FSK频移键控数字调制器电路设计.doc

0 - ******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2012年春季学期 《通信系统基础实验》设计项目 实 验 报 告 设计题目：频移键控数字调制器电路设计 专业班级：通信工程（09）级（4） 设计小组名单： 指导教师： 频移键控数字调制器电路设计 TOC \o 1-3 \h \z \u 一. 设计实验目的 1. 理解FSK调制的工作原理及电路组成。 2. 理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。 设计指标和技术要求 一般的数字调制技术，如幅度键控（ASK）、移相键控（PSK）和移频键控（FSK）三种。本实验要求掌握正弦振荡器、调制器等单元电路。掌握调制的基本原理。通过实际的方案分析进行比较，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，编写设计说明，能正确地反映设计和实验成果，能正确的绘制电路图。 对数字调制技术的要求如下： 1. 在信道衰落条件下，误码率要尽可能低。 2. 发射频谱窄，对相邻信道干扰小。 3. 能提供较高的传输速率。 4. 易于集成。 对数字调制技术的指标如下： 1. 根据2FSK特点，信源输入以及对应的频率自己确定。 2. 了解2FSK信号调制解调的原理。 三. 整体电路原理图设计 在数字通信系统中，由于数字信号具有丰富的低频成分，不宜进行无线传输或长距离电缆传输，因而同模拟调制一样，需要将基带信号进行高频正弦调制，即数字调制。与模拟调制相比，数字调制并无本质区别，都属于正弦波调制，但是数字调制系统也有自身的特点，其技术要求与模拟调制系统也有不同。一般来说，数字调制技术可分为两种类型：一是利用模拟方法实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值特点去键控载波，从而实现数字调制，这种方法通常称为键控法。常用的数字调制方式有振幅键控（2ASK）、移频键控（2FSK）、移相键控（2PSK）等。 随着科技的发展，电子产品市场运作节奏也进一步加快，涉及诸多领域的现代电子技术已迈入一个全新的阶段，如何把通信系统中调制技术的强大优势发挥出来，就是目前电路研究发展的方向了，从而使电路性能得到进一步的改善，这对数字电路来说也算是个不小的突破。 本实验是一个频移键控数字调制器电路设计。功能是实现一个数字基带信号，经过调制信号的调制，输出一个2FSK的模拟信号，并用Multisim软件进行仿真可得出调制波形。最后通过软件做出实物图，并通过示波器观察其输出波形，并与其Multisim软件的仿真图相比较，看是否一致。如果是一致的，说明设计的该电路符合本实验设计的要求。 在调制的时候是用变频器对输入信号进行变频，输入两个不同的频率的信号，再通过正弦振荡器对数字基带信号进行变频处理，用模拟开关对两个信号进行控制，最后输出2FSK调制信号。 总之，我们所采用的调制技术的最终目的就是使得调制以后的信号对干扰有较强的抵抗作用即可。以下就是关于调制解调的实验设计，在本实验设计中调制采用的是移频键控（2FSK）进行设计，最后用Multisim进行仿真出效果。 通过通信原理实验的频移键控数字调制器电路设计 ，是学生加强对通信原理的技术电路的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手、独立开展电路实验的机会，锻炼分析、解决通信原理调制问题的时候本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作 ，加深对基本原理的了解，增强学生的实际能力。 数字调制的的基本方式有三种：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。本文介绍的就是二进制数字频移键控系统（2FSK）。 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。为了使数字信号在带通系统中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数 字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。在接收端，通过解调器把带通信号还原为数字基带信号的过程称为数字解调。 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