fsk系统课程设计-通信原理

《fsk系统课程设计-通信原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1目的分析1.1任务分析通过FSK移频键控完成数据传输电路的设计，实现基带信号的FSK传输功能，收发波形一致，载波频率分别为2950HZ,1475HZ。1.2具体分析为完成基带信号数据传输的任务，我们要设计相应的电路，电路的设计采用自底向上，先设计各模块电路，然后再将各模块串接起来，主要的模块：信源模块，基带信号模块，调制模块，传输模块，解调模块。信源模块：提供载波频率，在这里我们主要讨论2FSK，所以两路载波是方波信号，若输入的是模拟信号则须要经过波新变换，完成从模拟信号到方波信号的转换；基带信号模块：相当于发送信号，这是我们要发送的信息，即我们所说的M序列，我们

2、可以选择其形式，以上讨论的信源模块与基带信号模块可以由实验室提供这就很好的降低我们的设计难度。我们的重点是要设计后面三个模块：调制模块，传输模块，解调模块，这也是关键技术所在。调制模块：实现基带信号的调制，由于基带信号的频率较低，难以实现传输要求，我们必须进行调制，这个步骤完成以后，就将M序列搭载高频信号上面。传输模块：我们讲的信道，但在这里我们主要考虑理想情况，忽略信道噪声和其他干扰因素，因此我们直接将调制模块与解调模块相连。解调模块：将基带信号还原出来，即我们所说的接收信息。从上面来看我们的核心任务设计调制与解调模块，这是决定试验成功的关键因素所在，选择的方式不

3、恰当，系统将无法完成设计任务。从以上可以看出我们的大致思路：选择各模块的工作方式，模块电路实现，组装检验，调试合格，硬件实现。-11-2基础知识2.1基本原理数字频率调制又称频移键控，简记FSK,二进制频移键控记作2FSK。FSK调制信号产生的工作原理是用载波的频率变化来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。由于数字消息只有有限个取值，相应地，作为己调的FSK信号的频率也只能有有限个取值。那么，2FSK信号便是符号“1”(传号)对应于载频f1,符号“0”(空号)对应于载频f2来实现。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

4、实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。因为2FSK属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为（2.1-1）显然，h与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK信号与2ASK信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出，当h<1时，2FSK信号的功率谱与2ASK的极为相似，呈单峰状；当h>>1时，2FSK信号功率谱呈双峰状。2.2FSK的功率谱2FSK的功率谱由连续谱和离散普组成。其中连续谱有两个双边频谱叠加而成，而离散谱出现在量个载频上；若两载频之

5、差较小则连续谱出现单峰，若载频之差逐渐加大，则连续谱出现双峰；有以上特点,传输2FSK信号所需的第一零点带宽△f约为:△f=∣f2-f1∣+2fs(2.2-1)-11-3模块电路设计由于信源模块可以由实验室提供,因此不用花时间做这个模块,但是我们必须了解工作原理才能进一步设计下面的环节。3.1M序列模块这个模块主要是实现基带信号的设计，产生相应的序列，作为传输的信息。这里主要是要考虑幅度特性。M序列发生器用D触发器构成四级移位寄存器组成，形成长度为24-1=15位码长的伪随机码序列，码率约为400bit/s图3.1M序列电路图自己给M序列加一信号,输出一下波形:图3

6、.2M序列输出有图3.2可知M序列为：000100110101111，是十五位的序列。-11-3.2调制模块实现数字频率调制的方法很多，总括起来，注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连续的，因此有相位连续的FSK及相位不连续的FSK之分。并分别记作CPFSK及DPFSK。2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率键控法；（2）直接调频法。由于频率键控法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（0→1或1→0）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。直接调频法法是在一个直

7、接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法。所谓直接调频法，就是用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数，直接改变振荡频率，使输出得到不同频率的已调信号。用此方法产生的2FSK信号对应着两个频率的载波，在码元转换时刻，两个载波相位能够保持连续，所以称其为相位连续的CPFSK信号。直接调频法产生的移频键控信号虽易于实现，但由于是同一振荡器产生两个不同频率的信号，在频率变换的过渡点相位是连续的，其频率稳定度较差。而