一种新的2FSK信号识别方法
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信号调制与非相干解调
实验报告实验课程：通信原理综合设计学生姓名：*******学号：*******专业班级：******2015年 6 月 15 日2FSK信号调制与非相干解调实验目的1. 掌握2FSK信号的调制与解调的基本原理2. 掌握并熟练使用Multisim仿真软件的使用3. 了解非相干解调器的工作原理以及实现方法4. 完成2FSK信号调制与解调仿真电路设计，观察2FSK波形图基本原理2FSK信号波形图如1-1图所示，它是由调制信号去控制载波信号，用载波的频率来传递数字信息，即用所传递的数字消息控制载波的频率。
图1-1 2FSK信号波形图2FSK信号调制原理FSK信号的产生有两种方法：直接调频法和频移键控法。
直接调频法是数字基带信号直接奇偶内阁制载波振荡器的振荡频率。
虽然方法简单，但频率稳定度不高，同时转移速度不能太高。
频移键控法有两个独立的振荡器。
数字基带信号控制开关，选择不同频率的高频振荡信号，从而产生FSK调制。
图2-1键控法产生2FSK信号的原理框图2FSK信号解调原理2FSK信号的常用解调方法是采用如图2-2所示的非相干解调（包络检波）和相干解调。
其解调原理是将2FSK信号分解成上下两路2ASK信号分别进行判决。
这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限。
f，则接收时判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“1”对应载波频率1上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。
除此之外，2FSK信号还有其他解调方法，比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等。
图2-3给出了过零检测法的原理框图及各点时间波形。
过零检测法的原理基于2FSK信号的过零点数随不同频率而异，通过检测过零点数目的多少，从而区分两个不同频率的信号码元。
在图2-3中，2FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列，这些尖脉冲序列的密集程度反映了信号的频率的高低，尖脉冲的个数就是信号过零点数。
把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲，以增大其直流分量，该直流分量的大小和信号频率的高低成正比。
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。
2FSK调制方法
s( t )
s1( t ) 载波1
1 0 0 1 0 1 1 +EV
-EV
+EV
0V
Ps1( f )
P (f) s1
RB 0 RB
f
s1 (t ) 载波2
+EV
0V
B2FSK = 2RB + | f1 - f2 |
P2FSK ( f )
2FSK
0
f1
f1 f2
f
定义信：号两波个形信的号E1b互s10T(TS相B1bats1关2)(0T、tB)系(sc20os(s数t0f)(2d)tTt (B)2间f符s)互itn2号相2c波(o2(关s形2ff2c1f系)cT()B2T数fBcfcρ)tfdt
t )和 s0( t ) 正交 2f
2TB
影响信号带宽，与RB有关 取 n = 1，信号带宽最小
称为最小移频键控 MSK 信号
通信原理
知识点：
移频键控（2FSK）
6.1.2 移频键控信号（ 2FSK ）
1、信号时域表达式 2、功率谱
信号波形及频谱图 重要参数：信号带宽 B2FSK = 2RB + | f1 - f2 |
3、信号波形的互相关系数 4、调制方法
2FSK 信号时域表达式
相位连续的2FSK 信号 定义：ω =ωc +Δω
2 (分2析fT2)bT：B0TB设cons令2ss01(2((ttf))cfcTAAB fcco)ontss22cosff212tt
(
fc
Efb
)t dtTB 0
f2 fc
f2 f1
s12 (t )Edtb
1 2
f
2 f
2FSK--调制与解调
再次在 simulink 中连接电路时设置的参数一开始是根据网上的参数设置 的，后来对各种元件有所了解之后，设置的参数也能根据自己的判断做决定。 电路图是参考书上的原理图并与同学一起摸索并完成的。实验中的讨论总会帮 助自己找到一种解决办法，解决当前的问题，所以要经常的请教会的同学。
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图6
两个低通滤波器(Analog Filter Design2 和 3)的参数设置 Filter type(滤 波器类型）选 Lowpass(低通），Filter order(滤波器系数）为 2，Passband enge frequency(通频带频率）为π。（如图 7 和图 8）
图7 11
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五、心得体会
到现计，是我 获得了主要有以下几点的体会和认识：
首先，是我对 2fsk 的调制和解调原理有了一个比较全面和具体的认识，因 为要完成这个设计，必须要对 2fsk 的原理有一个深入的了解，在仿真的时候遇 到问题才能够做到心中有数，知道错误出现在哪里，究竟该如何改正，哪里需 要可以进行优化，使得仿真的结果更接近于理论上的值。通过这次的课程让我 明白了要学好理论知识，武装好自己，才能够有余力进行下一步实际上的学习， 探索。理论基础知识就像是打房基。所谓“工欲善其事，必先利其器”，掌握 到好的资料素材是对前期的工作很重要的。刚接触的软件还是有一些困难，熟 练是慢慢培养起来的，如一些元件的调用在 simulink 中的实现需要慢慢了解， 又如滤波器的选择都不是刚接触就能掌握的。充分的利用好网络资源应该是完 成这次课程设计的关键。
图8
抽样判决器 Relation Operator 的参数设置 Relational operator(关系操 作符）选“>”，Sample time(采样时间）从-1 开始。（如图 9）：
android音频口通信——2FSK信号解调
android音频口通信——2FSK信号解调
一、解调电路
我的设计中，解调端用的是MSP430的单片机，因为TI这种系列的单片机功耗很低，在休眠状态下，电流可达到uA级，正常工作下电流也可以保持在几个mA级左右。
将手机右声道接至MSP430单片机的P2.3脚，在代码里设置并激活此引脚的第二功能（比较器0）的正向输入端，并将比较器0的反向输入端配置成内部VCC/2参考电压，如图，在手机右声道上用两个100K的电阻对VCC进行分压，所以只要右声道的电压在比较器导通的范围内变化时，比较器就能捕获到手机右声道上的信号了！下图是比较器的输出特性：
像上一节中的那种调制信号经过比较器之后的输出波形图如下：
二、解调原理
既然前面的调制信号是用不同频率的波形来表示的，经过比较器之后，输出的波形如上图所示，很容易发现，这些宽窄有续的
方波里就携带了我们想要的信息，然后再通过MSP430单片机里的捕获器来捕获这些方波信号
并用定时器来计算这些方波的时间，从而解调出我们前面调制的信号，从而获得码元。
解调方框图如下：。
2fsk调制原理
2fsk调制原理
2FSK调制是一种频移键控调制技术，用于在数字通信系统中传输二进制数据。
在2FSK调制中，两个不同的离散载波频率被用来表示二进制数据的两个不同状态。
具体来说，2FSK调制使用两个离散的载波频率来表示数字数据位的0和1。
当数字数据位为0时，一个固定的载波频率被发送；而当数字数据位为1时，另一个固定的载波频率被发送。
这种方法可以通过在不同的频率上进行频率切换来实现。
在2FSK调制中，调制信号可以通过以下公式进行表示：
s(t) = A * cos(2πf1t) ，当发送的数字数据位为0时
s(t) = A * cos(2πf2t) ，当发送的数字数据位为1时
其中，s(t)是调制信号，A是振幅，f1和f2是两个离散的载波频率，t是时间。
在接收端，通过对接收到的信号进行解调，可以将每个离散载波频率映射回对应的数字数据位。
最常用的解调方法是使用相干解调器，它通过与已知的载波频率相乘并进行低通滤波来提取原始数字信号。
2FSK调制的优点之一是它的抗干扰能力较强。
由于使用了两个离散的载波频率，2FSK调制可以在一定程度上抵抗频率选择性衰落等干扰。
此外，2FSK调制还具有较高的频谱效率，因为每个数字数据位只需要表示为两个不同的频率之一。
总结起来，2FSK调制是一种数字通信系统中常用的调制技术，通过使用两个离散的载波频率来表示二进制数据的不同状态。
它具有较强的抗干扰能力和较高的频谱效率，并且可以通过相干解调器来解调接收到的信号。
2FSK调制解调电路的设计
2FSK调制解调电路的设计引言：调频键控(Frequency Shift Keying, FSK)是一种常见的数字调制解调技术，其原理是通过改变载波频率来传输数字信号。
二进制FSK(2FSK)是最基本的FSK调制方式，其中两个不同的频率代表了二进制中的0和1、本文将介绍2FSK调制解调电路的设计。
一、2FSK调制电路1.频率可调的带通滤波器频率可调的带通滤波器用于接收输入信号，并将频率转换为两个不同的预设频率。
该滤波器通常由一个带可调中心频率的VoltageControlled Oscillator (VCO)和一个窄带滤波器组成。
输入信号经过一级放大后进入VCO，VCO将输入信号频率转换为预设频率。
滤波器用于滤除不需要的频率成分，只保留希望传输的频率分量。
2.相位锁定环路(PLL)相位锁定环路是2FSK调制电路的核心。
它由一个相频比较器(Phase-Frequency Detector, PFD)、一个环路滤波器(Loop Filter)、一个VCO和一个除频器(Divider)组成。
相频比较器用于比较参考信号和VCO输出信号的相位差，产生一个频率和相位误差的输出。
这个输出信号经过环路滤波器后，将调整VCO的输出频率，使其与参考信号的相位差最小化。
除频器将VCO输出的频率除以一个预设的常数，得到一个比输入信号低的频率，在输入信号的两种频率之间切换。
二、2FSK解调电路2FSK解调电路主要由一个鉴频器和一个比较器组成。
1.鉴频器鉴频器用于提取输入信号中的频率信息，并将其转换为与输入信号频率相同的模拟信号。
鉴频器通常由一个窄带滤波器和一个包络检波器组成。
窄带滤波器用于滤除不需要的频率成分，只保留输入信号中的目标频率分量。
包络检波器将滤波后的信号变为其包络信号，将其转换为模拟信号。
2.比较器比较器用于将模拟信号转换为数字信号，实现2FSK信号的解调。
比较器通常由一个阈值电路和一个数字信号输出端口组成。