2ASK调制及相干解调设计

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2ASK调制及相干解调电路设计详解

2ASK信号的一般表达式为
其中
式中：为码元持续时间；为持续时间为的基带脉冲波形。为简便起见，通常假设的高度为1、宽度等于的矩形脉冲；是第个符号的电平取值。若取
则相应的2ASK信号就是OOK信号。
图1.1 2ASK/OOK信号时间波形
1.1.2 2ASK/OOK信号的产生方法
2ASK信号的产生方式通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和建控法，相应的调制器如下图所示。
2. 基于simulink的2ASK的系统仿真
2.1 SK调制与解调
2.1.1 仿真模型建立
用MATLAB的simulink中的模块创建仿真系统。用正弦波和一个基带信号通过相乘器得到2ASK信号，然后再与载波相乘，之后通过低通滤波器滤除载波，最后通过由零阶保持器和量化编码器组成的抽样判决器，最后通过示波器观察各阶段波形。
图1.10零阶保持参数设置
（6）量化编码器的参数设置
量化的判决门限电压为零阶保持器输出信号幅度的1/2，即为0.25，量化的输出设置为[0 1],即在大于0.25时判决为1，小于0.25时判决为0。
图1.11量化编码器的参数设置
2.1.3 各阶段波形观察
2.1.3.1 基带信号
图1.12基带信号波形
2.1.2 参数设定 ..................................... 7
2.1.3 各阶段波形观察 ............................... 10
2.2 加入高斯白噪声的2ASK调制与解调 ................. 13
2.2.1仿真模型建立................................. 13
参考文献
[1]樊昌信曹丽娜通信原理(第6版) [M].北京:国防工业出版社2014

2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计

2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计相干解调器与非相干解调器是通信系统中常用的两种调制解调技术，它们在信号传输和接收方面有着不同的特点和优势。

本文将介绍2ASK 的相干解调器和非相干解调器的设计原理及应用。

一、2ASK的相干解调器设计1. 相干解调器原理相干解调器是一种通过匹配接收端的载波频率、相位和幅度，实现信号恢复的技术。

在2ASK（双倍振幅键控）的调制方式下，载波的幅度来表示信号的二进制数据，即“0”和“1”。

相干解调器通过检测载波的幅度变化，恢复出原始的二进制信号。

2. 相干解调器设计步骤（1）载波恢复：相干解调器的第一步是从接收信号中恢复载波，以便解码出原始的二进制信号。

通常会使用相位锁定环路（PLL）等技术来实现。

（2）信号检测：接下来，利用信号检测电路对恢复的载波进行幅度检测。

比如通过比较放大器的输出与一个阈值电平，判断幅度的高低，从而恢复出原始的二进制信号。

3. 相干解调器应用相干解调器适用于高带宽和低误码率的通信系统。

其优点在于能够提供较高的信号传输效率和较低的误码率，但对接收端的硬件要求较高。

二、非相干解调器的设计1. 非相干解调器原理非相干解调器是另一种常见的解调技术，不需要恢复原始的载波信息。

它是通过检测信号的能量变化来解调信号的。

在2ASK调制方式下，当信号幅度为“1”时，能量较高；当信号幅度为“0”时，能量较低。

2. 非相干解调器设计步骤（1）能量检测：非相干解调器的第一步是对接收信号的能量进行检测。

可以使用功率放大器来提升信号的能量。

（2）信号判决：接下来，通过对信号能量的比较，判断是“1”还是“0”信号。

通常是通过一个比较器和一个阈值电平来实现。

3. 非相干解调器应用非相干解调器适用于对带宽要求不高，误码率要求相对较低的通信系统。

与相干解调器相比，其硬件要求较低，但信号传输效率和误码率相对较高。

三、相干解调器与非相干解调器的比较相干解调器和非相干解调器都有各自的优势和适用场景。

2ASK调制与非相干解调、相干解调

2ASK 的调制与解调
一、实验目的
1．加深理解2ASK 调制与解调原理。

2．学会运用SystemView 仿真软件搭建2ASK 调制与解调仿真电路。

3．通过仿真结果观察2ASK 的波形及其功率谱密度。

二、仿真环境
Windows98/2000/XP
SystemView5.0
三、2ASK 调制解调原理方框图
1．2ASK 调制原理
图1 2ASK 键控产生
图2 2ASK 相乘法产生
2．2ASK 解调原理
图3 2ASK 相干解调
四、2ASK 调制解调仿真电路
1．仿真参数设置 1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==R B 波特，2ASK 信号中心载频设为Hz f s 20=。

(说明：中心载频s f 设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。

)
2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。

本次仿真取10s f ，即200Hz
3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。

为能够清晰观察每个码元波形及2ASK 信号的
功率谱密度，在仿真时对系统Stop time必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T，这时可以清楚地观察到2ASK信号的功率谱密度。

2．2ASK信号调制与解调的仿真电路图
图4 2ASK信号调制与解调仿真电路
五、仿真结果参考
图5 输入信号波形
图7 相干解调输出波形。

二进制数字调制的解调

正弦载波的频率随二进制基带信号在两个频率点间变化
相干解调、非相干解调（包络检波、过零检测）
相干解调需将二进制频移键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号进行解调
包络检波法实现较简单，常用
过零检测法利用信号“0”和“1”在一个码元持续时间内过零点的数目不同实现解调
二进制相移键控（2PSK）
正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化
相干解调（需要判决门限电平，为0）
存在倒π现象，即当恢复的相干载波产生180°倒相时，解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号相反
二进制差分相移键控（2DPSK）
利用前后相邻码元的载波相位的相对变化来表示数字信息，解决2PSK信号解调过程的反相工作问题
差分相干解调（省去了本地载波的产生与同步电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，经济可靠）
二进制数字调制的解调
调制方式
描述
解调方式
二进制振幅调制（2ASK）
正弦载波的幅度随数字基带信号而变化
相干解调（同步检测法）、非相干解调（包络检波法）
相干解调步骤：带通滤波器→相乘器（和本地载波相乘）→低通滤波器→抽样判决器
包络检波法步骤：带通滤波器→全波整流器→低通滤波器→抽样判决器
二进制频移键控（2FSK）

【2017年整理】2ASK和2PSK调制与解调实验

实验二2ASK和2PSK调制与解调实验（一）实验目的1、掌握振幅键控(ASK)调制与解调的原理，并会用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。

2、掌握相移键控(PSK)调制与解调的原理，并会用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。

（二）实验设备计算机、SystemView软件（三）实验内容1、振幅键控(ASK)调制与解调：掌握振幅键控(ASK)调制与解调的原理，并用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。

2、相移键控(PSK)调制与解调：掌握相移键控(PSK)调制与解调的原理，并用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。

（四）实验原理1、2ASK调制部分：二进制幅度键控的调制器可用一个相乘器来实现。

对于2ASK 信号，相乘器则可以用一个开关电路来代替。

调制信号为1时，开关电路导通，为0时切断。

2ASK信号表达式：S（t）=a(n)Acos（ωct）式中：A-载波幅度，ωc -载波频率，a(n)-二进制数字信号2、2PSK二进制相移键控（2PSK ）就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在连个不同的数值之间不通的数值之间切换的一种相位调制方法。

通常，两个载波相位相差π个弧度。

PSK 信号可以写成如下形式：Spsk （t ）=a(n)Acos （ωct ）1.调制部分：在2PSK 中，通常用相位0°或180°来分别表示1或-1.这里用调相法来生成2PSK ：将数字信号与载波直接相乘。

这也是DSB 信号产生的方法。

S2PSK （t ）=cos(ω0t+φ)， φ=0或πS2PSK （t ）= ACOS(ω0) a(n)=1-ACOS(ω0) a(n)= -12.解调部分2PSK 必须采用相干解调，同步载波是个关键问题。

相干接收2PSK 系统组成如图所示：对2PSK 信号相干接收的前提是首先进行载波提取，可采用平方环或科斯塔斯环来实现。

为分析方便起见，在本实验中可直接在接收端设信道输出图3-2-1 2PSK 系统组成置一个与发送端严格同步的本地载波源。

2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计

2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计在通信领域中，解调器是起着重要作用的设备，主要用于将模拟或数字信号转换成数字或模拟信号。

其中，相干解调器和非相干解调器是两种常见的解调器类型。

本文将详细介绍2ASK相干解调器和非相干解调器的设计原理和实现方法。

一、2ASK相干解调器的设计2ASK相干解调器是一种基于调幅（Amplitude Shift Keying，ASK）调制方式的解调器。

它通过检测输入信号的幅度变化来还原原始信号。

相干解调器的主要组成部分包括载波产生器、混频器、低通滤波器和信号解调器。

具体设计步骤如下：1. 载波产生器：相干解调器需要与调制时使用的载波频率相同的载波信号。

一般采用压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，VCO）产生固定频率的载波信号。

2. 混频器：将调制信号和产生的载波信号进行乘积运算，得到解调后的信号。

3. 低通滤波器：由于解调后的信号经过混频器后会包含多个频率分量，需要使用低通滤波器去除高频噪声和干扰，只保留原始信号。

4. 信号解调器：将滤波后的信号进行放大和恢复，得到最终的解调结果。

二、非相干解调器的设计非相干解调器是一种不依赖于信道状态信息的解调器，它通过对输入信号进行概率推测来实现解调。

非相干解调器的主要组成部分包括信号采样器、信号判决器和低通滤波器。

具体设计步骤如下：1. 信号采样器：将输入信号进行采样，并将连续信号转换为离散信号。

2. 信号判决器：通过比较采样值和预设的阈值来判断信号的状态。

一般情况下，如果采样值大于阈值，则判定为高电平；如果采样值小于阈值，则判定为低电平。

3. 低通滤波器：对信号判决器输出的离散信号进行平滑处理，去除高频噪声和干扰。

三、相干解调器与非相干解调器的比较相干解调器和非相干解调器在原理和性能上存在一定差异。

相干解调器可以较准确地还原原始信号，但对于信号幅度的变化较为敏感，对信号品质要求较高。

非相干解调器可以在信号品质较差的情况下实现解调，但对噪声和干扰的容忍度较低。

实验3-12ASK调制与解调

实验3-1、2ASK调制与解调实验3-1、2ASK调制与解调一、复习2ASK调制与解调的原理二、2ASK信号的产生1、调幅法：图中3、4图符为接收器，也可以用一般接收器。

在实验中，采用PN Seq来产生伪随机序列，该序列每次运行的结果都是随机的，可以生成一组随机数字序列信号作为我们的数字基带信号。

PN Seq图符中设置的参数有幅度A1、频率、相位、电平数以及偏置（offset）A2，则产生的数字序列的高电位为A1?A2，低电位为?(A1?A2)。

本实验中要求产生的高电位为1V，低电位为0V，每个数字序列持续时间为0.1s，根据这些信息设置伪随机序列图符的参数。

载波频率为40Hz，系统采样速率为100Hz，采样点为128。

实验要求：1、根据要求设置系统的参数，搭建彷真模型；2、观察波形，是否与原理符合，尤其观察出一个数字序列对应的载波数；3、比较模拟调制实现2ASK信号与键控实现的区别。

4、完成实验报告。

三、2ASK信号的解调 1、包络解调在包络解调中，我们使用到了“半波或全波整流”，这里采用的是基本库中的Function→No Linear→Half Rectifier，将“Zero Point”参数设置为0。

滤波器，对于前面的BPF滤波器起着带通作用，由于是理论彷真，本实验可以不采用，如采样则在本实验中采用低通截止频率为200Hz的Butterworth低通滤波器实现，极点设置为3；对于后面的LPF滤波器起低通滤波作用，本实验中采用采用低通截止频率为5Hz的Butterworth低通滤波器实现，极点设置为6。

抽样判决采用扩展库中的逻辑库→Gates/Buffers→Buffers，参数设置如图所示：2、相干解调比较简单，请同学们自己分析图中图符11为Operator→Delays中的延时器，参数设置为0.14，主要是为了观察同步波形。

参数的设置可以先通过设置为0观察波形，然后再比较，得到为什么需要设置该延时器。

2ASK调制及相干解调电路设计

2ASK调制及相干解调电路设计引言：本文将详细介绍2ASK调制及相干解调电路的设计。

首先，将介绍2ASK调制电路的设计过程，然后，将介绍相干解调电路的设计过程。

最后，将给出整体的电路设计。

一、2ASK调制电路设计1.载波信号发生器设计2.信息信号源设计信息信号源可以是一个音频信号源或者其他信号源。

该信号需要经过一个低通滤波器，以去除高频噪声。

3.幅度调制器设计幅度调制器将信息信号与载波信号进行调制。

可以使用一个乘法器或者一个调制电路（例如带通滤波器）实现2ASK调制。

1.相干解调原理相干解调是将调制后的信号恢复为原始信号的过程。

其原理是将调制信号与一个相干载波信号进行相乘，并通过滤波器将非基带信号去除。

2.相干载波发生器设计相干解调需要一个与调制信号相干的载波信号。

该载波信号的频率应与调制信号的频率相同，其相位应与调制信号的相位保持一致。

3.相干解调器设计相干解调器将调制信号与相干载波信号相乘，并通过低通滤波器将非基带信号去除。

可以使用乘法器和低通滤波器来实现相干解调。

三、整体电路设计```+---------++---------+Info -->，，--> Modulation --> Demodulation --> RecoveredSignal ，， + Signal --> Info SignalGenerator， 2ASK+---------+VCarrier Signal Generator```其中，Info Signal Generator是信息信号源，Carrier Signal Generator是载波信号源，Modulation是2ASK调制电路，Demodulation 是相干解调电路，Recovered Signal是解调后的信号。

设计步骤如下：1.设计信息信号源，生成所需信号的波形。

2.设计载波信号源，生成所需频率和相位的信号。

3.设计2ASK调制电路，将信息信号与载波信号进行调制。

2ASK的调制和解调（模拟调制相干解调）

数字频带传输系统及其性能估计——2ASK 的模拟调制相干解调及抗噪声性能分析一、二进制振幅键控（2ASK ）的模拟调制1、实验目的：1．了解2ASK 系统的电路组成、工作原理和特点；2．分别从时域、频域视角观测2ASK 系统中的基带信号、载波及已调信号； 3．熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝20kbit/s 。

载波信号的频率为40kHz. （1）采用乘法器实现2ASK 的调制；并观察调制信号、载波信号及2ASK 等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：振幅键控是正弦载波幅度随着基带信号的变化而变化的数字调制。

设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0序号的概率为P,发送1序号的概率为1-P,且相互独立.该二进制序号可表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑n s n ASK nT t g a t S )()(2其中 ⎩⎨⎧=PP a n －出现概率为出现概率为11s T 是二进制基带信号的时间间隔, )t (g 是时间间隔为s T 的矩形脉冲⎩⎨⎧≤≤=其它100)(Ts t t g则2ASK 信号的一般时域表达式为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑则由上式可知,2ASK 信号可以通过一个基带信号与载波信号相乘后生成,其原理框图如下:图1 2ASK 调制原理框图图2 2ASK 信号调制过程波形)101()s t 载波2ASK4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：模拟相乘法采用乘法器进行调制的组成如图3所示。

图3 模拟调制的系统组成其中图符0产生消息信号序列，传码率为20kbit/s。

图符1输出正弦波，频率为40k Hz。

图符3为一乘法器。

图符的参数设置如表1所示。

表1：模拟法图符参数设置表系统定时：起始时间0秒，终止时间747.5e-6秒，采样点数300，采样速率400e+3Hz，获得的仿真波形如图4所示。

2ASK调制器与解调器设计

2ASK调制器与解调器设计调制器和解调器是无线通信系统中重要的组件，用于将信息信号转换为适合无线传输的信号，并在接收端将其恢复为原始信号。

调制器将基带信号调制到载波信号上，而解调器则从调制信号中恢复出基带信号。

本文将详细介绍调制器和解调器的设计。

1.调制器设计调制器的设计目的是将基带信号调制到载波信号上，以便在无线信道中传输。

调制器的基本原理是将基带信号和载波信号进行其中一种形式的运算，以实现调制。

以下是调制器设计的关键步骤：1.1选择调制方案：根据实际需求选择适当的调制方案。

常见的调制方案包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。

1.2基带信号处理：对基带信号进行必要的预处理，例如滤波、幅度调整、频率压缩等。

1.3生成载波信号：根据调制方案生成相应的载波信号。

此过程通常涉及正弦波振荡器。

1.4调制运算：执行调制运算，将基带信号调制到载波信号上。

这可以通过将基带信号与载波信号相乘或相加来实现。

1.5输出模拟信号：将调制后的信号转换为模拟信号，以便进行无线传输。

解调器的设计目的是从接收到的调制信号中恢复出原始的基带信号。

解调器的关键任务是执行与调制器相反的操作。

以下是解调器设计的关键步骤：2.1接收信号处理：对接收到的信号进行必要的预处理，例如滤波、放大、频率整定等。

2.2提取载波信号：从接收到的信号中提取出载波信号。

这通常涉及到频率解调或相位解调。

2.3提取调制信号：将接收到的信号与提取的载波信号进行运算，以便提取出原始的基带信号。

这可以通过将接收到的信号与提取的载波信号相乘或相加来实现。

2.4基带信号处理：对提取出的基带信号进行必要的后处理，例如滤波、幅度恢复、频率扩展等。

2.5输出数字信号：将解调后的信号转换为数字信号，以便进行后续处理或分析。

3.设计注意事项在调制器和解调器的设计中，需要考虑以下几个关键因素：3.1带宽需求：根据应用需求确定所需的调制和解调带宽，以确保能够有效地传输和恢复原始信号。

2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计

2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计在数字通信中，解调器是一种用来将数字信号转换为模拟信号的电子设备。

根据解调器的设计，可以将其分为相干解调器和非相干解调器。

本文将介绍2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计。

相干解调器相干解调器使用一个本地振荡器和一个混合器来产生一个相位一致的调制信号。

在解调的过程中，相干解调器需要与调制信号进行比较，从而得到原始数据。

相干解调器可以处理多路信号，而且在噪声较大的环境中具有很好的性能。

2ASK相干解调器的设计2ASK相干解调器的设计流程如下：1.将调制信号发送到解调器2.解调器中的本地振荡器产生一个与调制信号相位一致的信号3.将这两个信号输入到混合器中进行比较4.将比较后的信号通过一个低通滤波器进行滤波5.得到原始数据2ASK相干解调器的电路图如下：+---------+| |+--------+ +----------+|调制信号 | 混合器 | 低通滤波器 | 输出信号+--------+ +----------+| |+----|----+||本地振荡器非相干解调器非相干解调器不需要产生一个相位一致的信号。

相反，非相干解调器采用了一个多状态的滤波器来解调调制信号。

这种解调器在噪声较小的环境中运行良好，但在噪声较大的环境中会出现误差。

2ASK非相干解调器的设计2ASK非相干解调器的设计流程如下：1.将调制信号发送到解调器2.解调器中的滤波器通过多个状态对信号进行解调3.将解调后的信号通过一个低通滤波器进行滤波4.得到原始数据2ASK非相干解调器的电路图如下：+-----------+| |+--------+ +-----------+|调制信号 | 多状态滤波器 | 低通滤波器 | 输出信号+--------+ +-----------+| |+----|------+||--------------| 多状态滤波器 |--------------相干解调器和非相干解调器的选择取决于特定应用的环境和成本要求。

通信原理-实验二2ASK调制与解调

六、实验报告要求
将信码设置为 11100110，记录以下测试点波形
1、2ASK调整
调制模块CH1-T6（绝对码波形）;CH2- T24（2ASK输出） 2、非相干解调
解调模块：CH1-T17(2ASK入)；CH2-T31(放大出)
CH1-T17(2ASK入)；CH2-T36 CH1-T17(2ASK入)；CH2-T23（频带受限出）
三、实验仪器与设备
1、双踪示波器
一台
2、数字调制模块
3、数字解调模块
一块
一块
四、实验原理
1、调制
2ASK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，即在二进制基带脉冲信号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，使在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。
2、非相干解调（过零检测）
2ASK 2ASK
放大出
畸变
① 将调制模块的P24（2ASK输出）信号送到解调模块的T17（2ASK入）。 CH1观测解调模块T17（2ASK入）的波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测解调模块T31（放大出）、T36的波形。
2ASK
2ASK
频带受限出
整形出
② CH1观测解调模块T17（2ASK入）的波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测解调模块T23（频带受限出）、T37（整形出）的波形。
CH1-T17(2ASK入)；CH2-T37（整形出）
CH1-T37(整形出)；CH2-T38（相加出） CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T24（非相干解调低通出）
CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T19（过零检测出）
CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T20（ 2ASK过零检测再生出）

实验一 2ASK的调制与解调实验

实验一 2ASK 的调制与解调实验一、实验目的1、理解ASK 调制的工作原理及电路组成。

2、理解ASK 解调的原理及实现方法。

3、熟悉multisim 软件4、用multisim 软件仿真2ASK 的调制与解调电路二、实验原理1、2ASK 的基本原理：利用载波振幅变化传递数字信息，是用一个码元持续时间Ts 内正弦载波的有和无分别代表所发送的数字信息 “1”和“0”。

最简单的二进制振幅键控方式：“通-断键控(OOK)”，信号表达式c OOK Acos t,P 1()01P 0e t ω⎧=⎨-⎩以概率发送“”时，以概率发送“”时波形：101()s t 载波2ASK2、2ASK 调制解调电路设计思路 1）调制模拟调制法（相乘器法）)键控法)开关电路2）2ASK 信号解调方法非相干解调(包络检波法)2e非相干解调过程的时间波形abcd相干解调(同步检测法)2e三、CD4066器件资料 1、管脚图CONTROL：开关控制端IN/OUT：输入/输出端OUT/IN：输出/输入端VDD：电源正VSS：电源负电源电压(VDD) ：3V ~15V输入电压(VIN)：0V ~ VDD工作温度范围(TA) −55℃~ +125℃2、功能CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。

CD4066 的每个封装内部有4 个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。

CD4066的引出端排列与CC4016一致，但具有比较低的导通阻抗。

另外，导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。

CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号，开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。

2ASK调制与解调

2ASK调制与解调的matlab/simulink仿真振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而频率和初始相位保持不变。

在2ASK中：S2ask=m(t)*cos(2*pi*f*t)，其中m(t)为数字信号，后者为载波。

载波在二进制基带信号控制下通断变化，所以又叫通-断键控（OOK）。

2ASK的产生方法有两种：模拟调制和键控法而解调也有两中基本方式：非相干解调（包络检波）和相干解调（同步检测法）DS2ask=s(t)*cos(2*pi*f*t)=0.5*m(t)+0.5*m(t)*cos(2*wc*t)乘以相干载波后，只要滤去高频部分就可以了本次仿真使用相干解调方式：2ask信号→带通滤波器与→与载波相乘→低通滤波器→抽样判决→输出以下就是matlab的仿真结果极其频谱图（省去了带通filter）可以看到解调后的信号与信源有一定的延时。

通过观察频谱图，用放大镜可以清楚的看到，2ask实现了频谱的搬移，将基带信号搬移到了fc=50hz的频率上，而且若只计频谱的主瓣则有：B2ask=2fs，fs=1/Ts其中Ts为一个码元宽度即：2ask信号的传输带宽是码元传输速率的2倍信源2ASK信号乘以相干载波后的信号经过低通滤波器后的信号经过抽样判决后的信号调制信号频谱信源频谱乘以相干载波后的频谱经过低通滤波后的频谱Matlab的程序为：clc;clear all;close all;%信源a=randint(1,10,2);t=0:0.001:0.999;m=a(ceil(10*t+0.01));subplot(511)plot(t,m);axis([0 1.2 -0.2 1.2]);title('信源');%载波f=50;carry=cos(2*pi*f*t);%2ASK调制st=m.*carry;subplot(512);plot(t,st)axis([0 1.2 -1.2 1.2])title('2ASK信号')%加高斯噪声nst=awgn(st,70);%解调部分nst=nst.*carry;subplot(513)plot(t,nst)axis([0 1.2 -0.2 1.2]);title('乘以相干载波后的信号')%低通滤波器设计wp=2*pi*2*f*0.5;ws=2*pi*2*f*0.9;Rp=2;As=45;[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s'); [B,A]=butter(N,wc,'s');%低通滤波h=tf(B,A); %转换为传输函数dst=lsim(h,nst,t);subplot(514)plot(t,dst)axis([0 1.2 -0.2 1.2]);title('经过低通滤波器后的信号');%判决器k=0.25;pdst=1*(dst>0.25);subplot(515)plot(t,pdst)axis([0 1.2 -0.2 1.2]);title('经过抽样判决后的信号')%频谱观察%调制信号频谱T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=(-N/2:N/2-1)*df;sf=fftshift(abs(fft(st)));figure(2)subplot(411)plot(f,sf)title('调制信号频谱')%信源频谱mf=fftshift(abs(fft(m))); subplot(412)plot(f,mf)title('信源频谱')% 乘以相干载波后的频谱mmf=fftshift(abs(fft(nst))); subplot(413)plot(f,mmf)title('乘以相干载波后的频谱') %经过低通滤波后的频谱dmf=fftshift(abs(fft(dst))); subplot(414)plot(f,dmf)title('经过低通滤波后的频谱'); 附上simulink仿真：(2) (4)(3) (1)%2ASK信号的调制解调以及功率谱密度%设信道是理想的%本程序中时间单位是微秒%频率单位为MHz%码速率单位是Mb/sglobal dt t df Nclose allN=2^17; %采样点数131072L=64; %每码元的采样点数M=N/L; %码元数2048Rb=2; %码速率是2Mb/sTs=1/Rb; %码元间隔dt=Ts/L; %时域采样间隔df=1/(N*dt); %频域采样间隔T=N*dt; %截短时间Bs=N*df/2; %系统带宽64fc=7;t=-T/2+dt/2:dt:T/2; %时域横坐标 length(t)=131072f=-Bs+df/2:df:Bs; %频域横坐标 length(f)=131072n0=0.005;figure(1)set(1,'Position',[10,50,320,215])%设定窗口位置及大小figure(2)set(2,'Position',[420,50,320,215])%设定窗口位置及大小figure(3)set(3,'Position',[10,310,320,215])figure(4)set(4,'Position',[420,310,320,215])EP=zeros(size(f));EP1=zeros(size(f));% delta= -fc/2+fc*rand;for jj=1:20fs=cos(2*pi*fc*t);aa=round(rand(1,M)); %产生随机码值0，1（p(1)=p(0)）ss=zeros(1,N);for ii=1:Lss(ii+(0:M-1)*L)=aa;%产生nrz信号endst=ss.*fs; %产生2ASK信号%调制S=t2f(st);P=S.*conj(S)/T; %发送的功率EP=(EP*(jj-1)+P)/jj; %累计平均p1=30+10*log10(EP+eps); %转化成mdb%解调nn=sqrt(n0*Bs)*randn(1,N);% delta= -fc/2+fc*rand;% interference=20*cos(2*pi*(fc+delta)*t);% y1=(st+nn+interference).*fs;y1=(st+nn).*fs;Y1=(t2f(y1));ff=zeros(size(f));N1=round(2/df); %码元速率除以抽样间隔得到Fs内应抽样的点数 2048ff=[zeros(1,N/2-N1),ones(1,2*N1),zeros(1,N/2-N1)];%在中间的采样点数使2Fs的信号产生有效冲激 [zeros(1,63448),ones(1,4096),zeros(1,63448)] 131072%ones(1,2*N1)对2Fs的抽样点数进行有效赋值Y=ff.*Y1; %滤波y=2*real(f2t(Y)); %对解调信号乘2得到原始信号% PP=Y.*conj(Y)/T; %取功率% EP1=(EP1*(jj-1)+PP)/jj;% p2=30+10*log10(EP1+eps); %转化为mdbb=y(L/2:L:N); %在每码元中间进行取样 2048点c=(sign(b-0.5)+1)/2; %判决（2ASK门限为a/2 +(no/a)*(lnp(0)/p(1))当概率相等时为a/2）mm=zeros(1,N);for ii=1:Lmm(ii+(0:M-1)*L)=c; %还原成原始的2askendMM=t2f(mm);PP=MM.*conj(MM)/T; %解调后信号的功率谱EP1=(EP1*(jj-1)+PP)/jj;p2=30+10*log10(EP1+eps); %累计平均后转化为mdbn_err=length(find(c~=aa)); %误码率Pe=n_err/M;endfigure(1)hold onplot(t,st,'g')plot(t,ss,'r')gridaxis([-12*Ts,12*Ts,-1.2,+1.2])xlabel('t (us)')ylabel('s(t) (V)')title('2ASK信号波形');figure(2)plot(t,mm,'r')gridaxis([-12*Ts,12*Ts,-1.2,+1.2]) xlabel('t (us)')ylabel('s(t) (V)')title('解调出的信号波形');figure(3)plot(f,p1,'r')axis([-13,13,-20,50])xlabel('f (MHz)')ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)')title('调制信号的功率谱密度');figure(4)plot(f,p2,'b')axis([-4,4,-10,50])xlabel('f (MHz)')ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)')title('解调后信号的功率谱密度');。

2ASK调制解调系统的设计

2ASK 数字调制、解调系统的设计摘要：数字幅度调制又称幅度键控（ASK ），二进制幅度键控记作2ASK 。

2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。

有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

本设计主要采用相乘法来产生2ASK 信号，实现2ASK 的数字调制，采用相干解调法对2ASK 信号进行解调。

关键词：2ASK 调制解调仿真波形1 设计任务与要求1.1 设计一个2ASK 数字调制、解调系统；1.2 使用Multisim 软件或EWB 软件对系统单元电路进行仿真； 1.3 对各个关键点进行波形测试，将仿真后的波形与电路图记下。

2 方案设计与论证2.1 2ASK 的调制[1]在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：（1）相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法，其电路如图1所示。

在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。

图1 相乘法（2）开关法：这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”的控制下分别接通和断开，这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式，它是2ASK 的一种常用的方式。

以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度，可得其时域表达式如下：()()t cos t s t e c ωA =式中的各参数含义如下：A 为载波振幅，()t s 为二进制数字调制信号，c ω为载波角频率，()t e 为2ASK 已调波。

二进制数字振幅键控电路原理模型如图2所示。

图2 开关法本设计选用相乘法来实现2ASK的调制。

2.2 2ASK的解调[2]2ASK常见的解调方法分为非相干解调和相干解调两种。

（1）非相干解调非相干解调又称为包络检波法，原理框图如图3所示。

在图中，接收信号首先通过一个带通滤波器，滤除带外噪音和杂散信号，同时图中的整流器和低通滤波器构成一个包络检波器，与常见的模拟AM信号的解调器相比，该图中增加了一个抽样判决器，它是用来对解调后的有畸变的数字信号进行定时判决，以提高数字信号的接收性能。

2ASK的调制和解调（模拟调制非相干解调）

2ASK的调制和解调（模拟调制⾮相⼲解调）⽤SystemView仿真实现⼆进制振幅键控（2ASK）的模拟调制⾮相⼲解调及其性能估计1、实验⽬的：（1）了解2ASK系统的电路组成、⼯作原理和特点；（2）分别从时域、频域视⾓观测2ASK系统中的基带信号、载波及已调信号；（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：以PN码作为系统输⼊信号，码速率Rb＝20kbit/s。

（1）采⽤键控法实现2ASK的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，⽐较两序列的波形；观察调制信号、载波及2ASK等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利⽤载波的幅度变化来传递数字信号，⽽其频率和初始相位保持不变。

在2Ask中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应⼆进制信息“0”或“1”。

2ASK信号的⼀般表达式为e2ASK（t）=s（t）coswct其中s（t）=Σang(t-nTs)式中：Ts为码元持续时间；g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形，为简便起见，通常假设g(t)是⾼度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲；an是第n个符号的电平取值。

2ASK 信号的产⽣⽅法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法，相应的调制器如图1-1所⽰。

图（a）就是⼀般的模拟幅度调制的⽅法，⽤乘法器实现；图（b）是⼀种数字键控法，其中的开关电路受s（t）控制。

图（a）模拟幅度调制法图（b）数字键控法图1 2ASK调制器原理框图4、2ASK的模拟调制的仿真设计根据模拟相乘法原理图，利⽤S y s t e m Vi e w软件进⾏仿真设计，得到图2-2。

图2 2ASK调制仿真设计图参数设置：系统定时如图3图3运⾏时间设置窗⼝运⾏完后可以很直观地观察到各点的波形如图所⽰：图4输⼊PN序列图5 2ASK调制信号5、2ASK的⾮相⼲解调的仿真设计5.1 2ASK的解调原理2ASK信号由两种基本的解调⽅法：⾮相⼲解调（包络检波法）和相⼲解调，相应的接收系统组成⽅框图如图2-9所⽰，上图为⾮相⼲解调⽅式，下图是相⼲解调⽅式。

2ASK调制器与解调器设计

数字通信原理课程设计报告书课题名称 2ASK 调制器与解调器设计姓名学号院、系、部物理与电信工程系专业通信工程指导教师2010年 1 月15日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2007级学生数字通信原理课程设计一、设计任务及要求设计目的熟练掌握Quartus设计软件的使用以及VHDL这一重要的硬件描述语言。

进一步理解2ASK信号的调制与解调。

掌握利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波实现数字调制的方法。

设计要求利用Quartus设计软件，编写VHDL程序，实现2ASK信号的调制与解调。

并进行仿真，分析仿真结果。

指导教师签名：2010年1 月15日二、指导教师评语：指导教师签名：2010年1 月15日三、成绩验收盖章2010年1 月15日2ASK调制器与解调器设计1设计目的熟练掌握Quartus设计软件的使用以及VHDL这一重要的硬件描述语言。

进一步理解2ASK信号的调制与解调过程。

掌握利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波实现数字调制的方法。

2设计原理2.1 2ASK调制振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。

数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即 ASK（Amplitude－Shift Keying）。

ASK有两种实现方法：键控法和乘法器实现法。

键控法是产生ASK信号的一种方法。

在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控（On Off Keying）。

所以2ASK又称为通断控制（OOK）。

最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。

图1.1所示是该方法的原理框图。

u)(tASK图1.1 键控法产生ASK信号原理框图另一种方法是乘法器实现法，其输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。

实验三2ASK调制与解调实验

实验三2ASK调制与解调实验【实验目的】使学生了解2ASK的调制与解调原理；能够通过MATLAB对其进行调制和解调；比较解调前后功率谱密度的差别。

【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台【实验原理】1. 采用命令binary(495)产生随机二进制编码，位数为495。

2．对于单极性不归零信号来说，2ASK调制的原理是利用载波幅度的变化来传递数字信息，而频率和相位保持不变，在2ASK中，载波的幅度变化只有两种状态，分别对应于二进制的信息‘0’和‘1’。

3．2ASK的调制可以采用模拟相乘法和数字键控法两种方式进行，4．2ASK的解调可以采用相干解调(同步检测法)和非相干解调(包络检波法)两种。

相干解调(同步检测法)示意图：非相干解调(包络检波法)【实验内容与步骤】1、路径设置成指向comm2文件夹；2、产生初始5 比特信息为[1 0 0 1 0]的二进制序列:>> b = [1 0 0 1 0 binary(495)]；3、由序列b 得到单极性不归零信号xu；>> xu = wave_gen(b,'unipolar_nrz') ;4、产生一载频为8kHZ 的载波信号osc(8000))；5、用xu 与振荡器产生的8kHZ 载波混频（相乘）,得到信号sa。

>> sa = mixer(xu,osc(8000));6、显示代表b 的初始5 比特信息的xu 和sa 的波形,并比较两种波形。

>> tt = [1:500];>> subplot(211),waveplot(xu(tt))>> subplot(212),waveplot(sa(tt))7、再把它们在频率范围0～20kHZ 内的功率谱密度显示出来。

>> fr = [0,20000];>> subplot(211),psd(xu,fr)>> subplot(212),psd(sa,fr)【实验现象记录】1)记录随机序列单极性不归零信号的波形；2)记录混频过后的波形；3)记录随机序列单极性不归零信号对应的功率谱密度的波形；4)记录混频过后信号对应的功率谱密度的波形【现象分析】通过实验，对比单极性不归零信号和2ASK信号的区别。

2ASK调制及相干解调设计

2ASK调制及相干解调电路设计班级：姓名：学号：指导教师：成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系1 实验目的1、学习matlab软件，应用simulink建模进行专业知识的学习。

2、加深理论课上所学的有关2ASK调制与相干解调的理解。

3、培养独立分析和解决问题的能力。

2 实验内容1、用simulink对系统建模进行2ASK调制及相干解调电路设计2、输入数字信号序列并进行接收判决。

3、通过仿真给出信号经过各器件输出波形。

4、对解调原理进行分析。

3 应用软件简介3.1 MATLAB简介MATLAB是美国MathWorks公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件，是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。

它集图示和精确计算于一身，在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂数值计算的领域得到广泛应用。

它不仅是一个在各类工程设计中便于使用的计算工具，而且也是一个在数学、数值分析和工程计算等课程教学中的优秀的教学工具，在世界各地的高等院校中十分流行，在各类工业应用中更有不俗的表现。

MATLAB可以在几乎所有的PC机和大型计算机上运行，适用于Windows、UNIX等各种系统平台。

3.2 Simulink简介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 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink 。

Simulink 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，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。