fsk信号差分检波系统仿真毕业设计（论文）

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1、李秩期《FSK信号差分检波系统仿真》第１８页共18页FSK信号差分检波系统仿真学生姓名：李秩期指导老师：曹敦摘要本课程设计主要利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个FSK信号差分检波系统。观察FSK调制前后的信号波形,并对调制前后信号的频谱进行分析,再以调制信号为输入，构建差分检波解调系统电路，观察解调前后的信号波形，并对解调前后信号的频谱进行分析。加入噪声分析通过三种不同信道FSK信号差分检波系统接受信号的性能。仿真结果，基本达到课程设计要求。关键词Simulink；FSK；调制；解调；差分检波1引

2、言本课程设计利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个FSK信号差分检波系统，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能。1.1课程设计目的在通信领域，为了传送信息，一般都将原始信号进行某种变换使其变成适合于通信传输的信号形式。在数字通信系统中，一般将原始信号（图像、声音等）经过量化编码变成二进制码流，称为基带信号。但数字基带信号一般不适合于直接传输，要将数字信号进行调制后再进行传输，FSK即为一种常用的数字调制方式。通过本课程设计,了解FSK信号的产生过程及电路的实验方法,和差分检波法

3、及电路的实现方法，通过加载不同噪声分析理解FSK信号差分检波系统的性能优缺点。1.2课程设计的步骤(1)用Simulink构建FSK信号调制电路，并用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。李秩期《FSK信号差分检波系统仿真》第１８页共18页(2)再以FSK调制信号为输入，用Simulink构建差分检波电路，用示波器观察解调前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。(3)在FSK信号调制与解调电路间加上噪声源，模拟信号在不同信道中的传输：a用高斯白噪声模拟有线信道，b用瑞利噪声

4、模拟有直射分量的无线信道，c用莱斯噪声模拟无直射分量的无线信道。将三种噪声源的方差均设置为0.1，分析比较通过三种不同信道后的接收信号的性能。2基本原理用MATLAB集成环境中的Simulink仿真平台，根据《通信原理》理论课中学过的,数字调制信号,在二进制时有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种基本信号形式[1]。其中FSK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。本课程设计采用的是二进制移频键控(2FSK)

5、，设信息源发出的是由二进制符号0、1组成的序列，且假定0符号出现的概率为P，1符号出现的概率为1-P，它们彼此独立。对于2FSK信号，0符号对应于载频ω1，而1符号对应于载频ω2(与ω1不同的另一载频)的已调波形，而且ω1与ω2之间的改变是瞬时完成的。产生2FSK信号的方法有两种，模拟调频法和键控法。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频来获得2FSK信号[2]。键控法是利用受矩形脉冲控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通来获得2FSK信号。以上两种产生方法及波形示例如图2-1所示，图中，s(t)代表信息的

6、二进制矩形脉冲序列，e0(t)代表2FSK号。根据以上2FSK信号的产生原理，已调信号的数字表达试为：(2-1)式中g(t)为单个矩形脉冲,脉宽为Ts。李秩期《FSK信号差分检波系统仿真》第１８页共18页(a)(b)(c)图2-12FSK信号的产生及波形示例0发送的概率为Pan=(2-2)1发送的概率为1-P0发送的概率为1-Pbn=(2-3)1发送的概率为Pbn是an的反码，即若an=1，则bn=0，若an=0，则bn=1，于是bn=n0，φn和θn分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制频移键控信号中，φn和θn不携带

7、信息，通常可令θn和θn为零。因此，二进制频移键控信号的时域表达式可简化为(2-4)2FSK信号常用的解调方法有非相干检测法和相干检测法这两种,如图2-2所示。这里的抽样判决器是判定哪一个样值大，此时可以不专门设置门限电平。(a)(b)图2-22FSK信号常用接收系统（a）非相干方式（b）相干方式李秩期《FSK信号差分检波系统仿真》第１８页共18页2FSK信号除此之外还有其他解调方法，如鉴频法、过零检测法及差分检波法等。本课程设计到差分检波法。其原理图如图2-3。图2-3差分检波法原理方框图观察上面的差分原理框图可知:输入信

8、号经接收滤波器带外无用信号后将分成两路,一路直接送到乘法器,另一路经时延τ送到乘法器，相乘后再经低通滤波器提取信号。解调的原理如下：设输入为Acos(ω0+ω)t,它与延时τ之波形的乘积为Acos(ω0+ω)t.Acos(ω0+ω)(t-τ)=(A2/2)cos(ω0+ω)+(A2/2)c