FSK调制与解调系统设计

【实验目的】

1、 熟悉fsk调制与解调；

2、 熟悉fpga；

3、 熟悉编码与解码。

【实验原理】

信道

编码

调制

数模转换

四位 一位 一位 一位

解码

解调

模数转换

五位 一位 一位

本次实验利用实验板实现了一个fsk通信系统。从按键输入一组四位码

元，经过fpga编码后，形成8位码元。在这八位中，前三位固定为110，

在解码时用来识别一帧的开头。最后加了一位奇偶校验。这八位在编码

后，串行输出到调制部分。调制部分的调制方式是fsk调制。调制完成

后，输出到数模转换部分。数模转换与模数转换部分相连，然后输出到

解调部分。解调后，输出到解码部分。串行输入的码元被解码后，输出

到指示灯。同时输出到指示灯的还有一位，用来指示是否接收到的信号

是否有错。

【实验内容】

总框图如下：

1、 调制

调制部分框图如下RAGMO与RAGMO2是两个分频器，代码相似，只是分频数有差别。如

下代码中黑体处根据系统需要更改。实际系统中，两个频率为700Hz、

300Hz左右。

-- MAX+plus II VHDL Template

-- Clearable loadable enablable counter

LIBRARY ieee;

USE ieee.std_logic_1164.all;

ENTITY ragmo IS

PORT

(

clk_input : IN STD_LOGIC;

output : BUFFER STD_LOGIC

);

END ragmo;

ARCHITECTURE a OF ragmo IS

SIGNAL hgame : INTEGER RANGE 0 TO 1023;

BEGIN

PROCESS (clk_input)

BEGIN

IF (clk_input'EVENT AND clk_input='1') THEN

hgame <= hgame + 1;

IF hgame = 1023 THEN

output <= NOT output;

END IF;

实验报告册

课 程： 通信系统原理教程

实 验：FSK调制解调实验

班 级：

姓 名:

学 号:

指导老师:

日期:

评语：

成绩：

签名：

日期：

实验四：FSK调制解调实验

一、实验目的：

1、了解对FSK信号调制解调原理；

2、根据其原理设计出2FSK信号的调制解调电路，在对电路进行仿真，观察 其波形，从而检验设计出的调制解调器是否符合要求。

二、实验原理：

2FSK信号调制：

又称数字调频,它是用两种不同的载频1 ,2来代表脉冲调制信号1 和0,而载波的振幅和相位不变。如果载波信号采用正弦型波,则FSK信号可表示为:

2FSK 信号tS分解为信号tS1与tS2之和,则有:t S t S t S21

其中：tUtSm11cos,代表数字码元“1”

tUtSm22cos,代表数字码元“0”

2FSK信号调制器模型如下图：

如上图，两个独立的振荡器产生不同频率的载波信号，当输入基带信号1tS时，调制器输出频率为f1的载波信号，当0tS时，反相器的输出tS调制器输出频率为f2的载波信号。f1和f2都取码元速率的整数倍。

2FSK信号的带宽为:BffBFSK221

其中：f 1为对应脉冲调制信号1的载波频率;f 2为对应脉冲调制信号0的载波频率。

2FSK 信号解调：

是调试的相反过程。由于移频键控调制是将脉冲调制信号“1”用FSK信号tS1，而“0”用tS2表示,那么在接收端,可从FSK 信号中恢复出其基带信号。本设计采用了普通鉴频法进行解调,将tS1恢复成码元1,把tS2恢复成码元0 。

2FSK信号的解调可以采用相干解调，也可以采用包络解调。

实验中采用相干解调，解调器模型如下图：

反相器二进制单极性全占空)12cos(2)(1tfbTt)22cos(2)(2tfbTt2FSK信号)(ts)(ts图6.3.2 2FSK信号调制器abcdefg

一．2FSK调制原理：

1、2FSK信号的产生：

2FSK是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。故其表示式为

)cos()cos(21122)(tAtAFSKt 时发送时发送"1""0"

式中，假设码元的初始相位分别为1和2；112fπ和222fπ为两个不同的码元的角频率；幅度为A为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。

2FSK信号的产生方法有两种：

（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1（a）所示。

（2）键控法，用数字基带信号)(tg及其反)(tg相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b）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，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。

(a) (b)

2FSK信号产生原理图

由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK信号之和，即

)cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112tnTtgatnTtgattgttgtnsnnsnFSK

其中)(tg是脉宽为sT的矩形脉冲表示的NRZ数字基带信号。

P,0P11概率，概率na P1,0P1概率，概率na

1.5cm

1

课程设计报告

课题名称 2FSK调制解调系统的仿真模型设计

学 院 电子信息学院

专 业 通信工程

班 级 BX11XX

学 号 XX

姓 名 XXX

指导教师 胡之惠

定稿日期： 2013 年 12月26日

1.5cm

2

目录

1.课程设计题目 ........................................... 1

2.课程设计目的 ........................................... 1

3.课程设计内容 ........................................... 1

3.1设计内容分析 ................................................ 1

3.2系统原理 .................................................... 1

3.3系统模块与参数 .............................................. 3

4 系统仿真结果 ........................................... 4

4.1 2FSK调制解调系统各个过程的输出波形 ......................... 4

4.2 关于2FSK调制信号和解调信号的分析 .......................... 6