2fsk调制及解调器的设计与实现

《2fsk调制及解调器的设计与实现》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、2FSK调制及解调器的设计与实现学号：01085064姓名：梁东进2FSK调制与解调一、设计目的1.经历工程设计与实现过程，为后续进行毕业设计奠定工作基础；2.掌握2FSK的调制与解调的实现方法；3.遵循本系统的设计原则，理顺基带信号、传输频带及两个载频三者间相互间的关系；4.加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理，学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标进行测试的方法。二、设计内容1.根据2FSK调制器与解调器的组成原理设计实现方案；2.理顺低通滤波器3db带宽与基带信号传输速率间的关系，两个载频间隔和基带信号速率间的关系；3.用硬件电路或软件模拟实现设计方案。4.着眼于时间、

2、频率、频谱、频带，观察2FSK信号。在时域，观察单元电路各点的波形、眼图、误码；在频域，观察已调信号、调制信号的频谱，测算传输带宽；测量两个载频频率；5.根据实验记录的波形和数据，分析2FSK调制解调过程和性能。三、2FSK信号调制解调原理在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，完成频谱搬移，变换成频带信号后，才能在带通传输特性的信道中传输。在二进制数字调制中，若载波的频率随二进制数字基带信号在f1和f2两个载频间切换，则产生二进制移频键控制信号（2FSK信号）。二进制移频键控制信号的产生方法如图1所

3、示。图1（a）是采用数字键控的实现方法，图1（b）是方波2FSK信号的时间波形。图1（a）2FSK调制框图（1）式在图1（a）中，两个载频受输入的二进制基带信号控制，在一个码元TS期间，输出f1或f2两载频之一。若二进制基带信号的“1”对应于载频f1，“0”对应于载频f2，则二进制移频键控制信号的时域表达式为：式中，A为两个载波的幅度（数字电路的输出幅度，设两幅度正好相等)ω1=2πf1，ω2=2πf2，θ1和θ2是两个载频的初始相角；m1(t)和m2(t)是周期开关函数，定义为：且m1(t)和m2(t)满足下列关系式：图1（b）2FSK调制波形二进制移频键控信号的解调可采用相干解调和非

4、相干解调。从最佳解调的观点看，相干解调具有最佳的抗干扰性能，但相干解调必须依赖于解调端恢复准确频率和相位的参考载波，在移频键控系统中，提取f1和f2会大大增加系统的复杂度。本方案采用非相干解调的原理图如图3所示,它是一种过零检测的方法，整个解调过程的时间波形如图4所示。图3过零检测图4过零检测法的时间波形四、2FSK调制解调的电路1、振荡信号及时钟信号的产生用反相器74LS04D和电阻电容产生16K方波信号，调节电位计，可以得到16KHz方波电路图如下所得信号如下对此16KHz信号进行二分频得到8KHz信号，再二分频得到4KHz信号，再四分频的1KHz的时钟信号，如下图2、基带信号m序列

5、的实现实现电路如上图所示，首先根据,确定n=3,经查表知反馈函数为（即74LS194的），为了使电路具有自启动特性，在反馈方程中加全0校正项，即，实现电路如下图所。clr信号由复位电路产生。3、选通开关选通开关选用CD4051，CD4051是八通道模拟开关，选通电路如下当m序列为0，选通4KHz，当m序列为1，选通8KHz；输出端输出的就是2FSK信号。4、限幅电路采用二极管限幅电路，电路图如右图，两个二极管采用锗管，压降约为0.3V，两个0.7V的参考电压用电阻分压加射随电路构成。5、微分电路微分电路采用简单RC微分电路，为保证微分效果，取较小的电阻电容，微分结果是输入方波峰峰值的两倍

6、，故采用电阻分压，使输入输出信号幅度保持一致。微分电路的微分效果如右图所示5、全波整流电路采用经典的全波整流电路，增益为1，整流效果稳定，电路图如下如所示，6、脉冲成形电路8、低通滤波器为了获得良好的幅频特性，相加器输出端所接的低通滤波器的带外衰减应很快，达40dB/十倍频程。采用二阶巴特沃斯滤波器，电路图如下由截止频率公式，知截止频率为该滤波器的幅频特性曲线如下图，1KHz的增益为-2.945dB，符合要求。五、用Systemview进行系统仿真1、载波为方波，非相干解调Systemview系统仿真的仿真图如下其中token0、token1、token2、token3构成调制部分，to

7、ken0为伪随机序列，控制token3，幅度为1V。token1为4KHz方波，token2为8KHz方波，token3为选通开关。token0为1时8KHz方波选通；为0时，4KHz方波选通。实现了2FSK调制，波形图如下2FSK调制序列Token8、9、11、13、14分别对应过零检测解调原理框图各个部分，微分后的波形为全波整流波形脉冲成形波形PN序列和解调出来的结果从图中可以看出结果和PN序列是一致的。无噪声时眼图（token