通信原理课程设计说明书FSK通信系统的设计.doc

目录 1二进制频移键控的原理……………………………………………………………1 1.1一般原理与实现方法…………………………………………………………1 1.2 FSK信号的解调………………………………………………………………3 2单元电路设计………………………………………………………………………6 2.1 2FSK调制系统…………………………………………………………………6 2.2 2FSK解调系统………………………………………………………………7 3总体电路图设计……………………………………………………………………9 4仿真结果…………………………………………………………………………10 5系统元件…………………………………………………………………………11 5.1电子开关CD4066……………………………………………………………11 5.2 元件清单……………………………………………………………………12 6实物制作与调试…………………………………………………………………13 6.1 调试步骤……………………………………………………………………13 6.2 注意事项……………………………………………………………………13 6.3 故障诊断……………………………………………………………………14 7心得体会…………………………………………………………………………15 参考文献……………………………………………………………………………16 1二进制频移键控的原理 数字频率调制是数据通信使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据通信系统中得到了广泛的应用。 1．1一般原理与实现方法 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字调频信号可以分相位离散和相位连续两种情形。若两上振荡器频率分别由不同的独立振荡器提供，它们之间相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号；若两上振荡频率由同一振荡信号源提供，只是对其中一个载波进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。 数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0”对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。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，是频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法则是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源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，故应用广泛。2FSK信号的产生方法及波形示例如图1.1所示。图中s(t)为代表信息的二进制矩形脉冲序列， 即是2FSK信号。 图1.1 2FSK信号的产生方法及波形示例 根据以上2FSK信号的产生原理，已调信号的数字表达式可以表示为 （1-1） 其中，s(t)为单极性非归零矩形脉冲序列 （1-2） （1-3） g(t)是持续时间为 、高度为1的门函数； 为对s(t)逐码元取反而形成的脉冲序列，即 （1-4）是的反码，即若 =0，则 =1；若 =l，则 =0，于是 （1-5）分别是第n个信号码元的初相位。一般说来，键控法得到的 与序号n无关，反映在 上，仅表现出当与改变时其相位是不连续的；而用模拟调频法时，由于与改变时的相位是连续的，故不仅与第n个信号码元有关，而且之间也应保持一定的关系。 由式（1-1）可以看出,一个2FSK信号可视为两路2ASK信号的合成，其中一路以s(t)为基带信号、 为载频，另一路以 为基带信号、为载频。 下图给出的是用键控法实现2FSK信号的电路框图，两个独立的载波发生器的输出受控于输入的二进制信号，按“1”或“0”分别选择一个载波作为输出。 图1.2用键控法实现2FSK信号的电路框图 2FSK的的典型时域波形： 图1.3 2FSK的典型时域波形图 1.2 FSK信号的解调 数字调频信号的解调方法很多，如鉴频法、相干检测法、包络检波法、过零检测法、差分检测法等。 1. 包络检波法 包络检波法可视为由两路2ASK解调电路组成。这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASK信号带宽；中心频率不同,分别为（、）起分路作用，用以分开两路2ASK信号，上支路对应 ，下支路对应，经包络检