[例文]fsk的调制和解调的方法.doc

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，2PSK2.2 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 用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为和的高频脉冲，经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。 设频率代表数字信号1；代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则： 式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。这里的抽样判决器，要比较x1、x2的大小，或者说把差值x1-x2与零电平比较。因此，有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。 当FSK信号为时，上支路相当于接收“1”码的情况，其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况，输出x2