二进制数字调制与解调原理

实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的1、了解二进制移频键控2FSK 信号的产生过程及电路的实现方法。

2、了解非相干解调器过零检测的工作原理及电路的实现方法。

3、了解相干解调器锁相解调法的工作原理及电路的实现方法。

二、实验内容1、了解相位不连续2FSK 信号的频谱特性。

2、了解2FSK（相位不连续）调制，非相干、相干解调电路的组成及工作理。

3、观察2FSK 调制，非相干、相干解调各点波形。

4、改变f1、f2的频率大小，观察不同调制指数下的调制解调效果。

（选作）5、利用实验模块的电路，设计出其它解调方法，并自行验证。

（选作）三、预习要求1)画出实验电路中2FSK调制器采用的原理框图；2)根据实验指导书的相关资料，说明本实验2FSK调制的载波频率分别是多少？用什么方法产生的？3)本实验2FSK载波是方波还是正弦波？如何实现的？4)用什么方法可以将方波变成正弦波？5)FSK调制器可以用哪两种基本方法实现？本实验用的是哪一种？6)用什么方法实现的FSK信号的相位是连续的？7)实验中，信息的码速率是多少？可以用什么方法测量？8)可以用什么方法来测量2FSK的两个载波频率？9)当用“10101010………”不断重复的信息码进行FSK调制，用计数法测量FSK调制输出信号的频率，测量得到的频率可能是多少？为什么？10)本实验中，2FSK 信号带宽是多少？如何计算的？公式中的各个量代表什么？11)本实验中，2FSK 信号的频谱会是单峰还是双峰？为什么？12)用示波器同时观测FSK调制器的输入数据、FSK调制器输出的已调信号，要能稳定的观测应该用这两个信号中的哪一个作为示波器的触发信号？13)画出2FSK过零检测解调的原理框图；14)实验中，FSK过零检测解调方案采用数字电路如何实现；15)脉冲的宽度相同，有些时刻的脉冲密一些，有些时刻的脉冲少一些，可以用什么具体的方法区分出每一个单位时刻内脉冲是多还是少？16)测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？17)采用过零检测解调的方法时，将f1和f2倍频的电路是如何设计的？18)采用过零检测解调的方法时，解调电路中哪一点的波形是f1和f2的倍频？19)2FSK 信号经过整形变成方波2FSK 信号，频谱有什么变化？为什么？20)解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？21)2FSK 信号解调时将f1和f2倍频之后，频谱有什么变化？为什么？22)解调电路各点信号的时延是怎么产生的？23)解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？24)解调的信号为什么要进行再生？25)理论上，能否实现出一个没有时延的解调器？为什么？26)解调的信号是如何实现再生的？27)再生过程中，是什么环节会对解调的输出造成延时？为什么？28)画出2FSK 锁相PLL 解调的原理框图；29)PLL 解调2FSK 信号的原理是什么？30)为什么2FSK 锁相解调可以实现相干解调？31)要实现2FSK 锁相解调，锁相环需要工作在什么跟踪方式？为什么？32)解调电路中T31（放大出）没有信号输出，可能的原因有哪些？33)T19（2FSK 过零检测出）信号异常，如何判断故障点在哪？34)解调输出信号与发送端的数据信号对比，为什么会有延时，是哪些原理造成的？四、实验原理二进制频率调制（2FSK ）是数据通信中使用较早的一种通信方式。

电路基础原理数字信号的调制与解调数字信号的调制与解调是电路基础原理中的重要概念。

调制是将数字信号转化为模拟信号的过程，解调则是将模拟信号还原为数字信号的过程。

本文将介绍数字信号的调制与解调原理及其应用。

一、调制的基本原理调制是为了将数字信号传输到远距离时，能够克服传输噪声、提高信号质量而进行的一种技术。

数字信号经过调制后，会转化为模拟信号，其特点是连续的波形。

1.频移键控调制(FSK)FSK是一种基本的数字信号调制方式，它通过改变信号的频率来表示不同的数字。

在FSK中，使用两个频率来分别代表二进制的0和1。

2.相移键控调制(PSK)PSK是一种通过改变信号的相位来表示不同的数字的调制方式。

在PSK中，使用不同的相位来表示二进制的0和1。

3.正交幅度调制(QAM)QAM是一种通过改变信号的振幅和相位来表示不同的数字的调制方式。

在QAM中，通过改变信号的振幅和相位的组合来表示多个二进制数字。

二、解调的基本原理解调是将模拟信号还原为数字信号的过程，其目的是还原接收到的信号，以便后续的数字信号处理。

1.频移解调频移解调是将经过FSK调制的信号还原回数字信号的过程。

解调器需要检测接收到的信号的频率，并根据频率的不同判断出二进制的0和1。

2.相移解调相移解调是将经过PSK调制的信号还原为数字信号的过程。

解调器需要检测接收到信号的相位，并根据相位的变化来判断出二进制的0和1。

3.幅度解调幅度解调是将经过QAM调制的信号还原为数字信号的过程。

解调器需要测量接收到信号的振幅和相位，并根据这些信息来判断出二进制的0和1。

三、调制与解调的应用调制与解调技术广泛应用于通信领域，特别是在无线通信中。

1.无线电广播无线电广播使用调制技术将音频信号转化为无线电信号，并通过无线电波传输到接收器中，然后通过解调技术将无线电信号还原为音频信号。

2.移动通信移动通信中的调制与解调技术被用于将数字信号通过无线电信道传输，以实现声音、图像和数据的无线传输。

信号调制的基本原理
信号调制是一种将信息从原始信号转换为适合传输的形式的技术。

它的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 信息编码：将要传输的信息转换为二进制数字序列，例如 ASCII 码或 Unicode 码。

2. 调制信号生成：使用二进制数字序列生成一个调制信号，该信号可以是模拟信号或数字信号。

3. 信号传输：将调制信号通过传输介质（如电缆、无线电波或光纤）发送到接收端。

4. 信号解调：在接收端，使用解调技术将调制信号转换回原始信息。

在调制过程中，调制信号的特性（如频率、相位或幅度）会根据二进制数字序列的变化而改变。

这种变化可以用来表示信息的不同状态，例如 0 和 1。

在解调过程中，接收端会使用相应的解调技术来识别这些状态，并将其转换回原始信息。

调制技术的选择取决于许多因素，例如传输介质的特性、所需的传输速率、误码率要求等。

常见的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）和数字调制（例如 QPSK、16-QAM 等）。

总之，信号调制是一种将信息从原始信号转换为适合传输的形式的技术，它涉及信息编码、调制信号生成、信号传输和信号解调等步骤。

调制技术的选择取决于传输介质的特性和所需的传输速率等因素。

叙述调制解调器概念及工作原理
调制解调器（Modem）是一个将数字信号转换为模拟信号（调制）传输到远程地点，并将接收到的模拟信号转换为数字信号（解调）的设备。

调制解调器主要用于将计算机或其他数字设备产生的数字数据信号传送到远程位置，例如通过电话线传输数据。

调制解调器的工作原理如下：
1. 调制（Modulation）：调制器接收到来自数字设备的二进制数据信号，并将其转换为模拟信号。

这通常通过将数字信号与一个称为载波信号的高频调制信号相乘来实现。

这样可以使数字信号能够在模拟信道上传输。

2. 传输（Transmitting）：调制器将调制后的模拟信号通过传输介质（如电话线）发送到远程设备。

传输介质可以是电线、光纤或无线电波等。

3. 解调（Demodulation）：远程设备上的解调器接收到发送的模拟信号，并将其转换为数字信号。

解调器使用与发送端相同的载波信号和调制技术来反向操作。

解调器提取并恢复出原始的数字信号。

4. 接收（Receiving）：解调后的数字信号传送到接收设备，如计算机或其他数字设备。

调制解调器的速度通常以位每秒（bps）来衡量。

调制解调器的速度取决于多个因素，包括调制技术、传输介质的带宽和信
号噪声等。

调制解调器在互联网和通信领域起着重要的作用，它们允许计算机之间进行数据交换，并连接到因特网。

2psk调制解调的原理2PSK调制（2-Phase Shift Keying）是一种基本的数字调制方式。

它通过改变载波的相位来传输数字信号，每个数字比特对应两个不同的相位。

以下将详细解析2PSK调制的原理。

2PSK调制主要涉及到两个过程：调制和解调。

调制过程：1. 文字编码：将要传输的信息进行数字编码，例如使用二进制编码方式，将每个数字比特用0和1代表。

2. 符号分配：每个数字比特对应一个相位，通常选择相位0和相位π来表示0和1。

3. 载波生成：产生一个恒定频率和幅度的正弦波，这个波被称为载波信号。

4. 相位调制：根据编码的数字比特，将相应的相位信息融入到载波信号中。

比如，相位0可以对应载波信号的相位不变，而相位π可以对应载波信号的相位反转。

5. 调制信号生成：得到相位调制后的信号，该信号即为调制信号。

解调过程：1. 接收信号采样：接收到经过信道传输的调制信号，并对信号进行采样。

2. 相位判决：根据接收到的信号的相位信息，进行相位判决以确定每个数字比特的数值。

例如，如果接收到的信号相位为0，则判定为0；如果接收到的信号相位为π，则判定为1。

3. 数字解码：将解调的数字比特翻译回原始的信息字符。

2PSK调制的优点：1. 简单性：2PSK调制的实现比较简单，仅需要改变相位即可。

2. 抗噪声性能：2PSK调制的抗噪声性能较好，因为每个数字比特对应的相位差异明显，相位误差引起的误码率较低。

2PSK调制的局限：1. 带宽效率：2PSK调制一次只能传输一个比特，相比其他复杂调制方式，其带宽利用率较低。

2. 灵活性：2PSK调制只能传输二进制信号，不能传输多元信号。

总结：2PSK调制通过改变载波的相位来传输数字信号。

在调制过程中，信号经过文字编码、符号分配、载波生成和相位调制等步骤。

在解调过程中，信号经过接收信号采样、相位判决和数字解码等步骤。

2PSK调制简单易实现，抗噪声性能好，但带宽利用率相对较低，适用于二进制信号的传输。

bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理，通过实际操作和观测，掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，分析其性能特点，并探讨相关参数对系统性能的影响。

二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式，它使用两个相位（通常为 0和π）来表示二进制数字信息。

在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，调制后的载波相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，调制后的载波相位为π。

假设输入的二进制序列为｛an}，载波信号为cos(ωct)，则 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝an cos(ωct ＋φn)其中，当 an ＝ 0 时，φn ＝ 0；当 an ＝ 1 时，φn ＝π。

（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。

相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。

接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的二进制数字信息。

具体的解调过程如下：接收信号 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t) （其中 n(t) 为加性高斯白噪声）与本地载波cos(ωct) 相乘得到：r(t) cos(ωct) ＝an cos(ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)＝ 1/2 an 1 ＋cos(2ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后，滤除2ωc 频率成分，得到：1/2 an ＋n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决，若抽样值大于 0，则判决为“0”；若抽样值小于0，则判决为“1”。

三、实验内容与步骤（一）实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能（二）实验步骤1、利用编程语言（如 MATLAB）生成随机的二进制数字序列作为输入信号。

2FSK（Frequency Shift Keying）是二进制数字频率调制（二进制频移键控），用载波的频率来传送数字信息，即用所传送的数字信息控制载波的频率。

在2FSK 中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频点间变化。

一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。

2FSK的调制原理是将基带码元d(t)中码元为1时，波形为频率为f1的高频载波；基带码元d(t)中码元为0时，波形为频率为f2的高频载波。

这样就可以实现2FSK 信号的调制。

2FSK的解调原理是将2FSK信号经过信道传输之后，分为上下两路经过带通滤波器变成两路2ASK信号，再和对应的载波相乘，然后经过低通滤波后抽样判决恢复出原始基带码元信号。

总之，2FSK调制和解调原理是通过载波频率的变化来传递数字信息，并通过相应的解调过程恢复出原始的数字信息。

2ask调制与解调2ASK调制与解调2ASK调制是数字通信领域中广泛应用的一种数码调制方式，它是通过一定的方法将数字信号转换为模拟信号，以实现信号的传输和处理。

在进行2ASK调制之前，需要对数字信号进行二进制编码，即将数字信号转换为一系列的二进制码。

下面我们将分步骤阐述2ASK调制和解调的过程。

2ASK调制：第一步：数字信号二进制编码在进行数字信号调制之前，需要对数字信号进行二进制编码，即将数字信号转换为一系列的二进制码。

例如，对于一个数字信号“110011”，将其二进制编码为“011000110011”。

第二步：调制器输出模拟信号将编码后的数字信号输入到2ASK调制器中，通过一定的方式将二进制信号转化为模拟信号。

2ASK调制器通常采用简单的幅度调制方法，将“0”编码转化为低幅度的正弦波信号，将“1”编码转化为高幅度的正弦波信号。

第三步：发送调制信号将调制器输出的模拟信号发送给接收端进行处理。

2ASK解调：第一步：接收调制信号将发送端发送的调制信号接收到接收端。

第二步：滤波器滤除高频部分由于调制信号是经过幅度调制后的正弦波信号，它的频谱范围相对较宽。

因此，在进行解调之前需要通过一个低通滤波器滤除高频部分，仅保留低频部分的信息。

第三步：比较幅度将滤波器输出的模拟信号与接收端的阈值进行比较，如果模拟信号的幅度高于阈值，则表示该信号编码为“1”。

如果幅度低于阈值，则表示该信号编码为“0”。

第四步：解码数字信号最后，将解调出的数字信号进行译码，即将接收的一系列二进制码翻译为数字信号，完成2ASK调制的解调工作。

总结：2ASK调制与解调是数字通信中常用的调制与解调方式，通过将数字信号转换为模拟信号，实现信号的传输和处理。

对于广大工程师而言，掌握2ASK调制与解调技术，能够更好地应用于实际的通信工程中，提高通信效率和准确性。