FSK的调制与解调的分析

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FSK信号调制与解调技术

FSK信号调制与解调技术

1 引言1.1 研究的背景与意义现代社会中人们对于通信设备的使用要求越来越高,随着无线通信技术的不断发展,人们所要处理的各种信息量呈爆炸式地增长。

传统的通信信号处理是基于冯·诺依曼计算机的串行处理方式,利用传统的冯·诺依曼式计算机来进行海量信息处理的话,以现有的技术,是不可能在短时间内完成的。

而具于并行结构的信息处理方式为提高信息的处理速度提供了一个新的解决思路。

随着人们对于通信的要求不断提高,应用领域的不断拓展,通信带宽显得越来越紧张。

人们想了很多方法,来使有限的带宽能尽可能的携带更多的信息。

但这样做会出现一个问题,即:信号调制阶数的增加可以提升传送时所携带的信息量,但在解调时其误码率也相应显著地提高。

信息量不断增加的结果可能是,解调器很难去解调出本身所传递的信息.如果在提高信息携带量的同时,能够找到一种合适的解调方式,将解调的误码率控制在允许的范围内,同时又不需要恢复原始载波信号,从而降低解调系统的复杂程度,那将是很好的。

通信技术在不断地发展,在现今的无线、有线信道中,有很多信号在同时进行着传递,相互之间都会有干扰,而强干扰信号也可能来自于其它媒介。

在军事领域,抗干扰技术的研究就更为必要。

我们需要通信设备在强干扰地环境下进行正常的通信工作.目前常用的通信调制方法有很多种,如FSK、QPSK、QAM等。

在实际的通信工程中,不同的调制制式由于自身的特点而应用于不同场合,而通信中不同的调制、解调制式就构成了不同的系统.如果按照常规的方法,每产生一种信号就需要一个硬件电路,甚至一个模块,那么要使一部发射机产生几种、几十种不同制式的通信信号,其电路就会异常复杂,体积重量都会很大。

而在接收机部分,情况也同样是如此,即对某种特定的调制信号,必须有一个特定的对应模块电路来对该信号进行解调工作。

如果发射端所发射的信号调制方式发生改变,这一解调模块就无能为力了。

实际上,随着通信技术的进步和发展,现代社会对于通信技术的要求越来越高,比如要求通信系统具有最低的成本、最高的效率,以及跨平台工作的特性,如PDA、电脑、手机使用时所要求的通用性、互连性等。

FSK-调制与解调-通信报告

FSK-调制与解调-通信报告

实验九FSK调制解调原理实验一、实验目的1、掌握FSK调制的工作原理及电路组成;2、掌握锁相解调FSK的原理和实现方法。

二、实验电路工作原理32K选频输出时钟图9-1 FSK调制解调电原理框图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。

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。

(一)FSK调制电路工作原理FSK调制解调电原理框图,如图9-1所示;图9-2是它的调制电路电原理图。

输入的基带信号分成两路,一路控制f1=64KHz的载频,另一路经倒相去控制f2=128KHz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=64KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关1关闭,模拟开关2开通。

此时输出f2=128KHz,于是可在输出端得到已调的FSK信号。

图9-2 FSK调制电路电原理图图9-3 FSK解调电路电原理图(二)FSK 解调电路工作原理FSK 集成电路模拟锁相环解调器由于性能优越,价格低廉,体积小,所以得到了越来越广泛的应用。

解调电路电原理图如图9-3所示。

FSK 集成电路模拟锁相环解调器的工作原理是十分简单的,只要在设计锁相环时,使它锁定在FSK 的一个载频如f1上,对应输出高电平,而对另一载频f2失锁,对应输出低电平,那末在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列。

FSK 锁相环解调器中的集成锁相环选用了HEF4046。

压控振荡器的中心频率设计在128KHz 。

其参数选择要满足环路性能指标的要求。

从要求环路能快速捕捉、迅速锁定来看,低通滤波器的通带要宽些;从提高环路的跟踪特性来看,低通滤波器的通带又要窄些。

因此电路设计应在满足捕捉时间前提下,尽量减小环路低通滤波器的带宽。

当输入信号为64KHz 时,环路失锁。

此时环路对64KHz 载频的跟踪破坏。

FSK调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告

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1.深入理解频移键控(FSK)调制的基本原理和特点;2.掌握FSK调制和解调的实验方法和技能;3.通过实验观察和分析FSK调制解调的性能和应用。

二、实验原理频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)是一种常见的数字调制方法,它利用不同频率的信号代表二进制数据中的“0”和“1”。

在FSK调制中,输入信号被分为两种频率,通常表示为f1和f2,分别对应二进制数据中的“0”和“1”。

FSK调制的基本原理是将输入的二进制数据序列通过频率切换的方式转换为高频信号序列。

具体来说,当输入数据为“0”时,选择频率为f1的信号进行传输;当输入数据为“1”时,选择频率为f2的信号进行传输。

解调过程中,接收端将收到的混合信号进行滤波处理,根据不同的频率将其分离,再通过低通滤波器恢复出原始的二进制数据序列。

三、实验步骤1.FSK调制过程(1) 将输入的二进制数据序列通过串并转换器转换为并行数据序列;(2) 利用FSK调制器将并行数据序列转换为FSK信号;(3) 通过高频信道发送FSK信号。

2.FSK解调过程(1) 通过高频信道接收FSK信号;(2) 利用FSK解调器将FSK信号转换为并行数据序列;(3) 通过并串转换器将并行数据序列转换为原始的二进制数据序列。

四、实验结果与分析1.FSK调制结果与分析在FSK调制实验中,我们选择了两种不同的频率f1和f2分别表示二进制数据中的“0”和“1”。

通过对输入的二进制数据进行FSK调制,我们成功地将原始的二进制数据转换为FSK信号,并可以通过高频信道进行传输。

在调制过程中,我们需要注意信号转换的准确性和稳定性,以确保传输的可靠性。

2.FSK解调结果与分析在FSK解调实验中,我们首先接收到了通过高频信道传输过来的FSK信号,然后利用FSK解调器将信号转换为并行数据序列。

最后,通过并串转换器将并行数据序列恢复为原始的二进制数据序列。

FSK调制解调实验报告

FSK调制解调实验报告

FSK调制解调实验报告实验报告:FSK调制解调引言:FSK (Frequency Shift Keying)调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术,通过改变信号的频率来表示数字信息。

FSK调制解调器在通信系统中起着重要的作用,因此,理解FSK调制解调原理并进行实验验证是非常有意义的。

实验目的:1.理解FSK调制解调原理。

2.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制解调仿真。

3.通过硬件电路搭建进行FSK调制解调实验。

实验原理:FSK解调:FSK解调器将接收到的数字信号转换为模拟信号,并检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。

解调器通过比较两个频率的能量来确定输入信号的频率,然后根据已知的频率对照表将其转换为对应的二进制数字。

实验步骤:1.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制仿真:a.设计一个数据源,例如一个随机生成的二进制序列。

b.将二进制序列转换为FSK调制信号,即将0转换为低频率信号,将1转换为高频率信号。

c.添加噪声以模拟真实通信环境。

d.绘制调制后的信号波形。

2.使用软件进行FSK解调仿真:a.使用接收到的调制信号作为输入信号。

b.设计一个解调器来检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。

c.绘制解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。

3.使用硬件电路进行FSK调制解调测试:a.搭建FSK调制电路,将输入的二进制序列转换为FSK信号。

b.使用示波器观察调制后的信号波形。

c.搭建FSK解调电路,将接收到的调制信号转换为原始的二进制序列。

d.使用示波器观察解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。

实验结果与分析:通过软件仿真可以得到调制后的信号波形,并通过解调获得原始的二进制序列。

这些结果可以与原始输入信号进行比较,以验证FSK调制解调的准确性。

通过硬件电路测试,可以观察到调制后的信号波形以及解调后的信号波形,进一步验证了FSK调制解调的可行性。

结论:通过FSK调制解调实验,我们可以更好地理解FSK调制解调的原理,并通过软件仿真和硬件搭建实验来验证其可行性。

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验移频键控频移键控 (FSK) 是数字通信中一种重要的调制方式,它将数字信息信号调制成由两种不同频率的正弦波组成的高频信号,其中一个频率表示二进制 0,另一个频率则表示二进制 1,然后将这个高频信号传输到接收端,通过解调还原出原始数据。

FSK 可以用于无线电、音频甚至光学信号的传输。

在本文档中,将介绍如何进行移频键控 FSK 调制与解调的实验,通过实验理解FSK 调制与解调原理,并掌握 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

实验步骤步骤1:准备工作首先,需要准备一台 FSK 调制解调器和一台示波器,并连接起来。

电源供应和示波器探针的连接应当正确无误。

步骤2:FSK 调制信号产生在第一阶段,需要产生一个双音调信号,即表示二进制 0 和 1 的两种频率。

在此实验中,我们选择使用两个正弦波。

这两个频率theta1 和theta2 需要合理选择,可以根据具体实验需要而定。

在产生双音调信号的输出端,通过移频键控 FSK 调制模块进行调制。

由于移频键控 FSK 调制方案较简单,因此可以使用简单通用的运算放大器组成移频键控 FSK 调制电路。

步骤3:传送 FSK 调制信号通过 FSK 调制的信号输出端,将信号输入到示波器中进行观测,用示波器观测检验 FSK 调制信号的准确性。

步骤4:接收 FSK 调制信号并解调使用 FSK 解调器,并将 FSK 调制信号输入演示信号输入端,将解调信号传输至演示信号输出端,观察解调的准确性。

步骤5:验证解调正确性将演示信号输出端与示波器探针连接,观察解调的准确性。

通过移频键控 FSK 调制与解调的实验,我们深入理解了 FSK 调制与解调原理,并掌握了 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

通过本次实验,我们巩固了数字通信学习的基础,为进一步的深入研究奠定了坚实的基础。

FSK调制与解调系统的仿真与分析

FSK调制与解调系统的仿真与分析

FSK调制与解调系统的仿真与分析
FSK(Frequency Shift Keying,频率移键)调制与解调系统是一种常用的数字调制与解调技术,用于将数字信号转换为调制信号,并通过解调器还原出原始信号。

FSK调制与解调系统在无线通信、数据传输等领域具有广泛的应用。

在进行FSK调制与解调系统的仿真与分析时,可以采用MATLAB等软件工具进行模拟实验。

首先,在进行FSK调制时,需要设置载波频率和比特率,并生成数字信息序列。

然后,根据数字信息序列和载波频率,生成对应的调制信号。

调制信号可以通过频谱分析等方法进行分析和评估。

在进行FSK解调时,可以通过对接收到的调制信号进行采样,并使用FFT等方法进行频谱分析,以判断接收到的信号所对应的频率。

接下来,根据接收信号的频率和预先设定的比特率,还原出原始的数字信息序列。

通过比对原始和解调后的数字信息序列,可以评估解调的准确性和误码率等性能指标。

在FSK调制与解调系统的仿真与分析中,需要考虑到多种因素,如信噪比、调制索引、窗函数的选择等。

通过改变这些参数,可以评估FSK系统在不同条件下的性能表现,从而优化系统设计和参数选择。

总之,FSK调制与解调系统的仿真与分析是研究和优化数字调制技术的关键环节,通过合理的模拟实验和性能评估,可以提高FSK系统的可靠性和性能,并应用到实际的通信和数据传输中。

FSK调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告1. 实验目的本次实验旨在了解FSK调制及解调原理,并通过实践掌握其实现方法。

主要内容包括:1.了解FSK调制及解调原理;2.掌握FSK调制解调的实现方法;3.验证FSK调制解调的正确性。

2. 实验原理2.1 FSK调制原理FSK调制就是将待传输的信息信号通过在不同的频率上进行调制,从而使信号能够在载波上传输的调制方式。

其基本原理如下:将准备发送的低频信号(m(t))的幅度等效为模拟式数字信号,通过频率劈裂产生两个频率分别为f1和f2的载波信号,然后将m(t)信号加到其中一个载波上,m(t)信号经过调制后,就可传送该信号f1载波的频段。

同理,m(t)信号也可以加到另一个载波上,这个信号就可以传送f2载波的频段。

具体的数学描述为:s(t)=Acos(2πf1t), (m(t)>=0);s(t)=Acos(2πf2t), (m(t)<0);其中,m(t)为信号的幅度,f1和f2分别是两个载波频率,A是使用的载波偏移量。

将传输的差分FSK信号转换为基频(F0)的正弦波信号,通过一个鉴频器(包括一个本振发生器、一个四象限乘法器和一个低通滤波器)将接收到的信号解调为原来的信号。

其基本原理如下:传输的信息被调制后后,接收的信号采用同样的方法分成两个部分,对每个部分分别进行解调,然后通过比较解调出来的两个信号的幅度大小即可得到原来发送的信息。

模块分为两个模块的组成,一个是FSK激励信号的发射模块,一个是FSK解调信号的接收模块。

fsk调制模块,由信号源、两路解调模块、FSK调制器和混频器组成, fsk解调模块,由前置放大、两路鉴频器、差分比较器、计数器等组成。

3. 实验装置及材料(1)信号发生器(2)示波器(3)功率放大器(4)低通滤波器(5)鉴频器(包括本振发生器、乘法器和低通滤波器)4. 实验过程及结果首先,对于fsk调制信号,我们搭建了一个基于ad654的fSK调制器,并通过示波器观察到了调制前后fsk波形的变化,确认了fsk信号的调制正确。

FSK调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告

实验四F S K调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生FSK信号的方法。

2、掌握FSK非相干解调的原理。

二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图FSK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号,基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号,然后相加合成FSK调制输出;已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况,通过上、下沿单稳触发电路再相加输出,最后经过低通滤波和门限判决,得到原始基带信号。

四、实验步骤实验项目一FSK调制概述:FSK调制实验中,信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。

本项目中,通过调节输入PN序列频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。

1、关电,按表格所示进行连线。

2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【FSK数字调制解调】。

将9号模块的S1拨为0000。

调节信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V,调节W3使256KHz载波信号的峰峰值也为3V。

3、此时系统初始状态为:PN序列输出频率32KH。

4、实验操作及波形观测。

(1)示波器CH1接9号模块TH1基带信号,CH2接9号模块TH4调制输出,以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出,验证FSK调制原理。

(2)将PN序列输出频率改为64KHz,观察载波个数是否发生变化。

实验项目二FSK解调概述:FSK解调实验中,采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。

实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证FSK解调原理。

观测解调输出的中间观测点,如TP6(单稳相加输出),TP7(LPF-FSK),深入理解FSK解调过程。

1、保持实验项目一中的连线及初始状态。

2、对比观测调制信号输入以及解调输出:以9号模块TH1为触发,用示波器分别观测9号模块TH1和TP6(单稳相加输出)、TP7(LPF-FSK)、TH8(FSK解调输出),验证FSK解调原理。

基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析

基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析

基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析摘要:本文是基于matlab环境下对信号的调制与解调和误码率的分析,以及硬件实验与理论仿真实验的比较。

方法是通过matlab软件进行数学建模软件编程使模拟仿真成功,而硬件实验是利用现有实验设备进行实验分析。

根据二者在各个方面不同的特点,取长补短应用于教学之中。

关键词: Matlab;环境;调制;解调;分析中图分类号: TN91 文献标识码: B1引言MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。

业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB 的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注。

MATLAB特点: 一,数值计算功能,在MATLAB中,每个数值元素都视为复数,而且只有双精度(64位)一种数据格式,省去多种的设置,虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价,却使MATLAB的编程大大简化。

MATLAB的数值计算基本功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等。

二,符号计算功能,在实际应用中,除了数值计算外,还需要得到方程的解析解,简化和展开多项式和函数表达,求解函数值等,所有这些均属于符号计算的领域。

三,便栈式的编程语言,与Fortran和C等高级语言相比,MATLAB的语法规则更简单,更贴近人的思维方式和表达习惯,使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样。

四,强大而简易的作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图。

五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标,大大方便了用户。

自动检测和显示程序错误,减轻编程和调试的工作量。

六,丰富实用的工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分。

fsk调制及解调实验报告

fsk调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告简介在通信领域,频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)调制和解调是常见的数字调制技术,广泛应用于无线通信和数据传输系统中。

本实验报告将详细介绍FSK调制和解调的原理、实验步骤和结果分析。

原理FSK调制是利用不同频率的载波信号来表示数字信息。

在FSK调制中,两个不同频率的载波信号代表了两个不同的数字信号。

例如,在二进制数字通信中,0可以用低频率表示,而1可以用高频率表示。

FSK调制的原理是通过将数字信号转化为频率信息并将其叠加到载波信号上。

通过调整载波频率来传输数字信号的不同值。

FSK解调是将接收到的FSK信号恢复为原始数字信号。

解调过程包括接收信号的滤波和判决两个主要步骤。

滤波用于消除噪声和非目标频率分量,而判决用于确定接收信号所代表的数字信号的值。

实验步骤1.搭建实验电路–使用信号发生器生成两个不同频率的正弦波,分别作为两个载波信号。

–将数字信号源与信号发生器连接,使得数字信号源能够控制载波信号的频率。

–将两个载波信号叠加,并将叠加后的信号送入模拟调制电路。

–将模拟调制电路的输出连接到示波器,以便观察FSK调制后的信号波形。

2.观察和分析调制波形–调整信号发生器的频率和数字信号源的输入,观察调制后的波形特征。

–分析不同数字信号输入时,调制波形的频率变化情况。

–根据调制波形的特点,判断FSK调制是否正确实现。

3.进行FSK解调实验–将调制后的信号输入到解调电路中。

–使用合适的滤波器,滤除噪声和非目标频率分量。

–通过判决电路,将解调后的信号恢复为原始数字信号。

4.观察和分析解调结果–使用示波器观察解调后信号的波形特征。

–将解调后的信号与原始数字信号进行比较,分析解调的准确性和误差情况。

实验结果和分析经过搭建实验电路、观察、分析和解调实验,我们得到了以下实验结果和分析:1.根据观察得知,调制后的波形在不同数字信号输入时,频率发生了明显的变化。

这表明FSK调制成功。

FSK调制解调原理

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。

fsk调制解调实验报告

fsk调制解调实验报告

fsk调制解调实验报告FSK调制解调实验报告引言:FSK调制解调是一种常见的数字通信调制解调技术,广泛应用于无线通信、物联网等领域。

本实验旨在通过搭建FSK调制解调电路,探究FSK调制解调的原理和性能。

一、实验原理FSK调制是利用不同频率的载波信号来表示数字信号的一种调制方式。

在FSK 调制中,数字信号的“0”和“1”分别对应两个不同的频率。

FSK解调则是将接收到的FSK信号转换为数字信号。

二、实验材料和方法1. 实验材料:- 函数信号发生器- 电压控制振荡器- 低通滤波器- 示波器- 数字信号发生器- 电阻、电容等基础电子元件2. 实验步骤:1) 搭建FSK调制电路:将函数信号发生器和电压控制振荡器分别连接到两个电阻和电容组成的RC 电路上,并通过开关控制两个信号源的输出。

2) 搭建FSK解调电路:将接收到的FSK信号经过低通滤波器滤波,并通过示波器观察输出波形。

3) 进行调制解调实验:使用数字信号发生器生成一组数字信号,通过调制电路将数字信号转换为FSK信号,再通过解调电路将FSK信号还原为数字信号。

观察解调后的数字信号是否与原始信号一致。

三、实验结果与分析1. FSK调制:在实验中,我们使用函数信号发生器产生两个不同频率的正弦波信号作为调制信号源,并通过开关控制信号源的输出。

当输入数字信号为“0”时,选择低频信号源输出;当输入数字信号为“1”时,选择高频信号源输出。

通过示波器观察,我们可以看到调制后的FSK信号在频域上呈现两个不同的频率分量。

2. FSK解调:经过低通滤波器滤波后,我们可以观察到解调后的信号波形。

在理想情况下,解调后的信号应与原始数字信号完全一致。

然而,在实际应用中,由于噪声和传输损耗等因素的影响,解调后的信号可能存在一定的误差。

3. 实验结果分析:通过实验,我们验证了FSK调制解调的基本原理。

FSK调制解调技术具有抗干扰能力强、传输速率高等优点,广泛应用于无线通信系统和物联网等领域。

通信原理FSK调制解调实验报告

通信原理FSK调制解调实验报告

通信原理FSK调制解调实验报告一、实验目的1.学习并掌握FSK调制解调的原理和方法;2.掌握FSK信号的频谱特性;3.搭建FSK调制解调电路,了解FSK调制解调的实际应用。

二、实验仪器1.示波器、信号发生器、示例开关等。

三、实验原理FSK(Frequency Shift Keying)调制即频移键控调制,是一种常用的数字调制方式之一、它通过改变载波频率的方式来表示数字信号的不同状态。

在FSK调制中,有两个不同的频率用于表示两种不同的数字。

在FSK调制中,若数字“0”对应的频率为f1,数字“1”对应的频率为f2,则它们可以分别用sin(2π f1 t)和sin(2π f2 t)的信号波形来表示。

四、实验步骤1.搭建FSK调制解调电路;2.输入数字信号源,调整信号发生器的频率控制,设置f1和f2的值;3.进行调制解调实验,观察示波器波形。

五、实验结果及分析1.频谱特性:FSK调制信号的频谱特性是两个频率与余弦正弦信号的卷积。

2.示波器波形:通过示波器可以观察到模拟信号在调制解调过程中的波形变化。

六、实验总结本次实验中,我们通过搭建FSK调制解调电路,了解了FSK调制解调的原理和方法。

通过实验,我们对FSK调制解调的频谱特性和波形变化有了更加深入的理解。

FSK调制解调在实际应用中具有广泛的用途,可以用于通信系统中的数据传输、调幅解调等方面。

在实验过程中,我们还发现了一些问题,例如调试电路的过程中可能出现信号干扰、波形失真等情况,需要进行相应的调整和优化。

通过本次实验,我们掌握了FSK调制解调的原理和方法,并对其实际应用有了更加深入的了解。

希望今后能够进一步应用所学的知识,不断提高实际操作的能力。

实验4 FSK调制与解调实验报告

实验4 FSK调制与解调实验报告
现代通信原理实验报告
实验室名称:通信原理实验室实验日期:年月日
学院
班级、组号
姓名
实验项目名称
FSK调制与解调实验
指导
பைடு நூலகம்教师
一、实验目的
二、实验内容
三、实验仪器
四、实验原理
五、实验步骤
六、实验结果及分析
FSK基带输入:信号源测试点NRZ输出的15.625KHz方波
(SW04、SW05设置为00000001 00101000,128分频);
6、FSK—OUT输出的波形(FSK解调信号经电压比较器后的信号输出点,未经同步判决,与FSK判决电压调节的调节幅度有关)
7、FSK解调输出测试点输出的波形(经过同步判决,解调后的波形与FSK判决电压调节的调节幅度有关)
七、实验思考题解答
1、经过整型2后,得到与判决电压比较后的波形,它与最终输出的FSK解调波形一样,为什么我们还要在整型2后的抽样判决时引入位同步信号?(提示:只有引入位同步信号才能知道码元宽度,才知道是几个1,几个0)
FSK载波输入1:信号源测试点64K正弦波输出的正弦波;
FSK载波输入2:信号源测试点32K正弦波输出的正弦波;
1、FSK基带输入波形
2、FSK调频波波形
3、单稳态输出1波形(FSK已调信号经单稳1的信号输出)
4、单稳态输出2波形(FSK已调信号经单稳2的信号输出)
5、过零检测输出的波形(FSK已调信号经过零检测后的信号输出)
2、为什么位同步信号不直接从信号源的BS信号引入,而要经过同步信号提取模块提取?(提示:信号源是发送者,实际通信系统中不可能从发送方拉一条线到接收方传送同步信号,而是从接收信号中提取同步信号。)
八、调试中遇到的问题及解决方法

实验3 FSK (ASK)调制解调实验

实验3 FSK (ASK)调制解调实验

实验3 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.FSK调制模块,位号A2.FSK解调模块,位号C3.时钟与基带数据发生模块,位号:G4.噪声模块,位号B5.20M双踪示波器1台6.小平口螺丝刀1只7.频率计1台(选用)8.信号连接线3根三、实验原理(一) FSK调制电路工作原理FSK调制电路是由两个ASK调制电路组合而成,它的电原理图,如图3-1所示。

16K02为两ASK已调信号叠加控制跳线。

用短路块仅将1-2脚相连,输出“1”码对应的ASK已调信号;用短路块仅将3-4脚相连,输出“0”码对应的ASK已调信号。

用短路块将1-2脚及3-4图3-1中,输入的数字基带信号分成两路,一路控制f1=32KHz的载频,另一路经反相器去控制f2=16KHz的载频。

当基带信号为“1”时,模拟开关B打开,模拟开关A关闭,此时输出f1=32KHz;当基带信号为“0”时,模拟开关B关闭,模拟开关A打开,此时输出f2=16KHz;在输出端经开关16K02叠加,即可得到已调的FSK信号。

电路中的两路载频(f1、f2)由时钟与基带数据发生模块产生的方波,经射随、选频滤波变为正弦波,再送至模拟开关4066。

载频f1的幅度调节电位器16W01,载频f2的幅度调节电位器16W02。

(二) FSK解调电路工作原理FSK解调采用锁相解调,锁相解调的工作原理是十分简单的,只要在设计锁相环时,使它锁定在FSK的一个载频上,此时对应的环路滤波器输出电压为零,而对另一载频失锁,则对应的环路滤波器输出电压不为零,那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。

FSK锁相环解调器原理图如图3-2所示。

FSK锁相解调器采用集成锁相环芯片图3-2 FSK锁相环解调器原理示意图MC4046。

fsk调制与解调实验报告

fsk调制与解调实验报告

fsk调制与解调实验报告实验报告:FSK调制与解调引言:FSK(Frequency Shift Keying)调制与解调是一种常用的数字调制解调技术,它通过改变载波频率的方式来传输数字信号。

在本实验中,我们将学习并掌握FSK调制与解调的原理和实现方法,并通过实验验证其性能。

一、实验目的:1. 了解FSK调制与解调的原理和工作方式;2. 掌握FSK调制与解调电路的设计和搭建方法;3. 验证FSK调制与解调的性能,如传输速率、误码率等。

二、实验原理:FSK调制是将数字信号转换为频率变化的模拟信号,然后通过载波进行传输。

在FSK调制中,两个不同的频率代表两个不同的二进制数字,通常用0和1表示。

调制过程中,数字信号的0和1分别对应两个不同的频率,例如0对应低频率f1,1对应高频率f2。

FSK解调是将接收到的FSK信号转换回数字信号的过程。

解调器通过检测信号的频率变化来判断接收到的是0还是1。

通常使用频率鉴别器或相干解调器来实现。

三、实验步骤:1. 设计和搭建FSK调制电路:a. 使用555定时器作为多谐振荡器,设置两个不同的频率f1和f2作为调制信号;b. 将调制信号与载波信号进行混合,得到FSK调制信号。

2. 设计和搭建FSK解调电路:a. 使用频率鉴别器或相干解调器来实现FSK解调;b. 解调器将接收到的FSK信号转换为数字信号。

3. 进行实验测试:a. 输入一组二进制数字信号,通过FSK调制电路将其转换为FSK信号;b. 将FSK信号输入到FSK解调电路,观察解调结果是否与输入信号一致;c. 测试不同的传输速率,记录误码率。

四、实验结果与分析:1. 实验测试结果表明,FSK调制与解调能够实现数字信号的传输和还原,解调结果与输入信号一致。

2. 传输速率对FSK调制与解调的性能影响较大。

传输速率过高可能导致误码率增加,传输速率过低可能导致传输延迟。

3. 在实验中,我们可以根据实际需求选择合适的调制频率和解调方法,以达到较低的误码率和较高的传输速率。

fsk调制及解调实验报告

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。

FSK调制及解调实验报告

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调制及解调实验报告

fsk调制及解调实验报告

fsk调制及解调实验报告FSK调制及解调实验报告引言:FSK调制(Frequency Shift Keying)是一种常见的数字调制技术,广泛应用于通信领域。

本实验旨在通过实际操作,深入了解FSK调制与解调的原理和过程,并通过实验结果验证理论分析。

一、实验目的通过实验深入了解FSK调制与解调的原理和过程,掌握实际操作技巧,并通过实验结果验证理论分析。

二、实验原理1. FSK调制原理:FSK调制是通过改变载波信号的频率来表示数字信号的一种调制技术。

在FSK 调制中,两个不同的频率分别代表二进制数字0和1,通过切换频率来表示数字信号的变化。

2. FSK解调原理:FSK解调是将调制后的信号恢复为原始数字信号的过程。

解调器通过检测接收信号的频率变化来区分数字信号的0和1。

三、实验步骤1. 准备工作:搭建实验电路,包括信号发生器、调制电路和解调电路。

确保电路连接正确并稳定。

2. FSK调制实验:将信号发生器的输出连接到调制电路的输入端,调制电路通过改变输入信号的频率来实现FSK调制。

调制电路输出的信号即为FSK调制信号。

3. FSK解调实验:将调制电路的输出连接到解调电路的输入端,解调电路通过检测输入信号的频率变化来恢复原始数字信号。

解调电路输出的信号即为解调后的数字信号。

4. 实验结果记录与分析:记录不同输入信号对应的调制信号和解调后的数字信号,并进行分析。

通过比较解调后的数字信号与原始数字信号的一致性,验证FSK调制与解调的准确性。

四、实验结果与讨论在实验中,我们选择了两个不同频率的输入信号,分别对应二进制数字0和1。

通过调制电路和解调电路的处理,成功实现了FSK调制与解调。

通过对比解调后的数字信号与原始数字信号,我们发现它们完全一致,验证了FSK调制与解调的准确性。

实验结果表明,FSK调制与解调是一种可靠有效的数字调制技术。

五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了FSK调制与解调的原理和过程,并通过实际操作验证了理论分析的准确性。

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学年论文目录1、引言 (2)2、FSK在硬件实验下的分析 (3)3、FSK在matlab环境下的分析 (7)4、教学中的应用 (11)5、总结 (12)参考文献 (13)英文摘要 (14)1FSK的调制与解调的分析包满都拉(学号:200612306)(物理与电子信息学院 04级电子信息工程班,内蒙古呼和浩特 010022)指导教师:李红岩摘要:本文是基于matlab环境下对信号的调制与解调和误码率的分析,以及硬件实验与理论仿真实验的比较。

方法是通过matlab软件进行数学建模软件编程使模拟仿真成功,而硬件实验是利用现有实验设备进行实验分析。

根据二者在各个方面不同的特点,取长补短应用于教学之中。

关键词: Matlab;环境;调制;解调;分析中图分类号: TN91 文献标识码: B1引言MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。

业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB 的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注。

MATLAB特点: 一,数值计算功能,在MATLAB中,每个数值元素都视为复数,而且只有双精度(64位)一种数据格式,省去多种的设置,虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价,却使MATLAB的编程大大简化。

MATLAB的数值计算基本功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等。

二,符号计算功能,在实际应用中,除了数值计算外,还需要得到方程的解析解,简化和展开多项式和函数表达,求解函数值等,所有这些均属于符号计算的领域。

三,便栈式的编程语言,与Fortran和C等高级语言相比,MATLAB的语法规则更简单,更贴近人的思维方式和表达习惯,使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样。

四,强大而简易的作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图。

五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标,大大方便了用户。

自动检测和显示程序错误,减轻编程和调试的工作量。

六,丰富实用的工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分。

扩展部分成为工具箱。

工具箱分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。

功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,可视建摸仿真功能以及文字处理功能等。

学科性工具箱专业性比较强,如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱、小波工具箱等。

MATLAB6.x的集成环境,在Windos桌面,双击MATLAB图标,系统就会进入MATLAB6.x 的工作环境。

MATLAB6.x的集成环境由桌面平台以及组件组成。

它包括8个组成部分:指令窗口、历史指令窗口、工作台及工具箱窗口、当前工作目录窗口、工作空间窗口、矩阵编辑器、程序编辑器和帮助浏览器。

MATLAB帮助系统,MATLAB为用户提供了三种帮助功能:一.利用帮助菜单获取帮助信息。

单击MATLAB工作窗口的菜单栏Help菜单项,弹出帮助菜单项。

选择Help Window 选项,可以打开MATLAB的主题窗口。

选择Help Desk选项,可以打开MATLAB帮助工作台。

二.通过指令窗口获取帮助信息,用户可以在指令窗口直接键入帮助指令来获得帮助。

三.使用演示功能(Demo)。

MATLAB带有生动直观的演示程序,可以帮助用户形象直观地学习和理解MATLAB的使用方法和强大的功能。

启动演示程序有下面几种方法:(一)在工作台和工具箱窗口中,列出了MATLAB和已经安装的各种工具箱。

单击欲学习的工具箱前面的“+”号,在打开的功能项中,双击Demos,即可打开演示程序。

(二)选择Help菜单Demos选项,可以打开MATLAB的演示窗口。

(三)在指令窗口中键入指令demo,同样可以打开MATLAB演示窗口。

2 FSK在硬件实验下的分析2.1FSK的硬件实验过程和结果FSK的调制与解调的硬件实验是采用中国人民解放军理工大学研制的HD8611D型号的通信原理实验箱(如下图2-1所示)和双踪示波器共同完成的。

实验原理是:传输信息中只有0,1两种代码,在调制时数字信息0对应载频w1,数字信息1对应载频w2,而且w1和w2的改变是瞬间的。

在解调时采用相干或非相干其中一种方法,然后再通过抽样判决器便可输出原始信息。

实验过程和结果是:(1)通过clk电码32KHz的方波(如下图2-2所示)和16KHz的方波(如下图2-33所示)。

图2-1图2-2 图2-3图2-4 图2-5 图2-6 图2-7 图2-8 图2-9 图2-10 图2-115图2-12(2)使两路信号通过D/A转换转变成32KHz的正弦波(如下图2-4所示)和16KHz的正弦波(如图2-5所示)。

(3)并且clk电码产生了调制信号1110010的随机信号(如下图2-6所示),产生了调制信号的反码(如下图2-7所示)。

(4)通过模拟开关和相加器进行调制,0对应载频是16KHz的正弦波,1对应载频是32KHz 的正弦波,得到了调制后的信号(如下图2-8所示),以及输入解调系统信号(如下图2-9所示)。

将输入解调系统的信号展开,可以清晰地看到两个不同信息的码元频率不同(如下图2-10所示)。

(5)调制信号与解调电路的工作时钟(如上图2-11所示)同时输入4046锁相环解调和整形电路,调节电位器W903或W904和改变CA901的电容值,使得信号得到解调(如下图2-12所示)。

2.2FSK的硬件实验结果分析通过上面的实验过程和结果与理论过程与结果对比分析,以上这个实验结果是比较准确的。

通过解调信号图2-12与调制信号图2-6的比较,二者波形相同就是存在一些时移,这是由于信号通过低通滤波器所造成的。

2.3FSK硬件实验的优劣根据对硬件实验FSK的调制与解调的测量过程和结果分析,总结出了些硬件实验的优缺点如下:优点:(1)实验器材要求比较简单。

(2)通过实验操作,须亲自调试才得出实验结果,更容易巩固和加深对知识的理解。

(3)由于实验箱已经把实验电路集成,所以测量和调试比较简单。

缺点:(1)调制信号和载频都已经被固定,没有随机性,说服力不强。

(2)实验设备不具有在课堂演示的功能。

(3)实验箱一旦发生故障,实验将不能进行。

3 FSK在matlab环境下的分析3.1FSK在matlab环境下过程与结果FSK的模拟仿真是采用的matlab软件,其在电脑运行环境如图3-1所示。

实验过程是在窗口点击matlab快捷方式,使其运行,将FSK调制与解调的程序输入框中,点击回车即可运行,运行结果后面进行分析。

图3-1在matlab环境下调制与解调的程序如下:(百分号后为程序注释)function FSKFc=10; %载频Fs=40; %系统采样频率Fd=1; %码速率N=Fs/Fd;7df=10;numSymb=25; %进行仿真的信息代码个数M=2; %进制数SNRpBit=60; %信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=[12345 54321];numPlot=15; %产生25个二进制随机码x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]); %产生25个二进制随机码figure(1)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');title('二进制随机序列')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=[0:numModPlot-1]./Fs;figure(2)plot(t,y(1:length(t)),'b-');axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信号中加入高斯白噪声figure(3)plot(t,y(1:length(t)),'b-'); %画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %相干解调figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye',M,df);title('相干解调后的信号的眼图') %带输出波形的相干M元频移键控解调figure(5)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('相干解调后的信号原序列比较')legend('原输入二进制随机序列','相干解调后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %非相干解调figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye/noncoh',M,df);title('非相干解调后的信号的眼图') %带输出波形的非相干M元频移键控解调figure(7)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z2(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('非相干解调后的信号')legend('原输入二进制随机序列','非相干解调后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %误码率统计[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);9figure(8)simbasebandex([0:1:5]);title('相干解调后误码率统计')[errorSym ratioSym]=symerr(x,z2);figure(9)simbasebandex([0:1:5]);title('非相干解调后误码率统计') %滤除高斯白噪声Delay=3;R=0.5;PropD=0; %滞后3s程序的运行过程是:首先产生25个随机序列码(如图3-2所示注:此序列为随机序列,每一次运行程序所产生的序列都不同),然后通过调用函数对该序列进行调制(如图3-3所示)。

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