FSK调制解调原理及设计
FSK调制解调原理实验
FSK调制解调原理实验一、实验目的1.了解FSK调制解调的基本原理；2.了解FSK调制解调器的实现过程；3.学习使用软件工具进行FSK调制解调实验。
二、实验原理FSK（Frequency Shift Keying）调制解调是一种常用的数字调制解调技术，它通过改变信号的调制频率来表示不同的数字信号。
FSK调制解调一般分为两个部分：调制器（Modulator）和解调器（Demodulator）。
（一）FSK调制器原理FSK调制器的任务是根据输入信息信号的不同，产生两个不同频率的载波信号。
当输入是数字"0"时，调制器选择低频率载波信号进行调制；当输入是数字"1"时，调制器选择高频率载波信号进行调制。
调制可采用线性调制或非线性调制两种方式。
线性调制实质是将低频调制信号与载波信号作直接叠加得到调制信号。
设载波频率为$f_c$，低频信号频率为$f_0$，则调制后信号可以表示为：$$s(t) = \cos(2\pi f_c t) + A_0 \cos(2\pi f_0 t)$$非线性调制利用逻辑电路切换不同频率的载波信号，常采用矩形脉冲函数进行调制。
设载波频率为$f_c$，低频信号频率为$f_0$，则调制后信号可以表示为：$$s(t)= \begin{cases}\cos(2\pi f_1 t), & \text{当} 0 \leq t \leq T_b \text{且输入为数字"0"时}\\\cos(2\pi f_2 t), & \text{当} 0 \leq t \leq T_b \text{且输入为数字"1"时}\end{cases}$$其中$T_b$为每个码元（bit）的时间长度，$f_1$和$f_2$为两个不同频率的载波频率。
（二）FSK解调器原理FSK解调器的任务是对调制信号进行解调，即还原出原始的数字信号。
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：。
实验四 FSK调制与解调
FSK 调制解调一、实验目的1． 掌握FSK 调制器的工作原理及性能测试；2． 学习基于软件无线电技术实现FSK 调制、解调的实现方法。
二、 实验仪器1． RZ9681实验平台 2． 实验模块： ● 主控模块● 基带信号产生与码型变换模块-A2 ● 信道编码与频带调制模块-A4 ● 纠错译码与频带解调模块-A5 3． 信号连接线 4． 100M 四通道示波器三、实验原理3.1 FSK 调制电路工作原理2FSK （二进制频移键控，Frequency Shift Keying ）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。
2FSK 信号的产生方法主要有两种：一种采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现，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，使其在每一个码元期间输出0f 或1f 两个载波之一。
FSK 调制和ASK 调制比较相似，只是把ASK 没有载波的一路修改为了不同频率的载波，如下图所示。
图3.3.2.1 FSK 调制电路原理框图上图中，将基带时钟和基带数据通过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。
-A图3.3.2.2 2FSK 调制信号波形示意图在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）。
通常，FSK 信号的 表达式为：bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆+=0)22cos(2ππ（二进制１）bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆-=0)22cos(2ππ（二进制０）其中Δf 代表信号载波的恒定偏移。
FSK调制解调实验报告
FSK调制解调实验报告实验报告：FSK调制解调实验一、实验目的FSK调制解调是数字通信中常用的调制解调方式之一，通过本次实验，我们学习FSK调制解调的原理、实现方法和实验技巧，理解其在数字通信中的应用。
同时，通过实验验证FSK调制解调的正确性和稳定性，并掌握实验数据的分析和处理方法。
二、实验原理FSK调制在信号传输中广泛应用，其原理是将数字信号调制成两个不同的频率信号，通常用0和1两个数字分别对应两个不同的频率。
在调制端，通过将0和1信号分别转换成相应的频率信号，并通过切换不同的载波波形来实现不同频率信号的调制。
在解调端，通过将接收到的调制信号分别和两个对应的参考频率信号进行相关运算，从而还原出原始的0和1信号。
实验所需材料：1.FSK调制解调器2.函数发生器3.示波器4.电缆和连接线实验步骤：1.将函数发生器的输出信号接入FSK调制器的MOD输入端，调整函数发生器的频率和幅度，使其适配FSK调制器的输入端。
2.调整FSK调制器的MOD输入切换开关，选择合适的调制波形（常用的有正弦波和方波两种）。
3.通过示波器观察和记录已调制的FSK信号波形。
4.将已调制的信号通过电缆传输到解调器端。
5.调整解调器的参考频率和解调器的解调方式。
6.通过示波器观察和记录解调器输出的数字信号波形。
7.将解调输出与调制前的原始信号进行比较，验证FSK调制解调的正确性。
三、实验结果和数据分析根据实验步骤的指导，我们依次完成了FSK调制解调的实验，在观察示波器上的波形时，我们发现调制波形的频率随着输入数据的0和1的变化而变化，已达到我们的预期效果。
在解调端，我们观察到解调输出的数字信号与调制前的原始信号一致，由此可验证FSK调制解调的正确性。
对于实验数据的分析和处理，我们应注意以下几点：1.频率的选择：合适的调制频率和解调频率能够保证调制解调的稳定和正确性，应根据具体情况进行选择。
2.调制波形的选择：正弦波和方波是常见的调制波形，两者各有优缺点，可根据实际需要进行选择。
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。
2FSK调制解调原理及设计
2FSK调制解调原理及设计2FSK调制解调技术通常用于调制两个离散频率（频移）来表示二进制数据流中的0和1、其中一个频率用于表示0，另一个频率用于表示1、在调制过程中，将基带数字信号转换为模拟信号，并将其移频到所需的频率。
解调过程则通过检测输入信号的频率来还原原始的二进制数据流。
1.调制器设计：调制器将二进制数据流转换为模拟信号，并在不同的频率上调制这些信号。
常见的调制器设计包括频率锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）。
PLL使用反馈回路来产生一个输出信号，其频率与输入信号的相位差很小。
DDS则使用数字信号直接合成所需的频率。
2.频率选择器：频率选择器用于选择调制信号的频率。
通过控制频率选择器的开关或滤波器，可以选择不同的频率来代表0和1、频率选择器可以是可编程的，以便在需要时切换不同的调制频率。
3.解调器设计：解调器将传输信号转换为数字信号，使数据能够被读取和处理。
解调器通常包括一个带通滤波器和一个判决器。
带通滤波器用于滤除不需要的频率成分，使解调信号只包含所需的频率分量。
判决器则用于将接收到的信号映射到二进制数据流中的0和14.错误检测和纠正：在接收端，通常还需要实施错误检测和纠正机制来提高数据传输的可靠性。
常见的错误检测和纠正方法包括奇偶校验、循环冗余检测（CRC）和海明码。
2FSK调制解调技术在数字通信系统中得到了广泛的应用，特别是在无线通信领域。
它具有简单可靠的特点，适用于低复杂度的通信系统。
同时，2FSK调制解调技术也可以扩展为多级FSK调制解调技术，以提高数据传输速率和信号带宽利用率。
总之，2FSK调制解调是一种常见且有效的数字调制解调技术，其原理和设计涉及调制器设计、频率选择器、解调器设计以及错误检测和纠正等关键步骤。
这种技术在数字通信系统中具有广泛的应用，并且可以根据需要进行扩展和优化。
fsk调制解调原理及设计.doc
一．2FSK 调制原理：1、2FSK 信号的产生：2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。
例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。
故其表示式为{)cos()cos(21122)(θωθωϕ++=t A t A FSK t 时发送时发送"1""0"式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。
2FSK 信号的产生方法有两种：（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。
如图1-1（a ）所示。
（2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。
如图1-1（b ）所示。
这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。
(a) (b)2FSK 信号产生原理图由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即 )cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθωϕ+-++-=+++=∑∑∞-∞=∞-∞=t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。
{P,0P 11概率，概率-=n a {P 1,0P 1-=概率，概率n a 其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。
2、2FSK 信号的频谱特性：由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即)]()()()([]|)(||)(||)(||)([|)()()(2211161222221211622221f f f f f f f f T f f Sa T f f Sa T f f Sa T f f Sa f S f S f S S S S S T ASK ASK FSK S ++-+++-+++-+++-=+=δδδδππππ2FSK 信号带宽为 s s FSK R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。
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调制与解调系统设计
FSK调制与解调系统设计一、FSK调制与解调系统原理FSK调制（Frequency Shift Keying）是一种基于载波频率变化来传输数字信息的调制技术。
在FSK调制中，数字信号被转换为两个不同频率的载波信号，分别对应数字信号的“0”和“1”。
FSK调制使用两个不同频率的载波信号来区分数字信号的不同状态，从而实现信号的传输。
1.将数字信号划分为一段一段的离散时间片段。
2.对于每个时间片段，根据数字信号的状态选择对应的载波频率。
3.将选择的载波频率的信号与数字信号进行调制，生成FSK信号。
FSK解调（Frequency Shift Keying demodulation）是将接收到的FSK信号还原为原始的数字信号的过程。
FSK解调系统需要对接收到的FSK信号进行解调，将不同频率的载波信号转换为数字信号的“0”和“1”。
FSK解调使用了两个不同频率的载波信号，并将接收到的信号与这两个频率的载波信号进行频率对比，从而实现信号的解调。
FSK解调的原理如下：1.接收到FSK信号，并提取出信号中的两个频率分量。
2.对接收到的信号进行滤波和放大，增强信号的稳定性和可靠性。
3.判断接收到的信号的频率与载波频率的对比结果，从而得出数字信号的状态。
二、FSK调制与解调系统设计方法1.信号生成：在FSK调制系统中，根据数字信号的状态选择对应的载波频率信号。
这可以通过频率可调的震荡器来实现，通过控制震荡器输出频率的方式来生成不同频率的载波信号。
2.滤波和放大：在FSK解调系统中，接收到的FSK信号会包含噪声和其他干扰信号。
为了增强信号的稳定性和可靠性，需要对接收到的信号进行滤波和放大处理。
滤波可以通过低通滤波器来实现，将高频噪声滤除，同时放大信号的幅度以提高解调的灵敏度。
3. 频率对比：接收到的FSK信号中会包含两个不同频率的载波信号。
为了将接收到的信号从载波信号转换为数字信号，需要进行频率对比。
可以通过相位锁定环（Phase-Locked Loop）来实现频率对比。
FSK调制解调系统的仿真与分析毕业设计
FSK调制解调系统的仿真与分析毕业设计一、FSK调制解调系统原理FSK调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制方式，将二进制序列中的1映射为频率f1的正弦波信号，将0映射为频率f2的正弦波信号。
FSK解调则是将接收到的调制信号重新转换为二进制序列。
FSK调制解调系统包括两个主要部分：调制器和解调器。
调制器的主要功能是将二进制信号转换为FSK信号。
当输入信号为1时，调制器输出频率为f1的正弦波信号；当输入信号为0时，调制器输出频率为f2的正弦波信号。
调制器可以采用时钟控制的方法实现。
解调器的主要功能是将接收到的调制信号转换回二进制信号。
解调器采用信号的包络检测方法判断接收到的信号是频率f1还是频率f2，并根据判断结果输出相应的二进制信号。
二、仿真平台与方法在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以采用多种仿真平台与方法。
常用的仿真平台包括MATLAB、Simulink、ADS等。
以MATLAB为例，可以使用MATLAB的信号处理工具箱进行FSK调制解调系统的仿真。
首先，使用二进制序列生成函数生成随机的二进制信号。
然后，利用MATLAB中的正弦波生成函数生成频率为f1和f2的正弦波信号。
将二进制信号与正弦波信号相乘，得到调制信号。
最后，采用信号处理工具箱中的信号包络检测函数对接收到的调制信号进行解调，得到解调信号。
三、系统性能分析在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以从以下几个方面对系统性能进行评估。
1.误码率：误码率是衡量调制解调系统性能的重要指标之一、通过仿真可以得到调制解调系统在不同信噪比条件下的误码率曲线，从而评估系统的性能。
2.频谱分析：频谱分析可以评估调制解调系统的频带利用率。
通过仿真可以绘制系统调制信号的频谱图，从而评估系统的频带利用率。
3.系统延时：系统延时是调制解调系统的重要性能指标。
通过仿真可以得到系统的传输延时，从而评估系统的实时性。
4.鲁棒性分析：鲁棒性分析可以评估调制解调系统对于信道扰动的容忍程度。
FSK调制与解调电路
第二讲FSK调制解调一、实验目的1、理解FSK调制工作原理及电路组成2、理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法二、预习要求1、实验前预习《通信原理》关于二进制频率键控FSK及解调的有关章节。
2、了解本实验所用芯片功能。
三、实验电路及工作原理（一）FSK调制电路的工作原理1、FSK调制电路原理图2、FSK工作原理输入的基带信号分成两路，一路控制f1=32kHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16kHz的载频。
当基带信号为“1”时，上一路模拟开关打开，下路模拟开关关闭，此时输出f1=32kHz：当基带信号为“0”时，上路模拟开关关闭，下路模拟开关打开，此时输出f2=16kHz。
最终在输出端得到已调的FSK信号。
电路中的两路载频（f1、f2）由内时钟信号发生器产生。
两路信号分别经过射随、选频网络、射随，再送至模拟开关U901：A和U901：B。
（二）FSK解调电路的工作原理1、F SK解调电路原理图2、F SK解调工作原理FSK集成电路模拟锁相环解调器的工作原理十分简单，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频f1上，对应输出高电平，而对另一个载频f2失锁，对应输出低电平。
那么在锁相环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CD4046。
其内部有两个数字式鉴相器、一个压控振荡器，还有输入放大器等电路。
压控振荡器频率设计在32kHz。
图中C908、C907、U903、U904用来确定压控振荡器的振荡频率。
R916和C903构成外接低通滤波器。
当锁相环锁定时，环路对输入FSK信号中的32kHz载波处于跟踪状态，32kHz载波（正弦波）经过输入整形电路后变成矩形载波。
此时鉴相器2输出端（引脚13）为低电平，锁定指示输出（引脚1）为高电平，鉴相器1（引脚2）输出为低电平，鉴相器1输出和锁定指示输出经过或非门U903：D和U904：A后输出为低电平，再经积分电路和非门U904：B后输出为高电平。
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。
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。
2FSK调制与解调系统设计
2FSK调制与解调系统设计引言：频移键控（FSK）是一种基于频率变化来传输信息的调制技术，它在很多应用中被广泛使用，如无线通信、数据传输等。
本文将介绍2FSK调制与解调系统设计的原理和实现。
1.系统设计要求：设计一个2FSK调制解调系统，满足以下要求：-使用两个信号频率（f1和f2）进行二进制调制，其中f1表示二进制‘0’，f2表示二进制‘1’。
-采用正弦波作为调制波形，调制指数保持为1-采用相干解调方式进行解调。
2.系统设计步骤：（1）调制设计：然后，使用正弦波产生器生成对应信号频率的正弦波。
将正弦波与二进制码序列进行调制，可以通过调制电路（如倍频器，可变频率的振荡器等）完成。
最后，得到调制信号。
（2）解调设计：采用相干解调方式进行解调。
相干解调是通过与已知频率的正弦波进行相乘，在经过低通滤波器之后，得到原始信号的解调结果。
首先，设计一个频率锁定环路（PLL），用于锁定接收信号的频率，确定解调时所采用的解调频率。
然后，通过解调电路对接收的信号进行解调。
解调电路的关键在于使用与PLL锁定频率相同的正弦波对接收信号进行相乘。
相乘之后，经过低通滤波器，得到解调信号。
最后，通过解调信号恢复原始的二进制码序列。
3.系统实现：（1）调制实现：根据系统设计要求，选择两个信号频率（f1和f2）。
通过正弦波产生器生成这两个频率的正弦波。
将正弦波与二进制码序列进行调制，采用合适的调制电路完成调制。
根据调制原理，可以得到调制信号。
（2）解调实现：设计一个频率锁定环路（PLL），用于锁定接收信号的频率。
频率锁定环路通常包括相位锁定环和频率鉴别器。
通过解调电路对接收的信号进行解调。
解调电路采用与PLL锁定频率相同的正弦波进行相乘，经过低通滤波器得到解调信号。
通过解调信号恢复原始的二进制码序列。
4.总结：本文介绍了2FSK调制解调系统的设计原理和实现步骤。
调制部分使用两个信号频率对应二进制码，采用正弦波进行调制；解调部分采用相干解调方式，通过与PLL锁定频率相同的正弦波进行相乘，经过低通滤波器得到解调信号。
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调制解调概要设计
FSK调制解调概要设计一、FSK调制概要设计：1.基本原理：2.基本步骤：(1)信号数字化：将待调制的信号进行数字化处理，将每个数据位转换为0和1的二进制数。
(2)分配频率：为每个二进制数分配相应的频率，通常0和1分别对应低频和高频。
(3)载波生成：使用合适的信号源产生两个不同频率的正弦波作为两个载波信号。
(4)调制：将二进制信号和两个载波信号进行调制，通过改变载波的频率来表示二进制数。
(5)输出调制信号：输出调制后的信号即FSK调制信号。
二、FSK解调概要设计：1.基本原理：FSK解调是将FSK调制信号还原为原始数据信号。
解调过程主要是通过判断载波的频率来恢复二进制信号。
2.基本步骤：(1)信号接收：接收到FSK调制信号，包括两个不同频率的载波信号。
(2)频率判定：通过对接收信号进行频率分析，判断信号是高频还是低频。
(3)解调：根据频率判定的结果，恢复出原始的二进制信号。
(4)输出解调信号：将解调出的信号输出为原始的数字信号。
三、设计要点：1.载波频率的选择：根据系统的要求，选择适当的载波频率范围和步进值。
2.载波信号的生成：设计合适的信号源、振荡电路等，生成所需的两个载波信号。
3.调制电路的设计：设计合适的电路来实现调制功能，包括选择合适的运算放大器、滤波器等。
4.解调电路的设计：设计合适的电路来实现解调功能，包括频率分析器、比较器等。
5.抗干扰设计：考虑到实际通信中可能存在的干扰，设计抗干扰的电路来提高系统的可靠性。
四、设计流程：1.确定系统的需求：包括信号的频率范围、调制速率、误码率等。
2.选择合适的器件和电路：根据系统需求选择合适的电路和器件，如振荡器、运算放大器、滤波器等。
3.设计载波信号的产生电路：选择合适的电路来产生所需的两个载波信号。
4.设计调制电路：根据系统需求设计合适的调制电路，可以使用运算放大器、滤波器等电路来实现。
5.设计解调电路：根据系统需求设计合适的解调电路，包括频率分析器、比较器等。
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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一．2FSK 调制原理：
1、2FSK 信号的产生：
2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。
例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。
故其表示式为
式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112
f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。
2FSK 信号的产生方法有两种：
（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。
如图1-1（a ）所示。
（2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。
如图1-1（b ）所示。
这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。
(a) (b)
2FSK 信号产生原理图
由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即
其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。
其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。
2、2FSK 信号的频谱特性：
由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即
2FSK 信号带宽为 s s F S K R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。
二．2FSK 解调原理：
仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。
其非相干检测解调框图如下
M 信号非相干检测解调框图
当k=m 时检测器采样值为：
当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0，只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。
其中噪声样本{}和{}都是零均值，具有相等的方差 对于平方律检测器而言，即先计算平方包络
并取其最大值信号。
二进制FSK系统的理论误码率与信噪比的关系给出如下
2FSK具体设计调制与解调
2FSK采用键控法调制，相干解调法进行解调
程序代码如下：
Fc=10; %载频
Fs=100; %系统采样频率
Fd=1; %码速率
N=Fs/Fd;
df=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=25;
%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
z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);
%带输出波形的相干M元频移键控解调
figure(4)
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');
%误码率统计
[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);
figure(6)
simbasebandex([0:1:5]);
title('相干解调后误码率统计')。