通信原理 移频键控FSK调制与解调系统实验报告
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。
通信原理FSK调制解调实验报告
上海电力学院实验报告实验课程名称：通信原理实验项目名称：FSK调制解调实验姓名：杨琳琳学号：********班级：2011072班实验时间：2013/11/12 成绩：一：实验目的1、熟悉 FSK 调制和解调基本工作原理；2、掌握 FSK 数据传输过程；3、掌握 FSK 性能的测试；4、了解 FSK 在噪声下的基本性能；二：实验设备1．通信原理实验箱；一台2． 20MHz 双踪示波器；一台3．函数信号发生器；一台4．误码仪，共用一台三：实验原理1．FSK 调制原理：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）。
产生 FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是 0 还是 1，在两个独立的振荡器中切换。
采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种 FSK 信号称为不连续 FSK 信号。
不连续的 FSK 信号表达式为：其实现如图所示：由于相位的不连续会造成频谱扩展，这种 FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。
随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连续相位 FSK 调制技术。
目前较常用产生 FSK 信号的方法是，首先产生 FSK 基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。
因此，FSK 可表示如下：应当注意，尽管调制波形 m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与 m（t）的积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图所示：FSK 的信号频谱如图所示。
FSK 信号的传输带宽 Br，由 Carson 公式给出：Br=2Δf+2B其中 B 为数字基带信号的带宽。
假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带宽 B=R。
因此，FSK 的传输带宽变为：Br=2（Δf+R）。
如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：Br=2Δf+（1+α）R （其中α为滤波器的滚降因子）。
在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下：按照上述原理，FSK 正交调制器的实现为如图结构：如发送 0 码，则相位累加器在前一码元结束时相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf1Ts ，直到该信号码元结束；如发送１码，则相位累加器在前一码元结束时的相位θ (n) 基础上，在每个抽样到达时刻相位累加 2πf 2Ts ，直到该信号码元结束。
FSK调制解调实验报告
FSK调制解调实验报告实验报告：FSK调制解调实验一、实验目的FSK调制解调是数字通信中常用的调制解调方式之一，通过本次实验，我们学习FSK调制解调的原理、实现方法和实验技巧，理解其在数字通信中的应用。
同时，通过实验验证FSK调制解调的正确性和稳定性，并掌握实验数据的分析和处理方法。
二、实验原理FSK调制在信号传输中广泛应用，其原理是将数字信号调制成两个不同的频率信号，通常用0和1两个数字分别对应两个不同的频率。
在调制端，通过将0和1信号分别转换成相应的频率信号，并通过切换不同的载波波形来实现不同频率信号的调制。
在解调端，通过将接收到的调制信号分别和两个对应的参考频率信号进行相关运算，从而还原出原始的0和1信号。
实验所需材料：1.FSK调制解调器2.函数发生器3.示波器4.电缆和连接线实验步骤：1.将函数发生器的输出信号接入FSK调制器的MOD输入端，调整函数发生器的频率和幅度，使其适配FSK调制器的输入端。
2.调整FSK调制器的MOD输入切换开关，选择合适的调制波形（常用的有正弦波和方波两种）。
3.通过示波器观察和记录已调制的FSK信号波形。
4.将已调制的信号通过电缆传输到解调器端。
5.调整解调器的参考频率和解调器的解调方式。
6.通过示波器观察和记录解调器输出的数字信号波形。
7.将解调输出与调制前的原始信号进行比较，验证FSK调制解调的正确性。
三、实验结果和数据分析根据实验步骤的指导，我们依次完成了FSK调制解调的实验，在观察示波器上的波形时，我们发现调制波形的频率随着输入数据的0和1的变化而变化，已达到我们的预期效果。
在解调端，我们观察到解调输出的数字信号与调制前的原始信号一致，由此可验证FSK调制解调的正确性。
对于实验数据的分析和处理，我们应注意以下几点：1.频率的选择：合适的调制频率和解调频率能够保证调制解调的稳定和正确性，应根据具体情况进行选择。
2.调制波形的选择：正弦波和方波是常见的调制波形，两者各有优缺点，可根据实际需要进行选择。
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。
实验8移频键控FSK调制与解调实验
实验8移频键控FSK调制与解调实验实验⼋移频键控FSK调制与解调实验⼀、实验⽬的1、掌握⽤健控法产⽣FSK信号的⽅法。
2、掌握FSK过零检测解调的原理⼆、实验内容1、观察FSK调制信号波形。
2、观察FSK解调信号波形。
3、观察FSK过零检测解调器各点波形。
三、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、60M数字⽰波器⼀台6、连接器若⼲四、实验原理1、2FSK调制原理。
2FSK信号是⽤载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随⼆进制序列0、1状态⽽变化，即载频为f0时代表传0,载频为f1时代表传1。
显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和f1为载频、以an和a—n为被传⼆进制序列的两种2ASK信号的合成。
2、2FSK解调原理。
FSK有多种⽅法解调，如包络检波法、相⼲解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。
这⾥采⽤的是过零检测法对FSK调制信号进⾏解调。
2FSK信号的过零点数随不同载频⽽异，故检出过零点数就可以得到关于频率的差异，这就是过零检测法的基本思想。
五、实验步骤（⼀）FSK调制实验1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将⿊⾊塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
3、将模块3上拨码开关S1都拨上。
以信号输⼊点“FSK-NRZ”的信号为内触发源，⽤双踪⽰波器同时观察点“FSK-NRZ”和点“FSK-OUT”输出的波形。
4、单独将S1拨为“01”或“10”，在“FSK-OUT”处观测单独载波调制波形。
5、通过信号源模块上的拨码开关S4改变PN码频率后送出，重复上述实验。
6、实验结束关闭电源。
（⼆）FSK解调实验2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”，观察模块4上信号输出点“FSK-DOUT"处的波形，并调节模块4上的电位器W5(顺时针拧到最⼤)，直到在该点观察到稳定的PN码。
3、⽤⽰波器双踪分别观察模块3上的“FSK-NRZ"和模块四上的“OUT2”处的波形，将“OUI2”处FSK解调信号与信号源产⽣的PN 码进⾏⽐较。
通信原理_移频键控FSK调制与解调系统实验报告
移频键控FSK调制与解调系统设计实验一．实验目的1．加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。
2．学会综合地、系统地应用已学到的知识，对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法，提高独立分析问题与解决问题的能力。
二．实验任务与要求构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统，具体要求是：主载波频率：11800HZ载波1频率：2950HZ（四分频）载波2频率：1475HZ（八分频）数字基带信号NRZ：7位M序列，传输速率约为400波特。
（32分频）FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路(或集成模拟开关)与采用集成模拟乘法器，利用键控法实现。
FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。
传输信道不考虑噪声干扰，采用直接传输。
整个系统用EWB软件仿真完成。
三、2FSK 调制与解调系统原理与电路组成数字频移键控是用载波的频率的变化来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。
直接调频法和移频键控法。
注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连续的，因此有相位连续的FSK 及相位不连续的FSK之分。
并分别记作CPFSK及DPFSK。
根据实验任务的要求,本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,其电路结构如图1-1所示.：图1-1 2FSK调制与解调系统电路原理图1）2FSK 调制系统设计本次综合设计实验的调制系统主要由主载波振荡器、分频器、Ｍ序列发生器、调制器、相加器构成。
其调制电路的组成框图如图1-2所示由图可以看出，当信码为“１”时，分频链作４分频，即输出频率 图1-2 FSK 调制器电路组成框图为2950Hz 载波，信码为“０”时，分频链作８分频，输出频率为1475Hz 载波。
如此一来，多谐振荡器输出的载波，通过不同次数的分频，就得到了两种不同频率的输出，经相加器后，从而在输出端得到不同频率的已调信号，即FSK 信号，完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。
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移频键控FSK调制与解调系统设计实验
一．实验目的
1．加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。
2．学会综合地、系统地应用已学到的知识，对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法，提高独立分析问题与解决问题的能力。
二．实验任务与要求
构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统，具体要求是：
主载波频率：11800HZ
载波1频率：2950HZ（四分频）
载波2频率：1475HZ（八分频）
数字基带信号NRZ：7位M序列，传输速率约为400波特。
（32分频）
FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路(或集成模拟开关)与采用集成模拟乘法器，利用键控法实现。
FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。
传输信道不考虑噪声干扰，采用直接传输。
整个系统用EWB软件仿真完成。
三、2FSK 调制与解调系统原理与电路组成
数字频移键控是用载波的频率的变化来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。
直接调频法和移频键控法。
注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连续的，因此有相位连续的FSK 及相位不连续的FSK之分。
并分别记作CPFSK及DPFSK。
根据实验任务的要求,本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,其电路结构如图1-1所示.：
图1-1 2FSK调制与解调系统电路原理图
1）2FSK 调制系统设计
本次综合设计实验的调制系统主要由主载波振荡器、分频器、Ｍ序列发生器、调制器、相加器构成。
其调制电路的组成框图如图1-2所示
由图可以看出，当信码为“１”时，
分频链作４分频，即输出频率 图1-2 FSK 调制器电路组成框图
为2950Hz 载波，信码为“０”时，分频链作８分频，输出频率为1475Hz 载波。
如此一来，多谐振荡器输出的载波，通过不同次数的分频，就得到了两种不同频率的输出，经相加器后，从而在输出端得到不同频率的已调信号，即FSK 信号，完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。
①主载波振荡器电路设计
主要提供2FSK 的载波和信码的定时信号，本设计使用集成电路（555）构成多谐振荡器，产生的振荡频率为11800Hz 载波，其电路如图1-3。
已知由（555）构成多谐振荡器的振荡频率为：
则R1=3.6K
R2=4.7K （可调） 图1-3 555 定时器接成的多谐振荡器 C=0.033uf
②分频器电路设计
将主载波按设计要求，用D 触发器构成适当的分频电路，获得载频f1、f2和Ｍ序列所需的时钟信号，因一级D 触发器可实现二分频（选用74LS74双D3片），所以2FSK 系统所需的四、八及32分频器电路如图1-4所示：
图1-4 分频器电路
③Ｍ序列发生器电路设计
实际的数字基带信号是随机的，为了实验和测试的方便，一般都用M 序列产生器产生的伪随机序列来充当数字基带信号。
本次设计采用三级线性移位寄存器（选用74LS74双D2片），形成长度为23-1=7位码长的伪随机码序列，码率约为400bit/s ，如图1-5所示：
输出的信码为：
1110010
C
R R T f )2(1121+=
=
图1-5 M 序列发生器电路图
④调制器电路设计
本次设计的2FSK 调制器采用集成模拟电子开关实现，实际电路如图1-6。
图1-6
2）2FSK 解调系统
本次综合设计实验的解调系统采用分离滤波法中的非相干检测法。
对于非相干检测法，其系统电路构成如图1-7所示。
图1-7 2FSK 非相干解调电路原理图
①高通滤波器
采用RC 无源电路，构成三阶高通滤波器。
已知2FSK 的中心频率：2
21f f f +=,且
滤波器的通带频率：RC
f H κ21
=，所以有：fR C 1
=
fC R 1
=。
则有C1=C2=C3=0.6uf R1=R2=R3=50Ώ
②低通滤波器
低通滤波器选用一般RC 滤波器电路，因信码速率为400波特，其电路元件参数： R=1k
C=1uF
③电压比较器
电压比较器用运算放大器构成迟滞比较器，目的是防止干扰，参考电压设定为0.22V。
3）2FSK调制与解调系统总电路原理图
根据以上各单元电路的设计，得总电路如图1-8所示。
图1-8 2FSK调制与解调电路原理图
四、2FSK 调制与解调系统实验数据
1．FSK调制器（发送单元）的实验数据测量
①多谐振荡器输出的载波信号
②四分频器输出信号与波形变换输出信号
③八分频器输出信号与波形变换输出信号
④32分频器输出信号
⑤M序列输出信号（1110010）
⑥FSK调制输出信号的检测
“全1”码，调制器的输出信号波形(f=2950HZ)
“全0”码，调制器的输出信号波形(f=1475HZ)
M序列调制器的输出信号波形(2FSK)
2．FSK解调器（接收部分）的实验数据测量
①2FS输入信号与高通滤波器输出波形。
②高通滤波器输入信号与检波器、低通输出信号波形检测。
③M序列数据与电压比较器解调输出信号波形
五、元件清单
序号元器件名称型号规格数量备注
1 555定时器7555 1 构成多谐振荡器
2 模拟电子开关4066 1 用于调制电路
3 双D触发器74LS7
4 4 构成序列发生器和分
频器
4 4二输入异或门74ls86 1
5 可调电感0.9mH/50% 2
6 二极管DIODE 2
7 双运算放大器LM358 2
8 2三输入与非门74ls10 1
9 4二输入或门74ls32 1
10 变阻器 4.7kΩ/1% 1
11 电阻50mΩ 3 400Ω 1 10kΩ 2 3.5kΩ 1
12 电容0.01μF 1 0.033μF 1 0.6μF 4 1μF 2 10μF 2
六、实验体会与建议
通过这次实验，我学习了解了FSK调制与解调系统的结构与特性，加深了对课本理论知识的理解。
同时熟悉了EWB仿真软件的相关操作，提高了动手能力。