2FSK实验报告
实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的
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。
2FSK调制解调实验
电子信息工程学系实验报告课程名称：《通信原理》实验项目名称：2FSK调制解调实验实验时间：2013.6.3班级：电信102姓名：杨恒俊学号：010706233实验目的:1. 掌握利用systemview进行仿真的方法；2. 掌握2FSK调制解调的基本原理。
实验环境:电脑，systemview5.0软件。
实验原理：1.调制原理如果用数字信号来键控载波的频率，即信号的符号“0”对应于载波频率f1，而符号“1”对应于载波频率f2（与f1不同的另一载波频率），这种调制称为二进制频移键控（2FSK）。
2FSK信号的产生方法有两种：（1）直接调频法直接调频是用数字基带信号直接控制载波振荡器的振荡频率。
同模拟调制一样，利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得2FSK信号，如图1（a）所示。
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。
这种方法产生的调频信号相位是连续的。
虽然直接调频实现方法简单，但其频率稳定度较低，同时频率转换速度不能太快。
（2）频移键控法频移键控法也称为频率选择法，其原理框图如图1（b）所示。
它有两个独立的振荡器，在二进制基带脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的频率源进行选择，使得在一个码元持续时间内输出其中的一路载波。
键控法产生的2FSK信号频率稳定度高且没有过渡频率，除此之外它还具有很高的转换速度。
但是，频移键控在转换开关发生转换的瞬间，两个高频振荡器的输出电压通常是不相等的，于是，得到的2FSK信号在基带信息变换时电压会发生跳变，这种现象称为相位不连续现象，这是频移键控特有的情况。
图1 2FSK信号的产生原理框图2. 2FSK信号的解调二进制频移键控信号可以采用非相干解调和相干解调两种方法来解调，其相应的原理图如图2所示。
二进制频移键控信号的解调原理是将二进制频移键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。
2FSK的仿真实验报告
实训7 2FSK的仿真一、实验目的1、学会运用simulink软件对基带信号进行2FSK调制过程进行仿真与建模；2、学会运用simulink软件对2FSK信号解调过程进行仿真与建模；二、实验设备微型计算机一台、MA TLAB仿真软件一套三、实验原理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）。
二进制移频键控信号的时间波形如图7-1所示，图中波形g可分解为e波形和f波形，即二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。
若二进制基带信号1的符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为：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。
图7-2是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图，图中两个振荡器的输出载波手输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元期间输出f1或f2两个载波之一。
二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调法也有相干解调法。
采用非相干解调法和相干解调法两种方法的原理图如图7-3所示。
其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路二进制振幅键控信号。
非相干解调过程的时间波形如图7-4所示：四、实验内容1、调制仿真模型2FSK信号是由频率分别为f1和f2的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的，其中f1和f2是两个频率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号，2FSK信号产生的simulink仿真模型图如下：Fs=1000;Fc=400;N=1000;n=0:N-2;t=n/Fs;x=sin(2*pi*50*t);subplot(221)plot(t,x);xlabel('t(s)');ylabel('x');title('被调信号');axis([0 0.1 -1 1])Nfft=1024;window=hamming(512);noverlap=256;dflag='none';[Pxx,f]=psd(x,Nfft,Fs,window,noverlap,dflag);subplot(222)plot(f,Pxx)xlabel('频率(Hz)'); ylabel('功率谱(X)'); title('被调信号的功率谱') gridy=modulate(x,Fc,Fs,'am'); subplot(223) plot(t,y) xlabel('t(s)'); ylabel('y'); axis([0 0.1 -1 1]) title('已调信号')[Pxx,f]=psd(y,1024,Fs,window,noverlap,dflag); subplot(224) plot(f,Pxx) xlabel('频率(Hz)'); ylabel('功率谱(Y)'); title('已调信号的功率谱'); grid0.050.1-1-0.500.51t(s)x被调信号20040060050100频率(Hz)功率谱(X )被调信号的功率谱0.050.1-1-0.500.51t(s)y已调信号200400600102030频率(Hz)功率谱(Y )已调信号的功率谱R=0.005;t=-1.2:R:1.2;f=Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1); fl=f.*cos(10*pi*t);subplot(221) plot(t,f) xlabel('t'); ylabel('f(t)'); subplot(222); plot(t,fl); xlabel('t');ylabel('fl(t)=f(t)*cos(10*pi*t)'); Wl=40; N=1000; k=-N:N; W=k*Wl/N;F=f*exp(-j*t'*W)*R; F=real(F);Fl=fl*exp(-j*t'*W)*R; Fl=real(Fl); subplot(223); plot(W,F); xlabel('W'); ylabel('F(jw)'); subplot(224); plot(W,Fl); xlabel('w'); ylabel('Fl(jw)');-2-101200.51tf (t )-2-1012-1-0.500.51tf l (t )=f (t )*c o s (10*p i *t )-40-200204000.51WF (j w )-40-200204000.51wF l (j w )。
2FSK设计实验报告
目录1 技术要求 (3)2 基本原理 (3)2.1 二进制频率键控及其调制原理与框图 (3)2.2 2FSK系统的解调原理与框图 (5)3 建立模型描述 (6)3.1 用Matlab实现2FSK的调制与解调 (6)3.1.1 Matlab函数 (6)3.1.2 Simulink模块 (6)3.2用systemview实现2FSK的调制与解调 (7)3.2.1 相干解调模块 (7)3.2.2 非相干解调模块 (8)4模块功能描述及源程序代码 (8)4.1 MATLAB源程序代码 (8)4.2 Simulink模块功能分析 (15)4.3 Systemview模块功能分析 (20)4.3.1 相干解调模块功能分析 (20)4.3.2 非相干解调模块功能分析 (24)5 调试过程及结论 (28)5.1基于MATLAB程序的2ASK调制解调仿真过程及结论 (28)5.1.1 调试过程中各点的波形 (28)5.1.2 调试结论及改进 (29)5.2基于Simulink模块的2ASK调制解调仿真过程及结论 (29)5.2.1 调试过程中各点的波形 (29)5.2.2 调试结论及改进 (31)5.3基于Systemview的2ASK调制解调仿真过程及结论 (32)5.3.1 相干解调 (32)5.3.2 非相干解调 (34)6心得体会 (37)7参考文献 (38)二进制数字频带传输系统设计——2FSK 系统1 技术要求设计一个2FSK 数字调制系统，要求： （1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab 或SystemView 实现该数字通信系统； （4）观察仿真并进行波形分析； （5）系统的性能评价。
2 基本原理2.1 二进制频率键控及其调制原理与框图频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和 f2两点间变化，其表达式为：由图可见，2FSK 信号的波形（a ）可以分解为波形（b ）和波形（c ）,也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。
实验五 2FSK的调制
实验报告题目：基于TIMS通信原理实验报告AM信号的调制与解调2014年12月1、 了解连续相位2FSK 信号的产生和实现方法。
2、 测量连续相位2FSK 信号的波形以及功率谱。
3、 了解用锁相环进行2FSK 信号解调的原理以及实验方法。
二、 实验原理2FSK 是用二进制数字基带信号去控制正弦载波频率，传号和空号载波频率分别为 和 。
本实验产生的是相位连续2FSK 。
以双极性不归零码为调制信号，对载波进行FM 得到连续相位2FSK ，表达式为：2()cos[22()]tFSK c f s t A f t K b d ππττ-∞=+⎰其带宽可以用卡松公式近似为：22(1)FSK f bB R β≈+其中 为主瓣带宽。
用VCO 作为调频器来产生相位连续的2FSK 框图如下图所示:连续相位2FSK 信号解调可以采用锁相环解调，原理框图如下图所示:1、连续相位2FSK信号的产生（1）单独测试VCO压控灵敏度。
a.首先将VCO模块的Vin输入端接地，调节VCO模块前面板上的f0旋钮，使VCO中心频率为100kHz。
b.将可变直流电源模块的直流电压输入于VCO的Vin端。
改变直流电压值，测量VCO的中心频率随直流电压的变化情况，调节VCO前面板上的GAIN旋钮，使VCO在输入直流电压为±2V时的频偏为±2kHz，即压控灵敏度为1kHz/V。
（2）按图连接各模块，序列发生器的时钟频率为2.083kHz。
本实验要求只调制不解调。
四、实验结果2FSK波形如下：如图，清晰明了且正确的2FSK波形出现。
五、实验讨论（思考题）实验步骤的第一步一定要重视，很多时候，波形不正确就是因为vco调控不当。
六、实验总结此次试验由于不需要解调，只做调制实验，所以我们就心平气和的一步步稳稳的做，最终保证了实验的顺利和实验结果的完美程度。
实验二-FSK解调实验
通信原理实验报告实验名称：FSK 解调实验姓名：学号：班级：时间：南京理工大学紫金学院电光系实验二 FSK 解调实验一、 实验目的1、 了解FSK 解调的基本工作原理；2、 掌握FSK 数据传输过程；二、 预备知识1、 数字信号的传输工作方式与基本工作过程；2、 F SK 的解调基本工作原理；3、 软件无线电的基本概念；三、 实验仪器1、 通信网络工程“通信信道平台”实验箱 一台；2、 20MHz 示波器一台；四、 实验原理对于FSK 信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。
１、FSK 相干解调FSK 相干解调要求恢复出传号频率（H f ）与空号频率（L f ），恢复出的载波信号分别与接收的FSK 中频信号相乘，然后分别在一个码元内积分，将积分之后的结果进行相减，如果差值大于0则当前接收信号判为1，否则判为0。
相干FSK 解调框图如图3.2-1所示：图3.2-1 相干FSK 的解调框图相干FSK 解调器是在加性高斯白噪声信道下的最佳接收，其误码率为：)(N E Q P be = 相干FSK 解调在加性高斯白噪声下具有较好的性能，但在其它信道特性下情况则不完全相同，例如在无线衰落信道下，其性能较差，一般采用非相干解调方案。
２、FSK 滤波非相干解调对于FSK 的非相干解调一般采用滤波非相干解调，如图3.2-2所示。
输入的FSK 中频信号分别经过中心频为H f 、L f 的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kT b 时抽样（其中k 为整数），并且将这些值进行比较。
根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是1还是0。
图3.2-2 非相干FSK 接收机的方框图使用非相干检测时FSK 系统的平均误码率为：)2exp(21N E P b e =在高斯白噪声信道环境下FSK 滤波非相干解调性能较相干FSK的性能要差，但在无线衰落环境下，FSK 滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。
2ASK、2FSK数字解调实验报告
实验三 2ASK 、2FSK 数字解调实验一、实验目的1. 掌握2ASK 过零检测解调原理。
2. 掌握2FSK 过零检测解调原理。
二、实验内容1. 用示波器观察2ASK 过零检测解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。
三、基本原理（A ）2ASK 解调 （1）包络检波实际系统中x （t ）迟后于e o (t)，进行数学抽象时认为系统是物理不可实现的，是否有码间串扰决定于滤波器和信道的频率特性。
LPF 用来滤除高频，一般对码间串扰无影响。
（2） 相干解调无码间串扰r （t ）与（1）中不同，有正、负值，其它同（1） （3）过零检测具体波形可以参考2FSK 过零检测波形。
判决准则：10)B A (21)kTs (f →-≥在本实验中，2ASK 解调采用过零检测的方法。
（B ）2FSK 解调包络检波条件：s 2c 1c f 2|f f |>-。
判决准则：10)kTs (b )kTs (a →≥ （2）相干解调（3）过零检测abcdefcp(t)数字信号101波形图如上所示。
判决准则：10)B A (21)kTs (f →-≥（C ）电路原理本实验采用过零检测法解调2FSK 信号。
图3-1、图3-2分别为解调器的方框图和电路原理图。
图3-1 2FSK 过零检测解调方框图2FSK 解调模块上有以下测试点及输入输出点： • 2FSK-IN 2FSK 信号输入点/测试点 • BS-IN 位同步信号输入点 • FD 2FSK 过零检测输出信号测试点 • LPF 低通滤波器输出点/测试点• NRZ（B）位同步提取输出测试点• NRZ－OUT 解调输出信号的输出点/测试点2FSK解调器方框图中各单元与电路图中元器件对应关系如下：•整形1 UF1:A：反相器74HC04•单稳1、单稳2 UF2：单稳态触发器74LS123•相加器UF3：或门74LS32•低通滤波器UF4：运算放大器LM318；若干电阻、电容•整形2 UF1:B：反相器74HC04•抽样器UF5:A：双D触发器74HC74在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。
2FSK实验报告
基于SysytemView平台键控2FSK频带传输综合系统设计与仿真实验报告实验目的：（1）了解2FSK调制系统的电路组成、工作原理和特点；（2）了解PCM系统采的电路组成、工作原理和特点；（3）使用PCM系统对模拟低频信号进行模数转换（包括压扩、采样、编码过程）；（4）对PCM输出的并行序列进行并串转换，得到基带数字信号，并使用2FSK系统模拟信号的传输，在接收端恢复出基带信号；（5）使用PCM系统对基带信号进行串并转换，并通过数模转换得到原始模拟低频信号。
2.实验内容：以频率分别为400Hz，800Hz及1000Hz的正弦模拟低频信号作为输入信号通过PCM系统进行模数转换得到基带信号，通过2FSK系统进行传输，并在接收端恢复出原始信号。
(1)PCM系统使用数模、模数模块实现信号的采样，并实现并串、串并转换；(2)采用键控法实现2FSK信号调制，并观察基带、已调、载波信号的时域波形；(3)获取主要信号的功率谱密度。
3.PCM系统原理：PCM：脉冲编码调制—在发送端将低频模拟信号根据ITU-T建议G.711的规则变换为脉冲码组。
在接收端从收到的脉冲码组恢复出低频模拟信号。
PCM编码包括如下三个过程：（1）抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
（2）量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。
（3）编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值PCM解码包括如下三个过程：（1）译码：将数字PCM码变换成模拟信号，并去除编码过程中的变换，恢复采样后信号。
（2）低通：从采样后信号恢复采样前信号形态。
（3）放大：恢复原模拟信号电平。
PCM解码实际上一个数模转换并对得到的模拟信号进一步处理的过程。
PCM编码、解码功能框图如下：PCM的编码原理：抽样：需要满足低通采样定理，采样频率2.5kHz量化：均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大。
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学生实验报告书
实验课程名称
开课学院
指导教师姓名
学生姓名
学生专业班级
200-- 200学年第学期
实验教学管理基本规范
实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参
照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验
报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一
定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况，
在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有
实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
实验课程名称：__通信原理_____________
图3-2 2FSK调制器各点的时间波形
本次综合设计实验调制部分正是采用此方法设计的。
整个调制系统包括：载波振荡器、分频器、反相器、调制器与加法器等单元电路组成。
2FSK）信号常用解调方法有很多种，在设计中利用过零检测法。
过零检测法是利用信号波形在单位时间内与零电平轴交叉的次数来测定信号频率。
解调系
所示电路：
图4-1 主载波振荡器电原理图
图4-2 主载波信号波形图分频器电路设计与工作原理
④ m序列发生器电路设计与工作原理
m序列也称作伪随机序列，它的显著特点是：
图4-7 门电路与电子开关构成的调制器电原理图
由图4-7(A)可知，若用门电路构成调制器，其工作过程是：从“信码\IN”输入的基带信号分成两路，1路经（74LS00）反相后接至OOK2（74LS00）的控制端，另1路直接接至OOK1
信号解调电路设计与工作原理
从前面原理的介绍中，我们知道2FSK调制信号的解调若用非相干过零检测法，
必须有七个单元模块来完成。
考虑到2FSK信号的产生和解调集于同一仿真电路中，已调信号未经信道传输，没有畸变、没有信道的干扰，因而采用数字电路完成限幅、微分、整流和脉冲形成四大功能是较简单的，其参考电路如图4-9所示。
电路输出信号波形如图
图4-9 限幅、微分、整流、展宽电路原理图
由图可见，该脉冲形成电路用双J-K触发器74LS107、二极管、阻容等元件组成。
该电路具有单稳态特性，它的稳定状态是： Q=1或=0。
当CP端有输入信号触发时，输入信号的下降沿使电路状态发生改变:Q=0或=1。
这时J-K触发器清零端的电压VRD将缓慢降低，
1.4V左右时，触发器清零，电路又回到稳定状态，此时，二极管导通，电容C经二极管正向电阻r D反向充电，因为反向充电的时常数τ充= r D C 较小，因而触发器清零端的电压会很快上升至高电位上，保证Q端维持低电平。
显然，输入信号的下降沿作用后，清零端电平下
低通滤波器输出信号波形图图4-11 低通滤波器电原理图
电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中，所谓电压比较器就是将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产
4-13 电压比较器电路原理图图4-14 电压比较器电路输出信号波形图
⑨抽样判决器电路组成与工作原理
抽样判决器的功用是：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。
图5-15 抽样判决电路原理图图5-16 抽样判决电路输出信号波形图调制与解调系统整体电路原理图与所用器材表
根据以上各单元电路的设计，得总体电路如图5-1所示。
（略）。