控制来改变频率。
相位锁定环路是用于将接收到的信号与已知频率源进行比较,并通过调整相位差来实现对接收信号的解调。
信号调整器则是用于调整接收到的信号的幅度和波形,以提高解调的精度。
功率放大器则是用于放大解调后的信号,以便进行后续的处理。
FSK芯片的工作过程可以简单描述如下:首先,数字信号经过编码,将每个二进制位映射到不同的频率上。
然后,编码后的信号经过调制器,转换成模拟信号。
接着,模拟信号经过功率放大器,增强信号强度。
最后,经过接收端的解调器,将模拟信号转换回数字信号,以便后续的处理和解码。
FSK芯片的应用非常广泛。
在数据传输领域,FSK被广泛应用于无线通信、蓝牙、无线局域网(WiFi)等。
在语音通信领域,FSK被应用于模拟电话、长途通信等。
在调频广播领域,FSK被用于调频广播信号的编码和解码等。
总之,FSK芯片是一种常用的数字调制芯片,采用频移键控调制技术,用于数据传输、语音通信和调频广播等领域。
它通过将数字信号转换成两个不同频率的模拟信号,实现了在无线通信中的传输和解码过程。
配合其他相关模块,FSK芯片可以实现高效可靠的通信和数据传输。
- 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)。
第18卷 第1期 四川理工学院学报(自然科学版)V ol.18 No.1JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF2005年3月 SCIENCE & ENGINEERING(NATURAL SCIENCE EDITION)Mar.2005文章编号:1673-1549(2005)01-0046-03一种应用于FSK调制器的数字可编程振荡器彭 烨1,陈昌明2(1. 四川理工学院电子与信息工程系,四川自贡 643000;2. 四川省盐业学校四川自贡 643000)摘 要:介绍了一种可用作FSK调制器的数字可编程振荡器(DPO)的设计。
该振荡器使用一片PLL 电路LM 565,其VCO的中心振荡频率由8031单片机经由CMOS CD4066开关所接的电阻阵列来控制。
在88KHz-678KHz数字可变的频率范围内获得了良好的方波和三角波。
将电路改动为一个正弦的DPO 后,得到了一个由8031控制的相位连续的BFSK调制输出。
关键词:数字可编程振荡器;PLL;BFSK中图分类号:TN75 文献标识码:A引言振荡器在电子通信系统的设计中起着十分关键的作用。
在振荡器的设计中,频率的稳定和电路的简洁都是我们所要考虑的主要因素[1]。
由于采用传统的LC电路所设计的振荡器的的频率稳定度不好,调节范围较窄,且不易实现程控,因而远远不能满足现在在频率合成[2],FSK调制[3]技术等方面对振荡器的较高要求。
为此,笔者设计了一种频率稳定度高,线性良好,频率调节范围宽,并能由编程实现所需输出波形的数字可编程振荡器DPO(Digitally Programmable Oscillator)。
该DPO主要由一片PLL(Phase Locked Loop)电路LM565[4]和8031单片机组成,其电路组成参见图1。
由8031单片机输出的控制信号经由8255去控制CMOS CD4066开关[5],改变与之相接的电阻阵列的总电阻,从而实现频率的变化。
该电阻阵列中的电阻按2 N (N=0,1,2,3,…)取值,本电路中N只取至3。
当CD4066的所有开关都闭图1 数字可编程振荡器电路组成合后,电阻阵列的总阻值最小,频率最高;反之,总阻值最大,频率最低[5]。
若将LM565输出的三角波经过一个波形变换电路,便可得到一个正弦波输出。
由此DPO的设计得到启示,只要将电路稍作改变,就可以得到一个在实际的通信系统设计中非常收稿日期:2004-11-24作者简介:彭 烨(1969-),女,四川泸县人,讲师,主要从事应用电子技术、通信方面的研究。
第18卷 第1期 彭烨等:一种应用于FSK调制器的数字可编程振荡器47有用的BFSK信号。
1 DPO的设计该DPO的详细电路示于图1。
振荡产生的方波和三角波的频率[6]由下式确定f 0 =0.3/ (nRC) (1)其中n为控制字W3 W2 W1 W0所对应的十进制数。
控制字{W3 W2 W1 W0 }由8031经由8255 PPI产生,然后去控制CD4066的四个开关,从而得到一个特殊的电阻(nR)。
为使电路的工作性能最佳,参照LM565芯片厂商提供的外接电路,再经实验确定R的取值为1KΩ,nR的取值范围在2KΩ—15KΩ内。
在表1中给出了控制字所对应的二进制编码。
表1 控制字的二进制编码n W3W2W1W0 n W3W2W1W015 14 13 12 11 10 9 8 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 176543211 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 0 (禁用)1 1 1 1 (禁用)需要注意的是若想要得到一个正弦波形,必须在波形变换电路和LM565之间加接一个缓冲器,以防止DPO和正弦波形发生器之间互相影响。
若输出信号的电平达不到实际要求,还可根据需要加接电平位移电路。
图2 正弦DPO电路组成2 BFSK调制器的设计在BFSK调制体系中,数字基带信号需要两种不同频率的载波,相应的就需要产生载波的两种振荡器。
而在本设计电路中,只需通过改变DPO电路中的一个开关所控制的电阻阵列的阻值,就可在正弦DPO中得到两种不同频率的载波信号。
BFSK的详细电路如图2所示。
其所需的数字基带信号是一个由8031单片机P1口输出的长度为7的PN序列码(1101001),该序列码的产生可通过编制比较简单的汇编程序来实现[5]。
从8031输出的PN序列码经缓冲倒相后去控制与电阻阵列相接的CMOS开关,继而实现电阻阵列的阻值的改变。
由图2的电路可知,当输出的PN序列为高电平时,此时总阻值为R M (n=12)的电阻阵列与正弦DPO相接,并产生一种频率f M;当PN序列为低电平时,电阻阵列的总阻值为R S (n=4),并产生频率f S 。
由式(1)可知:f S>f M。
因此调制器根据相应的数字基带信号交替地产生频率为f S 和f M 的波形,从而得到一个相位连续的BFSK调制输出。
在这里值得一提的是,当用开关去控制电阻阵列中的任意两个电阻时,就可获得两个频率合成的信号,这就为跳频发射系统FHTS(Frequency Hopping Transmission System)中所需的调制器的设计[7]提供了一种可行的方案。
48 四川理工学院学报(自然科学版) 2005年3月-202V o l t a g e (V )Time图3 振荡频率随控制字的变化关系曲线 图4 BFSK 调制器输出波形3 试验结果根据图1所示电路进行相应的软件和硬件调试,测试结果表明:可以获得频率范围为88KHz—678KHz 的线性良好的方波和三角波输出。
在图3中给出了控制字所对应的十进制数与理论频率及实际测试频率的关系曲线。
由图中可看出,在各个控制字下测试的频率与理论计算值基本上一致。
通过加接缓冲器和运算放大器,就可将DPO 改成正弦DPO ,正弦DPO 的频率变化仍然是通过8031单片机送出的控制字来实现。
在本文所述的BFSK 调制器中,f S (n=4)为342KHz,f M (n=12)为112KHz ,当PN 序列为1101001时,其输出的BFSK 波形见图4。
4 结 论本文中所述的DPO 的主要特点是电路简单和数字可编程。
该电路可作为函数发生器。
若增加电阻阵列,改变电容C,便可进一步扩展频率调节范围。
更为重要的是得到了在BFSK 调制器中实现两个合频信号的设计暗示,这在跳频发射系统的相关设计中是非常值得借鉴的。
参 考 文 献:[1] Williams A B. (Ed.) Designer’s handbook of Integrated Circuits[M]. New York: McGraw-Hill, 1984. [2] 戴逸民. 频率合成与锁相技术[M]. 安徽: 中国科学技术大学出版社, 1995. [3] 曹志刚, 钱亚生. 现代通信原理[M]. 北京: 清华大学出版社, 1992. [4] http ://www.ational.om. National Semiconductor. MAY 1999.[5] 何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]. 北京: 北京航天大学出版社,1990. [6] Boylestad R, Nashelsky L. Electronic Devices and Circuit Theory[M]. New York: Prentice-Hall of India, 1997. [7] Ha T T. Digital Satellite Communications[M]. New York: Macmillan Publishing Company, 1986.Digitally Programmable Oscillator for FSK Modulator ApplicationsPENG Ye 1, CHEN Chang-ming 2(1. Electronics and Information Engineering Dept., Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China;2. Sichuan School of Salt Industry, Zigong 643000, China)Abstract: The design of a Digitally Programmable Oscillator (DPO) is described for applications in the area of FSK modulator. DPO is designed using a PLL chip LM565, the centre frequency of VCO within which is controlled by 8031 microcontroller using a Resistor Array implemented by CMOS CD4066 switches. Good quality square and triangular waves are obtained from the block whose frequencies in the range of 88KHz to 678KHz are varied digitally. DPO will be a sinusoidal DPO by improving the circuit. A good quality FSK output are easily obtained with good phase continuity which is controlled by using 8031 microcotroller.Key words: digitally programmable oscillator; PLL; BFSK。