实验三 2FSK调制与解调实验
FSK调制及解调实验报告
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
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。
实验三2FSK调制与解调
1、双踪示波器
一台
2、数字调制模块
3、数字解调模块
一块一块四、实验源自理1、调制在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二 进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生 二进制移频键控信号（2FSK信号）。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，本实验 2FSK 信号的 产生是采用键控法原理，利用数字基带信号控制电 子开关电路对两个不同的频率源进行选通，所产生 的信号相位不连续。调制器框图和原理图如下图所 示：
FSK解调框图
五、实验步骤
1、2FSK调制
S2 S3
S1
S4 S5 S6
① 将开关S1置内码，S2置本地时钟，S3置2MHz正弦， S4置绝对码， S5置本地载波，S6置1MHz正弦。
CH2 CH1
② 将拨码开关SW码置11100110； ③ CH1观测T6（绝对码）波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测T22（2FSK输出），比较并记录波形变化情况
3、相干解调（锁相解调）
绝对码
VCO输出
① 用CH1观测调制模块的T6(绝对码) ， CH2观测T16（VCO） 输出，比较两路波形是否同步？如果不同步就调整环路增益调整旋钮。
绝对码
绝对码
锁相解调出
2FSK锁相再生出
② CH1观测调制模块的T6(绝对码)，CH2观测解调模块T21（锁相 解调输出） 、T22(2FSK锁相再生出）。
2、非相干解调（过零检测）
2FSK入
放大出
①将K2置相干解调器，K3置2FSK。 将调制模块的P22（2FSK输出）信号送到解调模块的T17（2FSK入）。 CH1观测调制模块T6（绝对码）的波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测解调模块T31（放大出）的波形。
实验3 2fsk调制与解调
华南师范大学实验报告
学生姓名______林根_学号_____20162831003
专业____教育技术学（非师）__年级、班级___16级2班
课程名称_计算机通信原理____ 实验项目__2FSK调制与解调__
实验类型_√__验证__设计__综合实验时间2018年5月28日
实验指导老师___李南希_______ 实验评分_______________________
1.实验项目名称
2FSK调制与解调
2.实验目的及要求
（1）熟悉FSK调制和解调基本工作原理；
（2）了解FSK在噪声下的基本性能。
3.实验内容及步骤
在matlab命令行输入：simulink，将弹出通信仿真窗口；
在弹出的simulink窗口中，点击菜单“Blank Model”，建立一
个新的通信仿真建模文件；
在“library”栏目下，挑选所需的模型并拖入新建的仿真建模文件中连接；
调整参数
①调整载波信号
“1”码为cos2πt；“0”码为cos4πt
采样设置为0.002
②调整高斯噪声信号
均值为零
方差在【0.01，1】之间（刚开始可设置为0防止噪声干扰解调）
③调整带通/低通滤波器
将带通滤波器上下限设置为【1,50（8kHz）】将低通滤波器截止频率设置为1kHz，即2*pi
④调整抽样判决脉冲信号
周期设置为1s，占空比为50%
⑤其它非参数调整见连接图。
4.实验结果及分析
①基带信号、调制信号以及高斯噪声信号
②“1”码＆“0”码低通输出
③抽样判决脉冲信号、解调信号＆误差信号可以看到，存在两个码元的延迟。
2FSK的调制和解调(键控调制 相干解调)
用SYSTEMVIEW实现2FSK键控调制与相干解调实验报告01091036 贺冰涛01091037 罗名川用SystemView仿真实现2FSK键控的调制1、实验目的：（1）了解2FSK系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK系统中的基带信号、载波及已调信号；（3）熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容：以PN码作为系统输入信号，码速率Rb＝20kbit/s。
（1）采用键控法实现2FSK的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2FSK等信号的波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理：数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0”对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的。
2FSK键控法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源进行选通。
键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，故应用广泛。
2FSK信号的产生方法及波形示例如图所示。
图中s(t)为代表信息的二进制矩形脉冲序列，即是2FSK信号。
abcde 2FSK信号ttttt二进制移频键控信号的时间波形根据以上2FSK 信号的产生原理，已调信号的数字表达式可以表示为（5-1）其中，s(t)为单极性非归零矩形脉冲序列（5-2）（5-3）g(t)是持续时间为、高度为1的门函数；为对s(t)逐码元取反而形成的脉冲序列，即（5-4）是的反码，即若 =0，则 =1；若=l，则 =0，于是（5-5）分别是第n个信号码元的初相位。
一般说来，键控法得到的与序号n无关，反映在上，仅表现出当与改变时其相位是不连续的；而用模拟调频法时，由于与改变时的相位是连续的，故不仅与第n 个信号码元有关，而且之间也应保持一定的关系。
由式（5-1）可以看出,一个2FSK信号可视为两路2ASK信号的合成，其中一路以s(t)为基带信号、为载频，另一路以为基带信号、为载频。
实验三 2FSK调制与解调实验
实验三 2FSK调制与解调实验1、画出实验电路中2FSK调制器采用的原理框图；答：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？答：f1=1MHZ,f2=2MHZ3、实验中，信息的码速率是多少？答：B=1.5MHZ，Rb=256kHZ4、可以用什么方法来测量2FSK的两个载波频率？答:方法一：测量10个周期，并取平均值。
方法二：把a载波设成全0，则显示的是b载波的频率。
设a载波设成全1，则显示为a载波的频率。
5、本实验中，2FSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？答：答：|f2-f1|+2fs=2M-1M+2*256K=1.512Mhz，f1、f2是2个载波频率，fs为基带信号的带宽。
先按下MATH按钮，再选择FFT。
6、画出2FSK过零检测解调的原理框图；答：7、FSK过零检测解调方案采用数字电路如何实现；答:将2FSK信号通过放大整形形成矩形脉冲，分别送入U18a单稳触发器实现上升沿促发和U18b单稳触发器实现下降沿促发，然后将两个单稳触发器输出脉冲相加。
相加器采用或非门实现。
这一过程实际起到微分、整理、脉冲形成的作用，所得到的是与频率变化相应的脉冲序列，这个序列就代表调频波的过零点。
脉冲序列经过低通滤波器滤除高次谐波，便能得到对应的原数字基带信号8、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？答:与该点相同作用处的波形（信息量不同）相比较。
触发源选择原始信号。
因为频率低稳定度高。
9、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？答:经过上升沿、下降沿单稳态触发后相加输出。
10、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？答:相加器输出端11、解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？答:原来△f=|f2-f1|=1Mhz，倍频后，△f=|f2-f1|=2Mhz，从而降低低通滤波器的难度，方便提取f1、f2的直流分量，减少干扰。
实验三基于simulink的2FSK数字调制与解调仿真
河北北方学院信工学院数据通信原理实验（2013/2014学年第二学期）课程名称：数据通信原理题目：基于Simulink的2FSK数字调制与解调专业班级：信息工程三班学生姓名：王璐伟201342250宋帅楠201342291指导教师：刘钰设计周数：1周设计成绩：2014年11月22日第1章实验目的1、熟悉2FSK系统的调制、解调原理2、进一步熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台3、锻炼学生分析问题和解决问题的能力第2章设计基础及要求2.1 数字通信系统数学模型图1.1 数字通信系统模型图2-1 数字通信系统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，如图 1-1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，不用在经过编码器。
2.2 项目目的基于Simulink的数字通信系统仿真—采用2FSK调制技术2.2.1技术要求及原始数据(1)对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制频移键控（2FSK）及解调技术和高斯噪声信道原理等；(2)建立数字通信系统数学模型；(3)建立完整的基于2FSK的模拟通信系统仿真模型；(4)对系统进行仿真、分析。
2.2.2主要任务(1)建立模拟通信系统数学模型；(2)利用Simulink的模块建立模拟通信系统的仿真模型；(3)对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果；(4)将仿真结果与理论结果进行比较、分析。
第3章3.1 2FSK调制解调基本原理3.1.1 2FSK调制原理二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现。
两种FSK信号的调制方法的差异在于：由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的（这一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continous-Phase FSK，CPFSK）），而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。
通信原理实验——2FSK调制与解调实验
结
基本到达实验要求，掌握2FSK调制和解制的原理及实现方法。
指导教师意见
签名： 年 月 日
贵州大学实验报告
学院：计信学院 专业：网络工程 班级：101
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
实验三 2FSK调制与解调实验
实验目的
1、掌握2FSK调制的原理及实现方法。
2、掌握2FSK解调的原理及实现方法。
实验要求
本实验属于验证型实验，通过实验，加强对课堂讲授知识的理解。开始实验前，先集中由老师进行具体要求和注意事项的讲解，然后各自独立在机器上完成实验。实验过程中出现问题，在实验指导老师帮助下解决。
〔4〕示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与数字解调模块FSK解调“解调输出”测试点码型，比照2FSK解调复原的效果。
〔5〕改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。
实验内容
1、采用数字键控法2FSK调制，观测2FSK调制信号的波形。
2、采用过零检测法2FSK解调。
实验数据
1.调节“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”的幅度
3、信号源模块设置
〔1〕“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。
24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。
〔2〕调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度与“192K正弦载波”输出幅度相等，为左右。
说明：当“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”幅度相等时，有下列图所示相位对齐关系。
实验原理
1、2FSK调制
图15-1是2FSK调制数字键控法原理框图。
图15-1 2FSK调制数字键控法原理框图
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实验三 2FSK调制与解调实验
1、画出实验电路中2FSK调制器采用的原理框图；
答：
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？
答：f1=1MHZ,f2=2MHZ
3、实验中，信息的码速率是多少？
答：B=1.5MHZ，Rb=256kHZ
4、可以用什么方法来测量2FSK的两个载波频率？
答:方法一：测量10个周期，并取平均值。
方法二：把a载波设成全0，则显示的是b载波的频率。
设a载波设成全1，则显示为a载波的频率。
5、本实验中，2FSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？
答：答：|f2-f1|+2fs=2M-1M+2*256K=1.512Mhz，f1、f2是2个载波频率，fs为基带信号的带宽。
先按下MATH按钮，再选择FFT。
6、画出2FSK过零检测解调的原理框图；
答：
7、FSK过零检测解调方案采用数字电路如何实现；
答:将2FSK信号通过放大整形形成矩形脉冲，分别送入U18a单稳触发器实现上升沿促发和U18b单稳触发器实现下降沿促发，然后将两个单稳触发器输出脉冲相加。
相加器采用或非门实现。
这一过程实际起到微分、整理、脉冲形成的作用，所得到的是与频率变化相应的脉冲序列，这个序列就代表调频波的过零点。
脉冲序列经过低通滤波器滤除高次谐波，便能得到对应的原数字基带信号
8、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？
答:与该点相同作用处的波形（信息量不同）相比较。
触发源选择原始信号。
因为频率低稳定度高。
9、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？
答:经过上升沿、下降沿单稳态触发后相加输出。
10、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？
答:相加器输出端
11、解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？
答:原来△f=|f2-f1|=1Mhz，倍频后，△f=|f2-f1|=2Mhz，从而降低低通滤波器的难度，方便提取f1、f2的直流分量，减少干扰。
12、解调电路各点信号的时延是怎么产生的？
答:由滤波和抽样产生。
13、解调电路中T31（放大出）没有信号输出，可能的原因有哪些？
答:（1）没有信号输入（2）放大器损坏（3）放大器频率，响应低
14、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？
答:由滤波和抽样产生。
15、解调的信号为什么要进行再生？
答:整形后的码1和码0宽度不同，为使其等宽。
16、解调的信号是如何实现再生的？
答:通过施密特触发器，送抽样时钟给施密特后，每当时钟边沿触发时，输出信号幅度随抽样时刻改变。
17、画出2FSK 锁相PLL解调的原理框图；
答：
18、PLL解调2FSK 信号的原理是什么？
答：在信噪上升时，利用PLL可以降低误码率
19、锁相环NE564的工作原理？
答: 它是由输入限幅、鉴相器、压控振荡器、放大器、直流恢复电路和施密特触发器等大部分组成。
限幅用差动电路，高频性能很好，起作用是
输入幅度不同的条件下，产生恒定的输出电压，作为鉴相器输入信号。
20、 针对过零检测原理方框图，如何采用数字电路实现；
答：将2FSK 信号通过放大整形形成矩形脉冲，分别送入18a U 单稳触发器实
现上升沿促发和18b U 单稳触发器实现下降沿促发，然后将两个单稳触发器
输出脉冲相加。
相加器采用或非门实现。
这一过程实际起到微分、整理、脉冲形成的作用，所得到的是与频率变化相应的脉冲序列，这个序列就代表调频波的过零点。
脉冲序列经过低通滤波器滤除高次谐波，便能得到对应的原数字基带信号。
单运放为20U 、19c U 整形输出，23a U 为再生电路。
21、 T19（2FSK 过零检测出）信号异常，如何判断故障点在哪？
答：以输入CH1、2FSK 为参考，CH2作测量端，在过零检测电路系统上作逐个排查
22、 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？
答:由滤波和抽样产生。