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。
基于VHDL的2FSK调制与解调第一章概述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 B=|f2-f1|+2fs。
FSK2.2 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。
实验四：二进制移频键控(2FSK )◆实验目的掌握2FSK 调制原理及其实现方法掌握2FSK 解调原理及其实现方法了解非线性调制时信号的频谱变化◆实验内容理解2FSK 的调制和解调原理并用SystemView 软件仿真其实现过程用SystemView 分析二进制移频键控调制前后信号频谱的变化◆实验原理1. 调制FSK 是用不同频率的载波来传递数字消息的。
二进制移频键控（2FSK）：用二进制的数字信号去控制发送不同频率的载波。
即传“1”信号时，发送频率为f1的载波；传“0”信号时，发送频率为f2的载波。
这种调制属于非线性调制。
2FSK 调制方法有两种：一、可以用矩形脉冲序列对一个载波进行调频而实现，这也是利用模拟调频法实现数字调制的方法.2FSK 模拟调制法原理框图二、键控法：即用矩形脉冲序列对两个不同频率的载波进行选通，框图如图所示：2. 解调2FSK 的解调方法有非相干解调和相干解调：这里的抽样判决器与2ASK 解调时不同，只需判断哪一个输入样值大，不专门设置门限。
仿真图：参数设置：系统时钟：No. of Sample: 1001 ; Sample Rate:10000Hz No. of System Loop:1矩形脉冲序列和调制信号波形：绘制2FSK 信号的功率谱密度图：由图可见2FSK 功率谱密度的特点如下：1、2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在500Hz 和1000Hz 两个载频位置。
2、若两个载频之差|f1-f2|>fs功率谱密度中的连续谱部分出现双峰，该实验中，fs为100Hz, |f1-f2|等于500Hz，连续谱为双峰，若两个载频之差|f1-f2|≤fs，则出现单峰。
3、所需传输带宽BFSK=|f1-f2|+2 fs .输出信号和两种方法解调输出的波形：下图是两种方法解调输出的波形放在一起对比可以看出，两者几乎完全重合，还有两者都是大于等于零电平的。
FSK 调制解调一、实验目的1． 掌握FSK 调制器的工作原理及性能测试；2． 学习基于软件无线电技术实现FSK 调制、解调的实现方法。
二、 实验仪器1． RZ9681实验平台 2． 实验模块： ● 主控模块● 基带信号产生与码型变换模块-A2 ● 信道编码与频带调制模块-A4 ● 纠错译码与频带解调模块-A5 3． 信号连接线 4． 100M 四通道示波器三、实验原理3.1 FSK 调制电路工作原理2FSK （二进制频移键控，Frequency Shift Keying ）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。
2FSK 信号的产生方法主要有两种：一种采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元期间输出0f 或1f 两个载波之一。
FSK 调制和ASK 调制比较相似，只是把ASK 没有载波的一路修改为了不同频率的载波，如下图所示。
图3.3.2.1 FSK 调制电路原理框图上图中，将基带时钟和基带数据通过两个铆孔输入到可编程逻辑器件中，由可编程逻辑器件根据设置的工作模式，完成FSK 的调制，因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件，因此调制后输出需要经过D/A 器件，完成数字到模拟的转换，然后经过模拟电路对信号进行调整输出，加入射随器，便完成了整个调制系统。
-A图3.3.2.2 2FSK 调制信号波形示意图在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）。
通常，FSK 信号的 表达式为：bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆+=0)22cos(2ππ（二进制１）bc bbFSK T t t f f T E S ≤≤∆-=0)22cos(2ππ（二进制０）其中Δf 代表信号载波的恒定偏移。
