FSK调制解调系统设计.doc

辽宁工业大学综合设计说明书（论文）辽 宁 工 业 大 学通信综合设计（论文）题目：2FSK调制解调系统设计院（系）：信息科学与工程学院专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师: 教师职称： 起止时间： 通信综合设计与制作任务书院（系）：信息科学与工程学院 教研室：通信工程学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 2FSK调制解调系统设计设计技术参数二进制码由随即模块产生载波频率为1000000HZ采用相干解调信道为高斯白噪声信道设计要求具体任务是：设计一个2FSK调制与解调系统1实现调制与解调设计，信道中加入高斯白噪声，用软件进行仿真（SIMLINK），观察到正确的输入波形与输出波形。2设计方案并对所设计进行分析3分析不同信噪比情况下,比较输出误码率4按照要求完成设计报告工作量1 电路总体设计及论证。2电路设计及参数计算。参考资料丘关源编.电路分析基础.高等教育出版社. 1999年谢嘉奎编.低频电子线路.高等教育出版社.1999年童诗白编.模拟电子技术基础.高等教育出版社.1999年阎 石编.数字电子技术基础.高等教育出版社.1997年姚燕南等编.微型计算机原理.西安电子科技大学出版社.1999年指导教师签字教研室主任签字目 录第1章 通信综合设计目的与要求11.1 通信综合设计目的11.2 通信综合设计的实验环境11.3 通信综合设计的预备知识11.4 通信综合设计要求1第2章 通信综合设计内容32.1 2FSK原调制理32.2 2FSK解调原理52.2.1 非相干解调法.52.2.2 相干解调法.62.3 设计电路.6第3章 通信综合设计的仿真7第4章 总结13参考文献13第1章 通信综合设计目的与要求1.1 通信综合设计目的本设计是设计一个2FSK调制解调系统设计，通过本次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。1.2 做仿真部分：通信综合设计的实验环境硬件要求能运行Windows 9.X操作系统的微机系统。EWB仿真操作系统。1.3 通信综合设计的预备知识熟悉EWB仿真操作系统，及高频电子线路课程。1.4 通信综合设计要求按通信综合设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。设计内容设计一个2FSK调制与解调系统1实现调制与解调设计，信道中加入高斯白噪声，用软件进行仿真（SIMLINK）观察到正确的输入波形与输出波形。2设计方案并对所设计进行分析3分析不同信噪比情况下,比较输出误码率4按照要求完成设计报告设计参数 二进制码由随即模块产生载波频率为1000000HZ采用相干解调信道为高斯白噪声信道第2章 通信综合设计内容2.1 2FSK调制原理2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为时代表传0，载频为时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别一和为载频、以和为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。其一般时域数学表达式为 式中，=2，=2，是的反码，即=0， 概率为P1， 概率为（1P）1， 概率为P0， 概率为（1P） 因为2FSK属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为 显然，h与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK信号与2ASK信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干式进行解调。可以看出，当h1时，2FSK信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为 （HZ）2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（01或10）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号的相位在载频变化时始终连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我采用的频率选择法，其调制原理框图如图所示载波1开关1基带信号载波2倒相器开关2相加器图一 2FSK键控法调制原理框图模拟调频器S(t)图二 2FSK调频法调制原理框图2.2 2FSK解调原理 2FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等，相应的接收系统的框图如图所示。2.2.1 非相干解调法非相干解调法即包络检波法可视为由两路2ASK解调电路组成，解调框图如图三所示。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，经包络检测后分别取出它们的包络s(t)及；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较，此时可以不专门设置门限电平，从而判决输出基带数字信号。带通滤波器包络检波器包络检波器位同步信号抽样判决器带通滤波器调制信号输入解调信号输出图三 非相干解调法2.2.2 相干解调法相干检测的具体解调电路是同步检波器，原理方框图如图四所示。图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法，起分路作用。它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘，再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号，取出含基带数字信息的低频信号，抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值、进行比较判决（判决规则同于包络检波法），即可还原出基带数字信号。在这里，我采用的是相干解调法，原理框图如下：解调信号输出带通滤波器相乘器低通滤波器带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器位同步信号调制信号输入图四 相干解调法2.3设计电路2FSK调制与解调系统电路设计如图：第三章 通信综合设计的仿真3.1.1 理想信号波形图五 sink 25 波形 基带信号波形，一个随机PN码序列。图六 sink 26 波形这是调制后的波形，从systenview里面粘贴过来，比较模糊。图七 sink 27 波形这是解调后的数据波形，经过判决后就可的到最终的解调波形，从这个数据波形可以大概的看出最终解调的码序列形状。图八 sink 28 波形这是经过判决后的解调波形，波形与网格部分重合了，看得不是很清楚。3.1.2 加噪声后信号波形分析对移频键倥信号的解调，在大信噪比下，用相干解调法时设备要比包络检波系统复杂得多。因此，在能够满足输入信噪比要求的场合，包络检波法比同步检波法更为常用。基带码序列，一个随机的PN码序列。图九 sink 25 波形图十 sink 21 波形这是调制后的波形，加入噪声后的波形。图十一 sink 22 波形这是经过低通滤波器的数据波形，可以看出大概的调制码序列形状。图十二 sink 26 波形这是经过相加器而未经过判决器的波形，比较sink22和sink26可以看出，这两个波形的大概形状相似，而sink22是相加器输入端的一路波形，其与另外一路波形相加后就可得到sink26的波形。图十三 sink 24 波形这是最终的解调波形，与sink25的波形比较可以看出，最后得到的码序列与基带码序列有误差，这是由于信道的不理想以及噪声的影响导致的。是相加器输入端的一路波形，其与另外一路波形相加后就可得到波形。图十四 sink 26 波形图十五 sink 24 波形这是最终的解调波形，与sink25的波形比较可以看出，最后得到的码序列与基带码序列有误差，这是由于信道的不理想以及噪声的影响导致的。第4章 通信综合设计总结在通信系统中，信道的频段往往是很有限的，而原始的通信信号的频段与信道要求的频段是不匹配的，这就要求将原始信号进行调制再进行发送。相应的在接收端对调制的信号进行解调，恢复原始的信号，而且调制解调还可以在一定的程度上抑制噪声对通信信号的干扰。通过本次课程设计使我明白了怎样使用EWB软件仿真，如何对参数的计算及元件的选取，如何对原理框图的设计和应用，但在设计中还有很多不足之处，如参数计算存在误差，仿真中出现波形失真，不过这都是我今后实践和学习的宝贵经验，以上的不足之处我一定会克服，争取在今后的实践中不再出现上述的情况。 参考文献张肃文.高频电子线路.第四版.北京：高等教育出版社，2004年张肃文. 高频电子线路学习指导.北京：高等教