8.9二进制振幅键控(ASK)调制器与解调器设计

2ASK调制与解调一、实验目的：（1）掌握2ASK的调制与解调原理。

（2）学会运用Matlab编写2ASK调制程序。

（3）会画出原信号和调制信号的波形图。

（4）掌握数字通信的2ASK调制方式。

二、实验原理分析1、二进制振幅键控（2ASK）频移键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。

在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

二进制振幅键控的表达式为：s(t) = A(t)cos(w+θ) 0＜t≤T式中，w0=2πf为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅，即A(t) =⎩⎨⎧A典型波形如图1所示：图12ASK信号的产生方法通常有两种：相乘法和开关法，相应的调制器如图2。

图2（a）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图2（b）是一种数字键控法，其中的开关电路受s(t)控制。

在接收端，2ASK有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统方框图如图：三、附录2ASK调制matlab程序：clear all;close all;clc;max = 8;s=[1 1 0 1 1 0 1 0];cp=[];fs=100;fc=1;t1=(0:1/fs:8);f=1;%载波频率tc=0:2*pi/99:2*pi;nsamp = 100;cm=[];mod=[];for n=1:length(s);if s(n)==0;m=zeros(1,nsamp);b=zeros(1,nsamp);else s(n)==1;m=ones(1,nsamp);b=ones(1,nsamp);endc = sin(f*tc);cm=[cm m];cp = [cp b];mod=[mod c];endtiaozhiqian=sin(2*pi*t1*fc);tiaozhi=cm.*mod;%2ASK调制t = linspace(0,length(s),length(s)*nsamp); figure;subplot(3,1,2);plot(t,cp);grid on;axis([0 length(s) -0.1 1.1]);title('二进制信号序列');subplot(3,1,1);plot(t1,tiaozhiqian);grid on;%axis([0 length(s) -1.1 1.1]);title('未调制信号');subplot(3,1,3);plot(t,tiaozhi);grid on;axis([0 length(s) -1.1 1.1]);title('2ASK调制信号');图1 2ASK调制2ASK解调matlab程序：%加性高斯白噪声信道tz=awgn(tiaoz,10);%信号tiaoz中加入白噪声，信噪比为SNR=10dB figure;subplot(2,1,1);plot(t,tz);grid onaxis([0 length(s) -1.5 1.5]);title('通过高斯白噪声信道后的信号');jiet = mod.*tz;%相干解调subplot(2,1,2);plot(t,jiet);grid onaxis([0 length(s) -1.5 1.5]);title('乘以相干载波后的信号波形')图2 2ASK解调六、总结与心得体会通过实验，基本掌握了MATLAB的基本功能和使用方法，对数字基带传输系统有了一定的了解，加深了对2ASK的调制原理的认识，理解了如何对他进行调制，通过使用MATLAB仿真，对个调制和解调电路中各元件的特性有了较为全面的理解。

二进制振幅键控一、实验目的1、掌握2ASK调制原理及其实现方法2、掌握2ASK解调原理及其实现方法3、了解线性调制时信号的频谱变化二、实验内容1、理解2ASK 的调制和解调原理并用SystemView 软件仿真其实现过程2、用SystemView 分析二进制振幅键控信号频谱的变化三、实验原理1、调制二进制振幅键控（2ASK）：用二进制的数字信号去调制载波的振幅。

即传“1”信号时发送载波，传“0”信号时送0 电平。

这种调制也称为通（on）断(off)键控OOK2ASK 的时域表达式为：其中g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲令则调制信号实现2ASK 调制方法有两种框图如图2-1 所示图2-1 调制框图由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,调制后的二进制数字信号也是一个随机过程因此在频率域中只能用功率谱密度表示如图2-2所示功率谱密度示意图：2ASK 信号功率谱密度的特点如下：（1）由连续谱和离散谱两部分构成：连续谱由信号的波形g(t)经线性调制后，决定离散谱由载波分量决定（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即BASK =2fs（3）已调信号的第一旁瓣峰值比主峰值衰减14dB.2 解调2ASK 的解调方法有两种：非相干解调（包络解调）和相干解调（同步检测）解调原理如图2-3 所示：图2-3 2ASK 信号解调框图四、2ASK 调制解调系统的SystemView 仿真1、仿真原理图2 所用器件参数设定系统时钟No. of Sample: 1024; Sample Rate: 20000Hz; No.of System Loop: 1五、实验结果及结果分析1、输入的数字基带信号调制信号解调信号波形图在数字基带信号的作用下被调制，数字基带信号为1 时输出原波形，否则输出0。

2、抽样判决前后的信号波形可以看出抽样判决使数字信号的接收性能得到提高：调制信号的功率谱密度如下：六、思考题1 本实验中实现的是DSB 调制还是SSB 调制？为什么？实验分析两种调制方式下，调制输出信号的功率幅度与基带信号载波信号功率幅度的关系实现的是DSB调制，因为从调制信号的功率谱密度图可以看出，在载波1000Hz的左右对称位置上其实就是基带脉冲波形（矩形脉冲的功率谱平移后得到的。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器设计要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即ASK（Amplitude－Shift Keying）。

ASK有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法为适应自动发送高速数据的要求，键控法中的电键可以利用各种形式的受基带信号控制的电子开关来实现，代替电键产生ASK信号，是用基带信号控制与非门的开闭，实现ASK调制，产生信号。

ASK解调方法有两种1. 同步解调法2. 包络解调法。

时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................................................... I I 1. 绪论 .. (1)1.1 本课题的研究现状 (1)1.2 选题目的意义 (1)2．2ASK系统工作原理及数学模型 (2)2.1 2ASK的调制原理及设计方法 (2)3.2ASK各个模块的设计 (4)3.1 2ASK的调制部分 (4)3.2 2ASK解调部分 (4)4.VHDL程序设计 (5)4.1 2ASK调制部分程序设计 (5)4.2 2ASK解调程序设计 (6)5. 2ASK的仿真结果及分析 (7)5.1Quartus II的介绍 (7)5.2Quartus II的优点 (7)5.3 2ASK调制仿真 (8)5.4 2ASK解调仿真 (9)6.总结 (12)7.参考文献 (13)附录 (14)摘要从信号传输质量来看，数字系统优于模拟系统，在数字通信网中，除了考虑抗干扰能力外，还要考虑容量和频率资源利用率等重要技术指标。

课程设计课程设计名称：二进制振幅键控（2ASK）数字调制系统仿真和分析专业班级：电信1001学生姓名：Donalsly 学号：201046830113指导教师：课程设计时间：2013年09月07电子信息工程专业课程设计任务书1 需求分析1、 主要内容：对二进制数字信源进行振幅键控调制（2ASK ），画出信号波形及功率谱。

并分析其性能。

2、 任务要求：(1) 掌握二进制振幅键控（2ASK ）数字调制系统的原理及实现。

(2) 用MATLAB 产生独立等概的二进制信源。

画出2ASK 信号波形及其功率谱。

2 概要设计图1 二进制振幅键控信号调制器原理框图)(a )开关电路)(b )图2 二进制振幅键控（2ASK）数字调制程序设计框图3 运行环境1.Windows 7系统2.MATLAB7.1软件4 开发工具和编程语言开发工具:MATLAB软件编程语言:汇编语言5 详细设计算法实现的源程序：（1）主程序: 实现设计一个正弦信号ht和产生二进制随机信号gt、2ASK信号产生及功率频谱图clear all;close all;A=1;fc=2;N_sample=8;N=550;Ts=1;dt=Ts/fc/N_sample;t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);d=sign(randn(1,N));dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);gt=ones(1,fc*N_sample);figure(1)subplot(221);d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t)));axis([0 10 0 1.2]);ylabel('输入信号');figure(2)[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:length(t)));plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2));axis([-2 2 -50 30]);ylabel('输入信号功率谱密度（dB/Hz)');ht=A*cos(2*pi*fc*t);s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;figure(3)plot(t,s_2ask);axis([0 10 -1.2 1.2]);ylabel('OOK');[f,s_2askf]=T2F(t,s_2ask);figure(4)plot(f,10*log10(abs(s_2askf).^2));axis([-fc-4 fc+4 -50 10]);ylabel('OOK功率谱密度（dB/Hz)');（2）子函数sigexpand实现产生二进制随机信号function [out] = sigexpand(d,M)N = length(d);out = zeros(M,N);out(1,:) = d;out = reshape(out,1,M*N);end（3）子函数T2F实现信号变换得到频谱function [f,sf] = T2F(t,st)dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);end6 调试分析二进制数字信源进行数字调制（2ASK）系统，首先输入二进制信号是一个随机产生的0和1独立等概的二进制信源，其波形如下图3所示，其频谱如下图4所示，再给定一个正弦波信号，当该二进制信号与正弦波一起调制时，得到2ASK 信号，其波形如下图5所示，由图可看出，当二进制输入为0时，2ASK信号幅度为0，当二进制信号输入为1时，2ASK信号为输入的正弦波信号。

二进制振幅键控（2ASK）摘要: 振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）, 也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。

二进制振幅键控通常记作2ASK。

一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制...振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）,也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。

二进制振幅键控通常记作2ASK。

一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制振幅键控就是用代表二进制数字信号的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波。

有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”，由此可得2ASK 信号时间波形如图1 所示。

根据线性调制原理，一个2ASK 信号可以表示成一个单极性不归零序列和一个正弦载波相乘，即2ASK 信号的一般表达式为（1）其中是持续时间为的矩形脉冲，而的取值服从下述关系（2）现令（3）则式(1)变为（4）图1 2ASK 信号的时间波形2ASK 信号的产生方法：有键控法和模拟调制法，如图2 所示。

图2 2ASK 信号的产生2.功率谱密度和带宽由于2ASK 信号可以表示成若设的功率谱密度为，2ASK 信号的功率谱密度为。

因为是单极性的随机脉冲序列，即单极性不归零码，功率谱密度为此时，2ASK 信号的功率谱密度当概率时，同时又考虑到和，则2ASK 的功率谱密度为功率谱密度示意图图3 2ASK 信号的功率谱密度示意图（1）因为2ASK 信号的功率谱密度是相应的单极性数字基带信号功率谱密度形状不变地平移至处形成的，所以2ASK 信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。

它的连续谱取决于数字基带信号基本脉冲的频谱；它的离散谱是位于处的一对频域冲激函数，这意味着2ASK 信号中存在着可作载频同步的载波频率的成分。

（2）由图3 可以看出。

实验 8 ASK 调制解调一、实验目的1.掌握 ASK 调制器的工作原理及性能测试；2.掌握 ASK 包络检波法解调原理；3.学习基于软件无线电技术实现 ASK 调制、解调的实现方法。

二、实验原理1.调制与解调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（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。

为了使数字信号在带通信道中传输，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（已调信号）的过程称为数字调制（digital modulation）。

在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调（digital demodulation）。

通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。

数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制可分为二进制调制和多进制调制。

在二进制调制中，信号参量只有两种可能的取值；而在多进制调制中，信号参量可能有M（M>2）种取值。

本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。

2.2ASK 调制振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。

在2ASK 中，载波的幅度只有两种变换状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

2ASK 信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法。

实验中采用了数字键控法，并且采用了最新的软件无线电技术。

结合可编程逻辑器件和 D/A 转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成，因此该模块不仅可以完成 ASK，FSK 调制，还可以完成 PSK，DPSK，QPSK，OQPSK 等调制方式。

不仅如此，由于该模块具备可编程的特性，学生还可以基于该模块进行二次开发，掌握调制解调的算法过程。

《通信原理》实验报告实验七: 振幅键控（ASK)调制与解调实验实验九：移相键控（PＳＫ/DPＳK）调制与解调实验系别：信息科学与技术系专业班级：电信０9０2学生姓名：同组学生:成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：２０11年１2月1日——201１年12月1日)华中科技大学武昌分校ﻬ实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生AＳK信号的方法。

2、掌握ＡSK非相干解调的原理。

一、实验器材1、 信号源模块一块 2、 ③号模块一块 3、 ④号模块一块 4、 ⑦号模块一块 5、 ２0M双踪示波器一台 6、 连接线若干二、基本原理调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。

由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2AS Ｋ)、二进制移频键控（2FSK)、二进制移相键控(２PS Ｋ）三种最基本的数字频带调制信号,而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。

1、 ２ASK 调制原理。

在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。

使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“１”或“0”,这样就可以得到2AS Ｋ信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控(O ＯK ）。

２ASK 信号典型的时域波形如图9-1所示，其时域数学表达式为：2()cos ASK n c S t a A t ω=⋅（9-1）式中,A 为未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元:⎩⎨⎧=PP a n －出现概率为出现概率为110 ﻩﻩ (９-2)综合式９-1和式9-2，令A ＝1，则2ASK 信号的一般时域表达式为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t S c ωcos )(= ﻩ(9-3)式中，T s 为码元间隔，()g t 为持续时间 [－T s /２，T s /2］ 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲),而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。

电子信息与通信工程《专业训练课程设计》报告目录一、设计任务要求 (1)二、设计原理 (1)三、仿真程序/模型分析 (2)四、仿真结果分析 (3)五、困难问题及解决措施 (4)六、总结与体会 (4)七、致谢 (4)八、参考文献 (4)一、 任务设计要求利用MATLAB 进行仿真设计实现 ASK 信号产生的设计 ASK 信号解调电路的设计对仿真得到的ASK 信号及解调信号进行分析二、 设计原理2.1ASK 信号调制器的设计产生二进制振幅键控信号的方法主要有两种，第一种方法是采用相乘电路，用基带信号()t A 和载波()t ωcos 相乘就得到已调信号输出，第二种方法是采用开关电路，这里的开关由输入基带信号()t A 控制，用这种方法可以得到同样的输出波形。

下面是这两种方法的原理框图。

开关电路法相乘器法图1 调制器原理框图两者的区别：在相乘器中输入基带信号A （t ）可以是非矩形脉冲，所以已调信号的包络也是非矩形的，而在开关法中，为了控制开关基带信号必须是矩形脉冲。

2.2ASK 信号解调器的设计ASK 信号的解调方法有两种，即包络检波法和相干解调法，前者属于非相干解调。

两者的区别：非相干解调中整流器和低通滤波器构成一个包络检波器，而相干解调中相乘电路需要有相干载波coswt ，它必须从接收信号中提取并且和接受信号的载波同频同相，所以它要比包络检波法复杂的多，下面对比其误码率；相干解调的误码率公式为er rPe 4/1-=π，而非相干解调的误码率公式为Pe=21er 4/-当大信噪比时，ASK 信号相干解调法的误码率总是低于包络检波法的误码率，但两者相差不大。

因此选择相干解调。

原理框图如下：图2 相干解调三、仿真程序/模型分析用MATLAB编程如下（%后面的是说明此条编程语句的作用）：t=0:0.01:8; % 定义时间采样值y=sin(2*pi*t); % 定义未调信号的表达式x=[ones(1,100),zeros(1,100),ones(1,100),ones(1,100),zeros(1,100),zeros(1,100),ones (1,100),zeros(1,101)];%定义载波X的取值z=x.*y; % 定义已调信号的表达式subplot(3,1,1) % 画第一个图plot(t,x) % 画出载波图axis([0,8,-0.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('载波'); % 定义图的名字subplot(3,1,2); % 画第二个图plot(t,y) % 画出调制信号图axis([0,8,-1.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('未调信号') % 定义图的名字subplot(3,1,3) % 画出第三个图plot(t,z) % 画出解调后的图axis([0,8,-1.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('已调信号'); % 定义图的名字四、仿真结果分析图3 仿真结果根据ASK 调制的表达式可知：2()cos ASK n c S t a A tω=⋅式中，A 为未调载波幅度，c ω为载波角频率，n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元：⎩⎨⎧=PPa n －出现概率为出现概率为11综合式 令A ＝1，则ASK 信号的一般时域表达式为：tnT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑tt S c ωcos )(=式中，s T 为码元间隔，()g t 为持续时间[]2,2Ts Ts -内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。

二进制振幅键控（ASK）的调制与解调引言：数字基带信号的功率谱从零频开始而且集中在低频段，因此只适合在低通型信道中传输。

但常见的实际信道是带通型的，因此，必须用数字基带信号对载波进行调制，使基带信号的功率谱搬移到较高的载波频率上，才可以在信道中进行传输。

在现代数字通信系统中，频带传输系统的应用最为突出。

将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换为适合在频带上传输的频带信号。

传输这个信号的系统就称为频带传输系统。

在频带传输系统中，根据数字信号对载波不同参数的控制，形成不同的频带调制方法。

数字信号对载波信号的振幅调制称为振幅键控，即ASK调制。

当选择正弦波作为载波，用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制时，使载波时断时续地输出。

产生的信号就是二进制振幅键控信号（2ASK）。

本次实验以二进制ASK为例，以EDA为平台，采用VHDL语言进行ASK信号的调制与解调设计。

一．设计目的加强学生对通信专业知识的理解和掌握，锻炼学生的动手实践能力、运用MuxplusⅡ软件，分析并解决通信系统中实际问题的能力。

二．设计内容和要求1.掌握ASK的调制解调原理；2.对ASK调制解调电路进行建模，画原理框图；3.根据原理框图利用ＶＨＤＬ语言进行设计，并对程序的每一部分能够解释说明；4.设置合理参数，利用波形仿真进行分析，得出结论。

三．系统设计原理1 系统原理简介（1）数字带通传输系统数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输两种方式。

其中，数字信号的基带传输系统是指不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统。

未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或低频开始，称为数字基带信号。

对于ASK 调制，它是通过数字信号对载波进行调制，其中包括调制和解调的过程，这种传输方式称为数字频带传输系统。

在实际中，大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须采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。

二进制振幅键控调制器与解调器设计二进制振幅键控（ASK）调制和解调器是数字通信系统中常用的一种调制和解调技术。

在这种技术中，数字数据被转换为不同振幅的模拟信号，并通过传输介质传输，然后再被解调器还原为数字形式的原始数据。

本文将介绍ASK调制器和解调器的设计原理和实现过程。

1.ASK调制器的设计原理和实现过程ASK调制器的设计目的是将数字数据转换为不同振幅的模拟信号。

其主要原理是根据输入的二进制数据，通过控制模拟信号的振幅来表示不同的数字。

ASK调制器的实现过程可以分为以下几个步骤：(1)输入二进制数据：ASK调制器的输入是二进制数据，表示要传输的数字。

(2)数字信号转换：将输入的二进制数据转换为相应的数字形式。

(3)模拟信号生成：根据数字信号的数值，在一定时间间隔内生成对应振幅的模拟信号。

(4)输出ASK调制信号：根据模拟信号的振幅，输出ASK调制信号用于传输。

2.ASK解调器的设计原理和实现过程ASK解调器的设计目的是将接收到的ASK调制信号还原为原始的数字数据。

其主要原理是根据接收到的模拟信号的振幅来识别不同的数字。

ASK解调器的实现过程可以分为以下几个步骤：(1)接收ASK调制信号：接收传输介质上的ASK调制信号。

(2)模拟信号采样：对接收到的模拟信号进行采样，获取一定时间间隔内模拟信号的振幅。

(3)ASK信号识别：根据模拟信号的振幅，识别出传输的ASK信号对应的数字。

(4)输出解调数据：根据识别出的数字，输出解调后的数据。

3.ASK调制和解调器的设计要考虑的因素在设计ASK调制和解调器时(1)噪声和失真：传输介质上可能存在噪声和失真，对调制和解调的性能影响较大，需要采取相应的抗噪声和失真措施。

(2)带宽：传输介质的带宽限制会对调制和解调的性能产生影响，需要设计合适的调制和解调算法以及滤波器来保证传输的可靠性。

(3)传输距离：传输距离的远近也会影响调制和解调的性能，需要选择合适的调制和解调方案以及增强传输信号的方法。

目录摘要 (I)Abstract (II)1、绪论 (1)1．1研究背景 (1)1.2 目的和意义 (2)2、ASK的调制和解调方案设计 (2)2.1 乘法器实现法 (2)2.2键控法 (2)2.3数字电路实现键控产生ASK信号的实例 (3)3、ASK的解调方案 (4)3.1同步解调 (4)3.2包络解调 (5)4. ASK调制VHDL程序及仿真 (6)4.1 ASK调制方框图 (6)4.2 ASK调制电路符号 (7)4.3ASK调制VHDL程序 (7)4.4ASK调制VHDL程序仿真图及注释 (9)5、ASK解调VHDL程序及仿真 (10)5.1ASK程序解调仿真图及注释 (11)6、总结 (12)7、参考文献 (12)摘要1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制（PCM）的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以后才开始的。

随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像；通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。

现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。

在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变成频带信号，在接收端进行解调，恢复原数字信号对载波的控制分为振幅调制即振幅键控（ASK），频率调制即频率键控（FSK）和相位调制即相位键控(PSK)。

现场可编程门阵列（FPGA）在通信领域得到了广泛的应用，利用FPGA性能优越、使用方便的特点，可以简化振幅调制解调电路的设计，而且易于反复编写和修改程序。

文章介绍了运用VHDL 语言进行基于FPGA 的振幅键控调制电路和解调电路设计的实现方案, 给出了程序设计和仿真结果, 完成了二进制基带数字信号的调制和解调, 得到了相应的调制信号和解调信号。

关键词: FPGA 2ASK 调制解调 VHDLAbstractCommunication digital era had began since American researcher Reeves put forward the concept of pulse code modulation (PCM) in 1934 and gained a rapid development after the 1970s. With the economic development, sound can't meet the demand of consumers and they also want to see the images. What's more, communication terminal doesn't only include the single telephone set but also the data terminal such as electro-graph and computer. Current transmission medium such as cable, microwave repeater and satellite communication will prefer to use digital transmission. In digital transmission system, the digital signal are used to modulate the high frequency carrier wave to the frequency signal, which transfers through the channel, are renewed at the receiver. Three ways to modulate the carrier wave are as follows: Amplitude Shift Keying(ASK), Frequency-Shift Keying(FSK) and Phase Shift Keying(PSK).Field-Programmable Gate Array(FPGA) is applied universally in the communication field. With the superior performance and utilization convenience of FPGA, the design of circuit in the Amplitude modulation and demodulation can be simplified and it's easy for us to compile and modify the programme. This thesis introduces the main realization method of designing Amplitude Shift Keying modulation and demodulation circuit based on FPGA in VHDL ,illustrates the programme design and simulation result, implement the modulation and demodulation of binary baseband digital signal and finally finds out the corresponding modulation signal and demodulation signal.Key words：FPGA Amplitude shift keying Modem VHDL1、绪论1．1研究背景1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制（PCM）的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以后才开始的。

基于Simulink的ASK频带传输系统仿真与性能分析实验目的：1)熟悉数字调制系统的的几种基本调制解调方法；2)学会运用Matlab、Simulink设计这几种数字调制方法的仿真模型；3)通过仿真，综合衡量系统的性能指标。

实验原理及分析：数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控（2-ASK）、移频键控（2-FSK）和移相键控（2-PSK和2-DPSK）等。

此次实验二进制振幅键控，即——2—ASK。

典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，其框图如图3.1所示：数字调制是数字通信系统的重要组成部分，数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。

对数字调制系统进行仿真时，我们并不关心基带信号的码型，因此，我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号，不用再经过编码器。

图3.1 数字通信系统模型根据Simulink提供的仿真模块，数字调制系统的仿真可以简化成如图3.2所示的模型：图3. 2 数字调制系统仿真框图通常，二进制振幅键控信号（2-ASK ）的产生方法（调制方法）有两种，如图3.3所示：(a)(b)图3.3 2-ASK 信号产生的两种方法2-ASK 解调的方法也有两种相应的接收系统组成方框如图3.4所示：图3.4 2-ASK 信号接收系统组成框图根据3.3（a ）所示方框图产生2-ASK 信号，并用图3.4（b ）所示的相干解调法来解调，设计2-ASK 仿真模型如图3.5所示：图3.5 2-ASK模型在该模型中，调制和解调使用了同一个载波，目的是为了保证相干解调的同频同相，虽然这在实际运用中是不可能实现的，但是作为仿真，这样能获得更理想的结果。

仿真波形及分析：ASK调制与解调整个ASK的仿真系统的调制与解调过程为：首先将信号源的输出信号与载波通过相乘器进行相乘，在接收端通过带通滤波器后再次与载波相乘，接着通过低通滤波器、抽样判决器，最后由示波器显示出各阶段波形，并用误码器观察误码率。

二进制振幅键控（ASK）数字频带传输系统设计0 引言在现代数字通信系统中，频带传输系统的应用最为突出。

将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换为适合在频带上传输的频带信号，传输这个信号的系统就称为频带传输系统。

在频带传输系统中，根据数字信号对载波不同参数的控制，形成不同的频带调制方法。

幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波数字形式的调制信号在控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。

本设计中选择正弦波作为载波，用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制，载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为l的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送，调制后的信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍，此调制称为二进制振幅键控信号(2ASK，Binary Amplitude Shift Keying)。

1 2ASK信号的算法1．1 时域式中an=1或0，g(t)为脉冲形状，Ts为码元间隔，载波c(t)=COSωct。

当s(t)为矩形脉冲情况下，2ASK 调制被称为开关键控OOK(on-off-key Control)，OOK信号用载波的通断(有无)来表示基带“1”码或“0”，如图1所示。

1．2 频域设S(t)频谱为S(ω)，S2AKS(t)频谱为：这说明，2ASK信号的频谱是将数字基带频谱中心搬移到载频处，带宽为基带带宽的两倍；又由可知，基带信号是由若干基本脉冲组成的，因而基带信号的带宽完全由基本脉冲带宽决定。

2ASK 信号的带宽取决于基带基本脉冲的带宽，是基本脉冲带宽的两倍。

设矩形脉冲：由式(7)单个基本脉冲的功率谱如图2所示，其中码率Rs=1／Ts。

由图2可见，其各个零点满足：sin(ωTs／2)=0==>ωTs／2=πi，i≠0==>ω=2πiRs，i≠O，第一旁瓣峰值比主峰值约衰减14分贝。