[例文]fsk的调制和解调的方法

调幅接收机系统设计

作者夏琳

指导教师贺秀玲

摘要本设计主要论述了FSK的调制和解调的方法、原理、电路设计和软件仿真。调制方法部分介绍了两种调制方法及相关原理，分别为模拟调制法和键控法；解调方法部分主要介绍了相干和非相干解调两种，本次设计采用的是非相干解调法(即包络解调法)。在FSK数字调制理论分析的基础上，又对调制和解调单元的各部分进行了电路的设计，提出了具体的实现方案，同时利用system view软件实现对FSK系统的仿真和分析，并记录了实验的过程和相关结果，从而通过运用模拟的视觉化的手段来实现达到解调调制设计方案的目的。

关键词：数字通信;FSK;调制与解调的方法;软件仿真

目录

引言 (1)

1FSK的调制方法及原理 (1)

1.1 模拟调制法 (1)

1.2 键控法 (2)

1.3 2FSK调制原理 (2)

2FSK的解调方法及原理 (3)

2.1 相干解调法 (3)

2.2 非相干解调法 (4)

2.3 2FSK解调原理 (5)

3FSK调制及解调各单元电路设计 (6)

3.1 2FSK调制单元电路设计 (6)

3.2 2FSK解调单元电路设计 (8)

4SystemView软件仿真及分析 (10)

4.1仿真软件简介 (10)

4.2二进制移频键控(2FSK)调制及仿真 (11)

4.3 2FSK键控信号调制解调系统仿真及波形 (12)

结论 (13)

致谢 (14)

参考文献 (14)

引言

随着科学技术的进步，通信事业得到了飞速发展，当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用，而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段，信息越来越多地作为数字脉冲之间的时间或相位的变化而传送出去，利用模拟调制方法随着现代调制方法的出现而陷入了困境。因此信号的调制解调方式也由模拟方式持续、广泛地向数字方式转换。

数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。根据控制的载波参量的不同，数字调制有调幅、调频和调相三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。因此，大部分现代通信系统都使用数字调制技术。另外，由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入综合业务数字网（ISDN网），所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。因此，对数字通信系统的分析与研究越来越重要，数字调制作为数字通信系统的重要部分之一，对它的研究也是有必要的。通过对调制系统的仿真，我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素，从而便于改进系统，获得更佳的传输性能。

本次设计选择的FSK（Frequency-shift keying）：频移键控，就是用数字信号去调制载波的频率。是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

FSK调制与解调系统，是广泛用于计算机网，办公室自动化系统及移频通信中的FSK电路。

1 FSK的调制方法及原理

如果用数字信号来键控载波的频率，即信号的符号“0”对应于载波频率f1；符号“1”对应于载波频率f2，这种调制技术称为二进制频移键控（2FSK）。

1.1 模拟调制法

同模拟信号调制一样，2FSK信号可以利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得，这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法，也是利用模拟调频法实现数学

调频的方法。原理框图如图1.1所示。由调频器产生的2FSK信号，在相邻码元之间的相位是连续的，如图1.2所示。

图1.1 模拟调制法图1.2 相位连续

1.2 键控法

2FSK信号的另一种产生方法是键控法，它利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率进行选通，如图1.3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，即开关法产生的2FSK信号是分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的，如图1.4所示。

图1.3 键控法图1.4 相位不连续

1.3 2FSK调制原理

从“FSK基带输入”输入的基带信号分成两路，一路经过电压比较器1得到同基带信号极性相同的高/低电平，另一路经过电压比较器2得到同基带信号极性相反的高/低电平，分别接至模拟开关电路1、2，因此当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，输出第一路载波（FSK载波输入1）；当基带信号为“0”时，模拟开关1关闭，模拟开关2打开，此时输出第二路载波（FSK载波输入2），再通过叠加就得到FSK调制信号输出。如图1.5所示：

图1.5 2FSK调制原理

调制波形示意图如图1.6所示：

图1.6 2FSK调制波形示意图

2 FSK的解调方法及原理

2FSK信号的解调有多种方法，如非相干检测法、相干检测法、鉴频法、过零检测法及差分检波法，此处主要介绍相干和非相干解调两类，其调制原理是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，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号，此时可以不专门设置门限电平。

2.1 相干解调法

2-FSK信号最常用的解调方法是相干检测法，2PSK相干解调原理框图和各点波形

分别如图2.1和图2.2所示：

图2.1 相干检测法原理框图

图2.2 相干检测法各点波形

2.2 非相干解调法

非相干法解调法(即包络解调法)，其方框图如图2.3所示。

图2.3 2FSK的解调方法——非相干检测法