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FSK调制及解调实验报告FSK调制及解调实验报告一、实验目的1.深入理解频移键控（FSK）调制的基本原理和特点；2.掌握FSK调制和解调的实验方法和技能；3.通过实验观察和分析FSK调制解调的性能和应用。
二、实验原理频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）是一种常见的数字调制方法，它利用不同频率的信号代表二进制数据中的“0”和“1”。
在FSK调制中，输入信号被分为两种频率，通常表示为f1和f2，分别对应二进制数据中的“0”和“1”。
FSK调制的基本原理是将输入的二进制数据序列通过频率切换的方式转换为高频信号序列。
具体来说，当输入数据为“0”时，选择频率为f1的信号进行传输；当输入数据为“1”时，选择频率为f2的信号进行传输。
解调过程中，接收端将收到的混合信号进行滤波处理，根据不同的频率将其分离，再通过低通滤波器恢复出原始的二进制数据序列。
三、实验步骤1.FSK调制过程(1) 将输入的二进制数据序列通过串并转换器转换为并行数据序列；(2) 利用FSK调制器将并行数据序列转换为FSK信号；(3) 通过高频信道发送FSK信号。
2.FSK解调过程(1) 通过高频信道接收FSK信号；(2) 利用FSK解调器将FSK信号转换为并行数据序列；(3) 通过并串转换器将并行数据序列转换为原始的二进制数据序列。
四、实验结果与分析1.FSK调制结果与分析在FSK调制实验中，我们选择了两种不同的频率f1和f2分别表示二进制数据中的“0”和“1”。
通过对输入的二进制数据进行FSK调制，我们成功地将原始的二进制数据转换为FSK信号，并可以通过高频信道进行传输。
在调制过程中，我们需要注意信号转换的准确性和稳定性，以确保传输的可靠性。
2.FSK解调结果与分析在FSK解调实验中，我们首先接收到了通过高频信道传输过来的FSK信号，然后利用FSK解调器将信号转换为并行数据序列。
最后，通过并串转换器将并行数据序列恢复为原始的二进制数据序列。
FSK调制及解调实验报告
实验背景和目的：
FSK调制及解调是一种常用的数字调制和解调技术。
FSK调制和解调
主要用于数字通信系统中，通过改变载波频率来表示数字信号的不同符号。
本实验旨在通过对FSK调制和解调技术的实际操作，加深对该技术原理和
应用的理解和掌握。
实验原理：
实验步骤：
1.搭建FSK调制电路：根据实验要求，搭建FSK调制电路，包括信号源、载波发生器、混频器等组成部分。
2.设置调制参数：根据实验要求，设置信号源的频率、调制信号的频
率等参数。
3.进行调制实验：将调制信号通过混频器与频率稳定的载波信号相乘，得到FSK调制信号。
4.搭建FSK解调电路：根据实验要求，搭建FSK解调电路，包括滤波器、频率判决电路等组成部分。
5.进行解调实验：将接收到的FSK信号输入解调电路，通过滤波器滤
除不需要的频率成分，再经过频率判决电路，判断接收到的信号是低频率
还是高频率，从而还原原始数字信号。
6.记录实验结果：记录调制信号和解调信号的波形图，并进行分析。
实验结果和分析：
经过实验操作和数据记录，得到了调制信号和解调信号的波形图。
通
过对比波形图可以看出，解调信号与调制信号基本一致，表明调制和解调
过程基本无误。
实验结果验证了FSK调制和解调技术的可行性和有效性。
结论：
通过本次实验，我们深入了解了FSK调制和解调技术的原理和应用。
通过实际操作和数据记录，我们掌握了FSK调制和解调的实验步骤和方法。
实验结果验证了FSK调制和解调技术的可行性和有效性，对今后的数字通
信系统的设计和实现具有重要的参考价值。
FSK调制及解调实验报告1. 实验目的本次实验旨在了解FSK调制及解调原理，并通过实践掌握其实现方法。
主要内容包括：1.了解FSK调制及解调原理；2.掌握FSK调制解调的实现方法；3.验证FSK调制解调的正确性。
2. 实验原理2.1 FSK调制原理FSK调制就是将待传输的信息信号通过在不同的频率上进行调制，从而使信号能够在载波上传输的调制方式。
其基本原理如下：将准备发送的低频信号(m(t))的幅度等效为模拟式数字信号，通过频率劈裂产生两个频率分别为f1和f2的载波信号，然后将m(t)信号加到其中一个载波上，m(t)信号经过调制后，就可传送该信号f1载波的频段。
同理，m(t)信号也可以加到另一个载波上，这个信号就可以传送f2载波的频段。
具体的数学描述为：s(t)=Acos(2πf1t), (m(t)>=0)；s(t)=Acos(2πf2t), (m(t)<0)；其中，m(t)为信号的幅度，f1和f2分别是两个载波频率，A是使用的载波偏移量。
将传输的差分FSK信号转换为基频(F0)的正弦波信号，通过一个鉴频器（包括一个本振发生器、一个四象限乘法器和一个低通滤波器）将接收到的信号解调为原来的信号。
其基本原理如下：传输的信息被调制后后，接收的信号采用同样的方法分成两个部分，对每个部分分别进行解调，然后通过比较解调出来的两个信号的幅度大小即可得到原来发送的信息。
模块分为两个模块的组成，一个是FSK激励信号的发射模块，一个是FSK解调信号的接收模块。
fsk调制模块，由信号源、两路解调模块、FSK调制器和混频器组成, fsk解调模块，由前置放大、两路鉴频器、差分比较器、计数器等组成。
3. 实验装置及材料（1）信号发生器（2）示波器（3）功率放大器（4）低通滤波器（5）鉴频器（包括本振发生器、乘法器和低通滤波器）4. 实验过程及结果首先，对于fsk调制信号，我们搭建了一个基于ad654的fSK调制器，并通过示波器观察到了调制前后fsk波形的变化，确认了fsk信号的调制正确。
基于FPGA的FSK调制解调器设计与实现FSK调制解调器是一种常用的数字通信技术，可用于数据传输、无线通信等领域。
本文将介绍基于FPGA的FSK调制解调器的设计和实现，包括原理介绍、系统设计、硬件实现和性能分析等方面。
一、引言FSK调制解调器是一种数字通信系统，它通过改变载波频率的方式来传输数字信号。
本文基于FPGA实现FSK调制解调器，利用FPGA 的灵活性和可重构性，提供了一种高效、可靠的数字通信解决方案。
二、FSK调制解调原理介绍FSK调制解调器是通过将数字信号映射到两个不同频率的载波上，实现信息传输的。
调制过程中，二进制数据0和1分别对应两个特定频率的载波，解调过程中通过判断输入信号的频率来还原原始数据。
三、系统设计1. FSK调制器在FPGA中设计FSK调制器，需要使用相应的调制算法将数字信号转换为两个不同频率的载波。
可以采用数字频率合成技术合成两个不同频率的信号，并通过逻辑电路实现相应的调制功能。
2. FSK解调器FSK解调器的设计目标是通过输入信号的频率变化来判定数字信号的0和1。
可以采用数字滤波器和频率判决电路实现解调功能，将输入的频率信号转换为相应的数字信号。
四、硬件实现1. FPGA配置基于FPGA的FSK调制解调器的硬件实现，首先需要将相应的调制解调算法和电路设计编写为硬件描述语言如VHDL，并经过综合、布局布线等步骤生成比特流。
2. ADC和DAC为了接收和发送模拟信号，需要使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，并使用DAC（数模转换器）将数字信号转换为模拟信号。
3. 时钟模块与控制模块为了保持系统的同步和稳定性，需要设计时钟模块和控制模块。
时钟模块用于在固定的时间间隔内，对输入信号进行采样和调制；控制模块用于控制时钟、数据流等系统参数，保证系统的正常运行。
五、性能分析1. 调制误差分析通过对比输入信号与调制后的信号的频谱图，可以评估FSK调制器的性能，主要包括频率偏移、频谱扩展等指标。
FSK调制及解调实验报告简介在通信领域，频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）调制和解调是常见的数字调制技术，广泛应用于无线通信和数据传输系统中。
本实验报告将详细介绍FSK调制和解调的原理、实验步骤和结果分析。
原理FSK调制是利用不同频率的载波信号来表示数字信息。
在FSK调制中，两个不同频率的载波信号代表了两个不同的数字信号。
例如，在二进制数字通信中，0可以用低频率表示，而1可以用高频率表示。
FSK调制的原理是通过将数字信号转化为频率信息并将其叠加到载波信号上。
通过调整载波频率来传输数字信号的不同值。
FSK解调是将接收到的FSK信号恢复为原始数字信号。
解调过程包括接收信号的滤波和判决两个主要步骤。
滤波用于消除噪声和非目标频率分量，而判决用于确定接收信号所代表的数字信号的值。
实验步骤1.搭建实验电路–使用信号发生器生成两个不同频率的正弦波，分别作为两个载波信号。
–将数字信号源与信号发生器连接，使得数字信号源能够控制载波信号的频率。
–将两个载波信号叠加，并将叠加后的信号送入模拟调制电路。
–将模拟调制电路的输出连接到示波器，以便观察FSK调制后的信号波形。
2.观察和分析调制波形–调整信号发生器的频率和数字信号源的输入，观察调制后的波形特征。
–分析不同数字信号输入时，调制波形的频率变化情况。
–根据调制波形的特点，判断FSK调制是否正确实现。
3.进行FSK解调实验–将调制后的信号输入到解调电路中。
–使用合适的滤波器，滤除噪声和非目标频率分量。
–通过判决电路，将解调后的信号恢复为原始数字信号。
4.观察和分析解调结果–使用示波器观察解调后信号的波形特征。
–将解调后的信号与原始数字信号进行比较，分析解调的准确性和误差情况。
实验结果和分析经过搭建实验电路、观察、分析和解调实验，我们得到了以下实验结果和分析：1.根据观察得知，调制后的波形在不同数字信号输入时，频率发生了明显的变化。
这表明FSK调制成功。
FSK调制与解调系统设计一、FSK调制与解调系统原理FSK调制（Frequency Shift Keying）是一种基于载波频率变化来传输数字信息的调制技术。
在FSK调制中，数字信号被转换为两个不同频率的载波信号，分别对应数字信号的“0”和“1”。
FSK调制使用两个不同频率的载波信号来区分数字信号的不同状态，从而实现信号的传输。
1.将数字信号划分为一段一段的离散时间片段。
2.对于每个时间片段，根据数字信号的状态选择对应的载波频率。
3.将选择的载波频率的信号与数字信号进行调制，生成FSK信号。
FSK解调（Frequency Shift Keying demodulation）是将接收到的FSK信号还原为原始的数字信号的过程。
FSK解调系统需要对接收到的FSK信号进行解调，将不同频率的载波信号转换为数字信号的“0”和“1”。
FSK解调使用了两个不同频率的载波信号，并将接收到的信号与这两个频率的载波信号进行频率对比，从而实现信号的解调。
FSK解调的原理如下：1.接收到FSK信号，并提取出信号中的两个频率分量。
2.对接收到的信号进行滤波和放大，增强信号的稳定性和可靠性。
3.判断接收到的信号的频率与载波频率的对比结果，从而得出数字信号的状态。
二、FSK调制与解调系统设计方法1.信号生成：在FSK调制系统中，根据数字信号的状态选择对应的载波频率信号。
这可以通过频率可调的震荡器来实现，通过控制震荡器输出频率的方式来生成不同频率的载波信号。
2.滤波和放大：在FSK解调系统中，接收到的FSK信号会包含噪声和其他干扰信号。
为了增强信号的稳定性和可靠性，需要对接收到的信号进行滤波和放大处理。
滤波可以通过低通滤波器来实现，将高频噪声滤除，同时放大信号的幅度以提高解调的灵敏度。
3. 频率对比：接收到的FSK信号中会包含两个不同频率的载波信号。
为了将接收到的信号从载波信号转换为数字信号，需要进行频率对比。
可以通过相位锁定环（Phase-Locked Loop）来实现频率对比。
FSK调制解调系统的仿真与分析毕业设计一、FSK调制解调系统原理FSK调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制方式，将二进制序列中的1映射为频率f1的正弦波信号，将0映射为频率f2的正弦波信号。
FSK解调则是将接收到的调制信号重新转换为二进制序列。
FSK调制解调系统包括两个主要部分：调制器和解调器。
调制器的主要功能是将二进制信号转换为FSK信号。
当输入信号为1时，调制器输出频率为f1的正弦波信号；当输入信号为0时，调制器输出频率为f2的正弦波信号。
调制器可以采用时钟控制的方法实现。
解调器的主要功能是将接收到的调制信号转换回二进制信号。
解调器采用信号的包络检测方法判断接收到的信号是频率f1还是频率f2，并根据判断结果输出相应的二进制信号。
二、仿真平台与方法在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以采用多种仿真平台与方法。
常用的仿真平台包括MATLAB、Simulink、ADS等。
以MATLAB为例，可以使用MATLAB的信号处理工具箱进行FSK调制解调系统的仿真。
首先，使用二进制序列生成函数生成随机的二进制信号。
然后，利用MATLAB中的正弦波生成函数生成频率为f1和f2的正弦波信号。
将二进制信号与正弦波信号相乘，得到调制信号。
最后，采用信号处理工具箱中的信号包络检测函数对接收到的调制信号进行解调，得到解调信号。
三、系统性能分析在进行FSK调制解调系统的仿真与分析时，可以从以下几个方面对系统性能进行评估。
1.误码率：误码率是衡量调制解调系统性能的重要指标之一、通过仿真可以得到调制解调系统在不同信噪比条件下的误码率曲线，从而评估系统的性能。
2.频谱分析：频谱分析可以评估调制解调系统的频带利用率。
通过仿真可以绘制系统调制信号的频谱图，从而评估系统的频带利用率。
3.系统延时：系统延时是调制解调系统的重要性能指标。
通过仿真可以得到系统的传输延时，从而评估系统的实时性。
4.鲁棒性分析：鲁棒性分析可以评估调制解调系统对于信道扰动的容忍程度。
目录第一章概述1.1 引言FSK信号可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字调频的方法.FSK信号的另一方法是采用键控法,即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. 二进制FSK信号的常用解调方法是采用非相干检测法和相干检测法。
1.2 FSK 简介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。
1.3 FSK的发展FSK是载波频率随数字信号变化的一种调制方式，近十年来，数字移动通信新系统的开发取得了巨大进展，要求传输数字化的信令，又传数字化的信息，因而系统必须采用数字调制技术，然而一般的数字调制技术：如移相键控PSK，频移键控FSK，因传输效率低而无法满足移动通信的要求：为此；需要专门研究一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调制技术，尽可能地提高单位频带内传输数据的比特率。
适应移动通信的要求；目前已发展为：正交相移键控QPSK、正交调幅QAM、最小移频键控MSK、高斯最小移频键控GMSK等。
第二章总体设计方案2.1 实验原理所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。
本实验中,二进制的基带信号是用正负电平来表示的。
“1”码对应于载波频率F1, “0”对应于F2。
使其输出频率为f1和f2相间的正弦波行。
FSK信号的解调分为相干解调法和非相干解调法。
非相干解调分为鉴频法,过零检波法,微分法等.（本实验采用相干方式）类型：二进制移频键控(2FSK)，多进制移频键控(MFSK).相位不连续的FSK信号可以看作是两个不同载波频率的ASK以调信号的叠加.因此其功率谱是两个ASK信号功率之和.当基带信号不含直流分量时，其带宽为=|f2-f1|+2fs。
BFSK2.2 FSK调制器的工作原理FSK调制功能框图如图,图2.1 FSK 调制功能框图首先由晶振电路产生正弦波信号,然后在经过分频器后.再分别通过两个带通滤波器,产生f1和f2两个载频.用‘1’ ‘0’码和巴可码来控制模拟开关的数字基带信号,其中:巴克码是一种具有特殊规律的二进制码组。
先上程序（verilog语言编写）
`timescale 1ns/1ns // 测试程序
module test;
reg clk1,rst1,clk2,rst2;
reg din1;
wire dout1,ddout1;
modulator my1(.clk(clk1),.rst(rst1),.din(din1),.dout(dout1)); demodulator my2(.clk(clk2),.rst(rst2),.ddin(dout1),.ddout(ddout1));
initial
begin
clk1=0;
forever #25 clk1=~clk1;
end
initial
begin
clk2=0;
forever #10 clk2=~clk2;
end
initial
begin
rst1=1;
#15 rst1=0;
#50 rst1=1;
end
initial
begin
rst2=1;
#5 rst2=0;
#25 rst2=1;
end
initial
begin
#25 din1=1;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=1;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=0;
#400 din1=1;
#1000 $stop;
end
endmodule
module demodulator(clk,rst,ddin,ddout); //解调input clk,rst;
input ddin;
output ddout;
reg ddout;
reg [3:0]cnt3;
reg temp;
reg [3:0]cnt4;
reg clk1;
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
cnt3<=4'b0000;
else if(!ddin)
cnt3<=cnt3+1;
else
cnt3<=4'b0000;
end
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if(!rst)
temp<=0;
else
if(cnt3>6)
temp<=1;
else
temp<=0;
end
always @(posedge clk or negedge rst) begin
if(!rst)
begin
cnt4<=0;
clk1<=0;
end
else
if (cnt4==4'b1001)
begin
clk1<=~clk1;
cnt4<=0;
end
else
cnt4<=cnt4+1;
end
always @(posedge clk1 or negedge rst) begin
if(!rst)
ddout<=0;
else
ddout<=temp;
end
endmodule
module modulator(clk,rst,din,dout); // 调制input clk,rst;
input din;
output dout;
reg [1:0] cnt1;
reg cnt2;
reg f1;
reg f2;
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
begin
cnt1<=2'b00;
f1<=0;
end
else
if(cnt1==2'b11)
begin
cnt1<=2'b00;
f1<=~f1;
end
else
cnt1<=cnt1+1;
end
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
begin
cnt2<=0;
f2<=0;
end
else
if(cnt2==1)
begin
cnt2<=2'b00;
f2<=~f2;
end
else
cnt2<=cnt2+1;
end
assign dout=(din==1)?f1:f2;
endmodule
硬件设计方案
（1）调制模块设计
频移键控即FSK（Frequency－Shift Keying）数字信号对载波频率调制，主要通过数字基带信号控制载波信号的频率来来传递数字信息。
在二进制情况下，“1”对应于载波频率，“0”对应载波频率，但是它们的振幅和初始相位不变化。
FSK信号产生的两种方法：直接调频法和频率键控法。
FSK的调制方框图
（2）解调模块设计
数字频率键控（FSK）信号常用的解调方法有很多种如：同步（相干）解调法、FSK滤波非相干解调法。
软件设计方案
由于在Verilog语言中各个模块电路同时工作采用并行执行的，时序逻辑由时
钟驱动，因此在程序中一定要注意时序的设计及时钟的设计，在各个不同的时钟驱动下电路响应的方式。
在设计之初应该特别注意Verilog语言的类型。
FSK调制部分：系统是利用2个独立的分频器来改变输出载波频率，以数字键控法来实现FSK捌制。
数字键控法也称为频率选择法，他有2个独立的振荡器，数字基带信号控制转换开关，选择不同频率的高频振荡信号实现FSK调制。
键控法产生的FSK信号频率稳定度可以做到很高并且没有过渡频率，他的转换速度快，波形好，频率键控法在转换开天发生转换的瞬刚，2个高频振荡的输出电压通常不相等，于是已调信号在基带信息变换时电压会发生跳变，这种现象称为相位不连续，这是频率键控特有的情况。
FSK解调部分：通过对clk上升沿和cin上升沿的计数，cnt 为clk计数器，而count为cin的计数器，当 cnt==11时，查看count的值，如果大于等于3，那么此时也就检测到四分频，所以此时cout输出低电平0，否则输出高电平1.也就是这样就完成了频率-幅度变换，把码元“1”与“0”在幅度上区分开来，恢复出数字基带信号。
直接用Modelsim仿真即可
调制+解调
调制
解调。
