FSK的调制与解调的分析

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FSK信号调制与解调技术

FSK信号调制与解调技术

1 引言1.1 研究的背景与意义现代社会中人们对于通信设备的使用要求越来越高,随着无线通信技术的不断发展,人们所要处理的各种信息量呈爆炸式地增长。

传统的通信信号处理是基于冯·诺依曼计算机的串行处理方式,利用传统的冯·诺依曼式计算机来进行海量信息处理的话,以现有的技术,是不可能在短时间内完成的。

而具于并行结构的信息处理方式为提高信息的处理速度提供了一个新的解决思路。

随着人们对于通信的要求不断提高,应用领域的不断拓展,通信带宽显得越来越紧张。

人们想了很多方法,来使有限的带宽能尽可能的携带更多的信息。

但这样做会出现一个问题,即:信号调制阶数的增加可以提升传送时所携带的信息量,但在解调时其误码率也相应显著地提高。

信息量不断增加的结果可能是,解调器很难去解调出本身所传递的信息.如果在提高信息携带量的同时,能够找到一种合适的解调方式,将解调的误码率控制在允许的范围内,同时又不需要恢复原始载波信号,从而降低解调系统的复杂程度,那将是很好的。

通信技术在不断地发展,在现今的无线、有线信道中,有很多信号在同时进行着传递,相互之间都会有干扰,而强干扰信号也可能来自于其它媒介。

在军事领域,抗干扰技术的研究就更为必要。

我们需要通信设备在强干扰地环境下进行正常的通信工作.目前常用的通信调制方法有很多种,如FSK、QPSK、QAM等。

在实际的通信工程中,不同的调制制式由于自身的特点而应用于不同场合,而通信中不同的调制、解调制式就构成了不同的系统.如果按照常规的方法,每产生一种信号就需要一个硬件电路,甚至一个模块,那么要使一部发射机产生几种、几十种不同制式的通信信号,其电路就会异常复杂,体积重量都会很大。

而在接收机部分,情况也同样是如此,即对某种特定的调制信号,必须有一个特定的对应模块电路来对该信号进行解调工作。

如果发射端所发射的信号调制方式发生改变,这一解调模块就无能为力了。

实际上,随着通信技术的进步和发展,现代社会对于通信技术的要求越来越高,比如要求通信系统具有最低的成本、最高的效率,以及跨平台工作的特性,如PDA、电脑、手机使用时所要求的通用性、互连性等。

FSK-调制与解调-通信报告

FSK-调制与解调-通信报告

实验九FSK调制解调原理实验一、实验目的1、掌握FSK调制的工作原理及电路组成;2、掌握锁相解调FSK的原理和实现方法。

二、实验电路工作原理32K选频输出时钟图9-1 FSK调制解调电原理框图数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。

由于这种调制解调方式容易实现,抗噪声和抗群时延性能较强,因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。

数字调频又可称作移频键控(FSK),它是利用载频频率变化来传递数字信息。

(一)FSK调制电路工作原理FSK调制解调电原理框图,如图9-1所示;图9-2是它的调制电路电原理图。

输入的基带信号分成两路,一路控制f1=64KHz的载频,另一路经倒相去控制f2=128KHz的载频。

当基带信号为“1”时,模拟开关1打开,模拟开关2关闭,此时输出f1=64KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关1关闭,模拟开关2开通。

此时输出f2=128KHz,于是可在输出端得到已调的FSK信号。

图9-2 FSK调制电路电原理图图9-3 FSK解调电路电原理图(二)FSK 解调电路工作原理FSK 集成电路模拟锁相环解调器由于性能优越,价格低廉,体积小,所以得到了越来越广泛的应用。

解调电路电原理图如图9-3所示。

FSK 集成电路模拟锁相环解调器的工作原理是十分简单的,只要在设计锁相环时,使它锁定在FSK 的一个载频如f1上,对应输出高电平,而对另一载频f2失锁,对应输出低电平,那末在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列。

FSK 锁相环解调器中的集成锁相环选用了HEF4046。

压控振荡器的中心频率设计在128KHz 。

其参数选择要满足环路性能指标的要求。

从要求环路能快速捕捉、迅速锁定来看,低通滤波器的通带要宽些;从提高环路的跟踪特性来看,低通滤波器的通带又要窄些。

因此电路设计应在满足捕捉时间前提下,尽量减小环路低通滤波器的带宽。

当输入信号为64KHz 时,环路失锁。

此时环路对64KHz 载频的跟踪破坏。

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调制解调实验报告

FSK调制解调实验报告

FSK调制解调实验报告实验报告:FSK调制解调引言:FSK (Frequency Shift Keying)调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术,通过改变信号的频率来表示数字信息。

FSK调制解调器在通信系统中起着重要的作用,因此,理解FSK调制解调原理并进行实验验证是非常有意义的。

实验目的:1.理解FSK调制解调原理。

2.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制解调仿真。

3.通过硬件电路搭建进行FSK调制解调实验。

实验原理:FSK解调:FSK解调器将接收到的数字信号转换为模拟信号,并检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。

解调器通过比较两个频率的能量来确定输入信号的频率,然后根据已知的频率对照表将其转换为对应的二进制数字。

实验步骤:1.使用软件(如MATLAB)进行FSK调制仿真:a.设计一个数据源,例如一个随机生成的二进制序列。

b.将二进制序列转换为FSK调制信号,即将0转换为低频率信号,将1转换为高频率信号。

c.添加噪声以模拟真实通信环境。

d.绘制调制后的信号波形。

2.使用软件进行FSK解调仿真:a.使用接收到的调制信号作为输入信号。

b.设计一个解调器来检测信号的频率以恢复原始的二进制序列。

c.绘制解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。

3.使用硬件电路进行FSK调制解调测试:a.搭建FSK调制电路,将输入的二进制序列转换为FSK信号。

b.使用示波器观察调制后的信号波形。

c.搭建FSK解调电路,将接收到的调制信号转换为原始的二进制序列。

d.使用示波器观察解调后的信号波形,并与原始信号进行比较。

实验结果与分析:通过软件仿真可以得到调制后的信号波形,并通过解调获得原始的二进制序列。

这些结果可以与原始输入信号进行比较,以验证FSK调制解调的准确性。

通过硬件电路测试,可以观察到调制后的信号波形以及解调后的信号波形,进一步验证了FSK调制解调的可行性。

结论:通过FSK调制解调实验,我们可以更好地理解FSK调制解调的原理,并通过软件仿真和硬件搭建实验来验证其可行性。

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验

移频键控FSK调制与解调实验移频键控频移键控 (FSK) 是数字通信中一种重要的调制方式,它将数字信息信号调制成由两种不同频率的正弦波组成的高频信号,其中一个频率表示二进制 0,另一个频率则表示二进制 1,然后将这个高频信号传输到接收端,通过解调还原出原始数据。

FSK 可以用于无线电、音频甚至光学信号的传输。

在本文档中,将介绍如何进行移频键控 FSK 调制与解调的实验,通过实验理解FSK 调制与解调原理,并掌握 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

实验步骤步骤1:准备工作首先,需要准备一台 FSK 调制解调器和一台示波器,并连接起来。

电源供应和示波器探针的连接应当正确无误。

步骤2:FSK 调制信号产生在第一阶段,需要产生一个双音调信号,即表示二进制 0 和 1 的两种频率。

在此实验中,我们选择使用两个正弦波。

这两个频率theta1 和theta2 需要合理选择,可以根据具体实验需要而定。

在产生双音调信号的输出端,通过移频键控 FSK 调制模块进行调制。

由于移频键控 FSK 调制方案较简单,因此可以使用简单通用的运算放大器组成移频键控 FSK 调制电路。

步骤3:传送 FSK 调制信号通过 FSK 调制的信号输出端,将信号输入到示波器中进行观测,用示波器观测检验 FSK 调制信号的准确性。

步骤4:接收 FSK 调制信号并解调使用 FSK 解调器,并将 FSK 调制信号输入演示信号输入端,将解调信号传输至演示信号输出端,观察解调的准确性。

步骤5:验证解调正确性将演示信号输出端与示波器探针连接,观察解调的准确性。

通过移频键控 FSK 调制与解调的实验,我们深入理解了 FSK 调制与解调原理,并掌握了 FSK 信号的产生、发送和解调过程。

通过本次实验,我们巩固了数字通信学习的基础,为进一步的深入研究奠定了坚实的基础。

FSK调制与解调系统的仿真与分析

FSK调制与解调系统的仿真与分析

FSK调制与解调系统的仿真与分析
FSK(Frequency Shift Keying,频率移键)调制与解调系统是一种常用的数字调制与解调技术,用于将数字信号转换为调制信号,并通过解调器还原出原始信号。

FSK调制与解调系统在无线通信、数据传输等领域具有广泛的应用。

在进行FSK调制与解调系统的仿真与分析时,可以采用MATLAB等软件工具进行模拟实验。

首先,在进行FSK调制时,需要设置载波频率和比特率,并生成数字信息序列。

然后,根据数字信息序列和载波频率,生成对应的调制信号。

调制信号可以通过频谱分析等方法进行分析和评估。

在进行FSK解调时,可以通过对接收到的调制信号进行采样,并使用FFT等方法进行频谱分析,以判断接收到的信号所对应的频率。

接下来,根据接收信号的频率和预先设定的比特率,还原出原始的数字信息序列。

通过比对原始和解调后的数字信息序列,可以评估解调的准确性和误码率等性能指标。

在FSK调制与解调系统的仿真与分析中,需要考虑到多种因素,如信噪比、调制索引、窗函数的选择等。

通过改变这些参数,可以评估FSK系统在不同条件下的性能表现,从而优化系统设计和参数选择。

总之,FSK调制与解调系统的仿真与分析是研究和优化数字调制技术的关键环节,通过合理的模拟实验和性能评估,可以提高FSK系统的可靠性和性能,并应用到实际的通信和数据传输中。

FSK调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告1. 实验目的本次实验旨在了解FSK调制及解调原理,并通过实践掌握其实现方法。

主要内容包括:1.了解FSK调制及解调原理;2.掌握FSK调制解调的实现方法;3.验证FSK调制解调的正确性。

2. 实验原理2.1 FSK调制原理FSK调制就是将待传输的信息信号通过在不同的频率上进行调制,从而使信号能够在载波上传输的调制方式。

其基本原理如下:将准备发送的低频信号(m(t))的幅度等效为模拟式数字信号,通过频率劈裂产生两个频率分别为f1和f2的载波信号,然后将m(t)信号加到其中一个载波上,m(t)信号经过调制后,就可传送该信号f1载波的频段。

同理,m(t)信号也可以加到另一个载波上,这个信号就可以传送f2载波的频段。

具体的数学描述为:s(t)=Acos(2πf1t), (m(t)>=0);s(t)=Acos(2πf2t), (m(t)<0);其中,m(t)为信号的幅度,f1和f2分别是两个载波频率,A是使用的载波偏移量。

将传输的差分FSK信号转换为基频(F0)的正弦波信号,通过一个鉴频器(包括一个本振发生器、一个四象限乘法器和一个低通滤波器)将接收到的信号解调为原来的信号。

其基本原理如下:传输的信息被调制后后,接收的信号采用同样的方法分成两个部分,对每个部分分别进行解调,然后通过比较解调出来的两个信号的幅度大小即可得到原来发送的信息。

模块分为两个模块的组成,一个是FSK激励信号的发射模块,一个是FSK解调信号的接收模块。

fsk调制模块,由信号源、两路解调模块、FSK调制器和混频器组成, fsk解调模块,由前置放大、两路鉴频器、差分比较器、计数器等组成。

3. 实验装置及材料(1)信号发生器(2)示波器(3)功率放大器(4)低通滤波器(5)鉴频器(包括本振发生器、乘法器和低通滤波器)4. 实验过程及结果首先,对于fsk调制信号,我们搭建了一个基于ad654的fSK调制器,并通过示波器观察到了调制前后fsk波形的变化,确认了fsk信号的调制正确。

FSK调制及解调实验报告

实验四F S K调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生FSK信号的方法。

2、掌握FSK非相干解调的原理。

二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图FSK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号,基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号,然后相加合成FSK调制输出;已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况,通过上、下沿单稳触发电路再相加输出,最后经过低通滤波和门限判决,得到原始基带信号。

四、实验步骤实验项目一FSK调制概述:FSK调制实验中,信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。

本项目中,通过调节输入PN序列频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。

1、关电,按表格所示进行连线。

2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【FSK数字调制解调】。

将9号模块的S1拨为0000。

调节信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V,调节W3使256KHz载波信号的峰峰值也为3V。

3、此时系统初始状态为:PN序列输出频率32KH。

4、实验操作及波形观测。

(1)示波器CH1接9号模块TH1基带信号,CH2接9号模块TH4调制输出,以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出,验证FSK调制原理。

(2)将PN序列输出频率改为64KHz,观察载波个数是否发生变化。

实验项目二FSK解调概述:FSK解调实验中,采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。

实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证FSK解调原理。

观测解调输出的中间观测点,如TP6(单稳相加输出),TP7(LPF-FSK),深入理解FSK解调过程。

1、保持实验项目一中的连线及初始状态。

2、对比观测调制信号输入以及解调输出:以9号模块TH1为触发,用示波器分别观测9号模块TH1和TP6(单稳相加输出)、TP7(LPF-FSK)、TH8(FSK解调输出),验证FSK解调原理。

基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析

基于matlab环境下FSK的调制与解调的分析摘要:本文是基于matlab环境下对信号的调制与解调和误码率的分析,以及硬件实验与理论仿真实验的比较。

方法是通过matlab软件进行数学建模软件编程使模拟仿真成功,而硬件实验是利用现有实验设备进行实验分析。

根据二者在各个方面不同的特点,取长补短应用于教学之中。

关键词: Matlab;环境;调制;解调;分析中图分类号: TN91 文献标识码: B1引言MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。

业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB 的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注。

MATLAB特点: 一,数值计算功能,在MATLAB中,每个数值元素都视为复数,而且只有双精度(64位)一种数据格式,省去多种的设置,虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价,却使MATLAB的编程大大简化。

MATLAB的数值计算基本功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等。

二,符号计算功能,在实际应用中,除了数值计算外,还需要得到方程的解析解,简化和展开多项式和函数表达,求解函数值等,所有这些均属于符号计算的领域。

三,便栈式的编程语言,与Fortran和C等高级语言相比,MATLAB的语法规则更简单,更贴近人的思维方式和表达习惯,使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样。

四,强大而简易的作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图。

五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标,大大方便了用户。

自动检测和显示程序错误,减轻编程和调试的工作量。

六,丰富实用的工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分。

fsk调制及解调实验报告

FSK调制及解调实验报告简介在通信领域,频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)调制和解调是常见的数字调制技术,广泛应用于无线通信和数据传输系统中。

本实验报告将详细介绍FSK调制和解调的原理、实验步骤和结果分析。

原理FSK调制是利用不同频率的载波信号来表示数字信息。

在FSK调制中,两个不同频率的载波信号代表了两个不同的数字信号。

例如,在二进制数字通信中,0可以用低频率表示,而1可以用高频率表示。

FSK调制的原理是通过将数字信号转化为频率信息并将其叠加到载波信号上。

通过调整载波频率来传输数字信号的不同值。

FSK解调是将接收到的FSK信号恢复为原始数字信号。

解调过程包括接收信号的滤波和判决两个主要步骤。

滤波用于消除噪声和非目标频率分量,而判决用于确定接收信号所代表的数字信号的值。

实验步骤1.搭建实验电路–使用信号发生器生成两个不同频率的正弦波,分别作为两个载波信号。

–将数字信号源与信号发生器连接,使得数字信号源能够控制载波信号的频率。

–将两个载波信号叠加,并将叠加后的信号送入模拟调制电路。

–将模拟调制电路的输出连接到示波器,以便观察FSK调制后的信号波形。

2.观察和分析调制波形–调整信号发生器的频率和数字信号源的输入,观察调制后的波形特征。

–分析不同数字信号输入时,调制波形的频率变化情况。

–根据调制波形的特点,判断FSK调制是否正确实现。

3.进行FSK解调实验–将调制后的信号输入到解调电路中。

–使用合适的滤波器,滤除噪声和非目标频率分量。

–通过判决电路,将解调后的信号恢复为原始数字信号。

4.观察和分析解调结果–使用示波器观察解调后信号的波形特征。

–将解调后的信号与原始数字信号进行比较,分析解调的准确性和误差情况。

实验结果和分析经过搭建实验电路、观察、分析和解调实验,我们得到了以下实验结果和分析:1.根据观察得知,调制后的波形在不同数字信号输入时,频率发生了明显的变化。

这表明FSK调制成功。

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学年论文目录1、引言 (2)2、FSK在硬件实验下的分析 (3)3、FSK在matlab环境下的分析 (7)4、教学中的应用 (11)5、总结 (12)参考文献 (13)英文摘要 (14)1FSK的调制与解调的分析包满都拉(学号:200612306)(物理与电子信息学院 04级电子信息工程班,内蒙古呼和浩特 010022)指导教师:李红岩摘要:本文是基于matlab环境下对信号的调制与解调和误码率的分析,以及硬件实验与理论仿真实验的比较。

方法是通过matlab软件进行数学建模软件编程使模拟仿真成功,而硬件实验是利用现有实验设备进行实验分析。

根据二者在各个方面不同的特点,取长补短应用于教学之中。

关键词: Matlab;环境;调制;解调;分析中图分类号: TN91 文献标识码: B1引言MATLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。

业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB 的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注。

MATLAB特点: 一,数值计算功能,在MATLAB中,每个数值元素都视为复数,而且只有双精度(64位)一种数据格式,省去多种的设置,虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价,却使MATLAB的编程大大简化。

MATLAB的数值计算基本功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等。

二,符号计算功能,在实际应用中,除了数值计算外,还需要得到方程的解析解,简化和展开多项式和函数表达,求解函数值等,所有这些均属于符号计算的领域。

三,便栈式的编程语言,与Fortran和C等高级语言相比,MATLAB的语法规则更简单,更贴近人的思维方式和表达习惯,使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样。

四,强大而简易的作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图。

五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标,大大方便了用户。

自动检测和显示程序错误,减轻编程和调试的工作量。

六,丰富实用的工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分。

扩展部分成为工具箱。

工具箱分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。

功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,可视建摸仿真功能以及文字处理功能等。

学科性工具箱专业性比较强,如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱、小波工具箱等。

MATLAB6.x的集成环境,在Windos桌面,双击MATLAB图标,系统就会进入MATLAB6.x 的工作环境。

MATLAB6.x的集成环境由桌面平台以及组件组成。

它包括8个组成部分:指令窗口、历史指令窗口、工作台及工具箱窗口、当前工作目录窗口、工作空间窗口、矩阵编辑器、程序编辑器和帮助浏览器。

MATLAB帮助系统,MATLAB为用户提供了三种帮助功能:一.利用帮助菜单获取帮助信息。

单击MATLAB工作窗口的菜单栏Help菜单项,弹出帮助菜单项。

选择Help Window 选项,可以打开MATLAB的主题窗口。

选择Help Desk选项,可以打开MATLAB帮助工作台。

二.通过指令窗口获取帮助信息,用户可以在指令窗口直接键入帮助指令来获得帮助。

三.使用演示功能(Demo)。

MATLAB带有生动直观的演示程序,可以帮助用户形象直观地学习和理解MATLAB的使用方法和强大的功能。

启动演示程序有下面几种方法:(一)在工作台和工具箱窗口中,列出了MATLAB和已经安装的各种工具箱。

单击欲学习的工具箱前面的“+”号,在打开的功能项中,双击Demos,即可打开演示程序。

(二)选择Help菜单Demos选项,可以打开MATLAB的演示窗口。

(三)在指令窗口中键入指令demo,同样可以打开MATLAB演示窗口。

2 FSK在硬件实验下的分析2.1FSK的硬件实验过程和结果FSK的调制与解调的硬件实验是采用中国人民解放军理工大学研制的HD8611D型号的通信原理实验箱(如下图2-1所示)和双踪示波器共同完成的。

实验原理是:传输信息中只有0,1两种代码,在调制时数字信息0对应载频w1,数字信息1对应载频w2,而且w1和w2的改变是瞬间的。

在解调时采用相干或非相干其中一种方法,然后再通过抽样判决器便可输出原始信息。

实验过程和结果是:(1)通过clk电码32KHz的方波(如下图2-2所示)和16KHz的方波(如下图2-33所示)。

图2-1图2-2 图2-3图2-4 图2-5 图2-6 图2-7 图2-8 图2-9 图2-10 图2-115图2-12(2)使两路信号通过D/A转换转变成32KHz的正弦波(如下图2-4所示)和16KHz的正弦波(如图2-5所示)。

(3)并且clk电码产生了调制信号1110010的随机信号(如下图2-6所示),产生了调制信号的反码(如下图2-7所示)。

(4)通过模拟开关和相加器进行调制,0对应载频是16KHz的正弦波,1对应载频是32KHz 的正弦波,得到了调制后的信号(如下图2-8所示),以及输入解调系统信号(如下图2-9所示)。

将输入解调系统的信号展开,可以清晰地看到两个不同信息的码元频率不同(如下图2-10所示)。

(5)调制信号与解调电路的工作时钟(如上图2-11所示)同时输入4046锁相环解调和整形电路,调节电位器W903或W904和改变CA901的电容值,使得信号得到解调(如下图2-12所示)。

2.2FSK的硬件实验结果分析通过上面的实验过程和结果与理论过程与结果对比分析,以上这个实验结果是比较准确的。

通过解调信号图2-12与调制信号图2-6的比较,二者波形相同就是存在一些时移,这是由于信号通过低通滤波器所造成的。

2.3FSK硬件实验的优劣根据对硬件实验FSK的调制与解调的测量过程和结果分析,总结出了些硬件实验的优缺点如下:优点:(1)实验器材要求比较简单。

(2)通过实验操作,须亲自调试才得出实验结果,更容易巩固和加深对知识的理解。

(3)由于实验箱已经把实验电路集成,所以测量和调试比较简单。

缺点:(1)调制信号和载频都已经被固定,没有随机性,说服力不强。

(2)实验设备不具有在课堂演示的功能。

(3)实验箱一旦发生故障,实验将不能进行。

3 FSK在matlab环境下的分析3.1FSK在matlab环境下过程与结果FSK的模拟仿真是采用的matlab软件,其在电脑运行环境如图3-1所示。

实验过程是在窗口点击matlab快捷方式,使其运行,将FSK调制与解调的程序输入框中,点击回车即可运行,运行结果后面进行分析。

图3-1在matlab环境下调制与解调的程序如下:(百分号后为程序注释)function FSKFc=10; %载频Fs=40; %系统采样频率Fd=1; %码速率N=Fs/Fd;7df=10;numSymb=25; %进行仿真的信息代码个数M=2; %进制数SNRpBit=60; %信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=[12345 54321];numPlot=15; %产生25个二进制随机码x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]); %产生25个二进制随机码figure(1)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');title('二进制随机序列')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=[0:numModPlot-1]./Fs;figure(2)plot(t,y(1:length(t)),'b-');axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信号中加入高斯白噪声figure(3)plot(t,y(1:length(t)),'b-'); %画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %相干解调figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye',M,df);title('相干解调后的信号的眼图') %带输出波形的相干M元频移键控解调figure(5)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('相干解调后的信号原序列比较')legend('原输入二进制随机序列','相干解调后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %非相干解调figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye/noncoh',M,df);title('非相干解调后的信号的眼图') %带输出波形的非相干M元频移键控解调figure(7)stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z2(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('非相干解调后的信号')legend('原输入二进制随机序列','非相干解调后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude'); %误码率统计[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);9figure(8)simbasebandex([0:1:5]);title('相干解调后误码率统计')[errorSym ratioSym]=symerr(x,z2);figure(9)simbasebandex([0:1:5]);title('非相干解调后误码率统计') %滤除高斯白噪声Delay=3;R=0.5;PropD=0; %滞后3s程序的运行过程是:首先产生25个随机序列码(如图3-2所示注:此序列为随机序列,每一次运行程序所产生的序列都不同),然后通过调用函数对该序列进行调制(如图3-3所示)。

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