2FSK调制与解调系统

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1、实验题目：移频键控FSK调制与解调系统设计实验—・实验目的1.加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。2.学会综合地、系统地应用已学到的知识，对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法，捉髙独立分析问题与解决问题的能力。二.实验任务与要求构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统，具体要求是：主载波频率：11800HZ载波1频率：2950HZ（四分频）载波2频率：1475HZ（八分频）数字基带信号NRZ：7位M序列，传输速率约为400波特。（32分频）FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路（或集成模拟开关）与采用集成模拟乘法器，利用键控法实

2、现。FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。传输信道不考虑噪声干扰，采用直接传输。整个系统用EWB软件仿真完成。三、2FSK调制与解调系统原理与电路组成数字频移键控是用载波的频率的变化來传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的频率。实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。直接调频法和移频键控法。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DPFSKo根据实验任务的要求，本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,具电路构成如图1"所示.：图1-2FSK调制器电路组成框图

3、图1-12FSK调制与解调系统电路原理图1）2FSK调制系统设计本次综合设计实验的调制系统主耍由主载波振荡器、分频器、M序列发牛器、调制器、相加器构成。其调制电路的纽成框图如图1-2所示由图口J以看出，当信码为“1”时，分频链作4分频，即输出频率为2950Hz载波,信码为“0”时,分频链作8分频,输出频率为1475Hz载波。如此一来,多谐振荡器输出的载波，通过不同次数的分频，就得到了两种不同频率的输出，经相加器后,从而在输出端得到不同频率的己调信号，即FSK信号，完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。①主载波振荡器电路设计主要提供2FSK的载波和信码的定时信号，木设计使丿IJ集成电路

4、（555）构成多谐振荡器，产生的振荡频率为11800Hz载波，其电路如图l-3oo已知由（555）构成多谐振荡器的振荡频率为：1(&+2/?2)C则Rl=3.6KR2二4.7K(可调)C=0.033uf图1-3555定时器接成的多谐振荡器②分频器电路设计将主载波按设计要求，用D触发器构成适当的分频电路，获得载频fl、f2和M序列所需的时钟信号，因一级D触发器可实现二分频（选用74LS74双D3片），所以2FSK系统所需的四、八及32分频器电路如图14所示：四分频八分频32分频图1・4分频器电路③M序列发生器电路设计实际的数字基带信号是随机的，为了实验和测试的方便，一般都川M序列产生器产生的

5、伪随机序列來充当数字棊带信号。本次设计采用三级线性移位寄存器（选用74LS74双D2片），形成长度为，・匸7位码长的伪随机码序列，码率约为400bit/s,如图卜5所示：输出的信码为：1110100。图1-51序列发生器电路图複拟乘法器40.1V/V/0V高通检波低通P2P2图1-72FSK非相干解调电路原理图①调制器电路设计本次设计的2FSK调制器采川集成模拟乘法器（1496二只）实现，实际电路如图（略）。图1-6模拟乘法器构成的2FSK调制电路考虑是仿真实验，为简化实验电路，仅注重实验结果，故模拟乘法器与相加器直接调川EWB中的电路模块。电路构成如图1-6所示。2）2FSK解调系统木

6、次综合设计实验的解调系统采川分离滤波法中的非相十检测法。对于非相干检测法，其系统电路构成如图卜7所示。①高通滤波器采用RC无源电路，构成三阶高通滤波器。已知2FSK的中心频率：子=/1+/%,几滤波器的通带频率：/〃二%欢c，所以有：C=/fRR=/fC°则有Cl=C2=C3=0.6ufR1=R2=R3=5（XQ②低通滤波器低通滤波器选川一般RC滤波器电路，因信码速率为400波特，其电路元件参数:R=lkQC=0.47uf③电压比较器电压比较器用运算放大器构成迟滞比较器，冃的是防止干扰，参考电压设定为IV。3)2FSK调制与解调系统总电路原理图图1-82FSK调制与解调电路原理图元件清单序

7、号元器件名称型号规格数量备注1D触发器74LS7452运算放大器74LS32413或门74LS3214非门74LS0415异或门74LS8616电阻50Q3lkQ110kQ27电容0.47uf10.6uf3luf2lOuf28电感0.9mh2四、2FSK调制与解调系统实验数据1.FSK调制器（发送单元）的实验数据测量①四分频器输出信号与波形变换输出信号n-hn③32分频器输出信号④M序列输出信号（1110100）⑤FSK