通信原理实习报告.doc

通
信
原
理
课
程
设
计
课题名称 FSK调制解调系统设计
姓名宋春杰
班级信息工程专业 081班
学号 2008 1524 115
指导老师尹立强张海燕
实习日期 2011、6、7-2011、6、17
FSK调制解调系统设计
实习目的
(1)、经历工程设计与实现过程,为后续进行毕业设计奠定工作基础;
(2)、掌握2FSK的调制与非相干解调的实现方法;
(3)、遵循本系统的设计原则,理顺基带信号、传输频带及两个载频三者间相互间的关系;
(4)、加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理,学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标进行测试的方法。
二、实习仪器
Systemview仿真软件与计算机:SystemView是美国ELANIX公司推出的,基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具,它使用功能模块(Token)去描述程序,无需与复杂的程序语言打交道,不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真,快速地建立和修改系统、访问与调整参数,方便地加入注释。利用System View,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统,各种多速率系统,因此,它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真
。
实习内容
1、2FSK调制解调原理
在实际信道中,大多数信道具有带通传输特性,数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,完成频谱搬移,变换成频带信号后,才能在带通传输特性的信道中传输。
(1)、二进制移频键控制信号的产生方法
在二进制数字调制中,若载波的频率随二进制数字基带信号在 f1和f2两个载频间切换,则产生二进制移频键控制信号(2FSK信号)。二进制移频键控制信号的产生方法如图1所示。图1(a)是采用数字键控的实现方法,图1(b)是2FSK信号的时间波形。



图1(a)2FSK信号产生原理图
图1(b) 2FSK信号的时间波形
在图1(a)中,两个载频受输入的二进制基带信号控制,在一个码元 TS 期间,输出 f1 或 f2 两载频之一。若二进制基带信号的“1”对应于载频 f1,“0”对应于载频 f2,则二进制移频键控制信号的时域表达式为:
(1式)
式中,A为两个载波的幅度(数字电路的输出幅度,设两幅度正好相等)ω1=2πf1,ω2=2πf2,θ1和θ2是两个载频的初始相角;m1(t) 和 m2(t)是周期开关函数,定义为:
(2式)
(3式)
且m1(t)和m2(t)满足下列关系式:
(4式)
相位不连续的二进制移频键控信号的功率谱可以近似表示成两个不同载波的二进制振幅键控功率谱密度的叠加,如图2所示。
图2 相位离散的2FSK信号的功率谱示意图
(1)、调制器仿真设计与分析
调制器仿真设计原理如图3:

图3 2FSK调制器SystemView仿真电路图
具体参数为:
信号源码f1为正弦波,幅度为1V,频率为100HZ,相位为0.
信号源码f2为正弦波,幅度为1V,频率为150HZ,相位为0.
随机信号发生器为PN序列,幅度为500e-3V,偏值为500e-3V,频率为10HZ,电平数为2,相位为0.
调频模块为FM频率调制,载波幅度为1V,频率为50HZ,相位为0,调制增益为50HZ/V.
键控开关为单刀双掷开关,输出延时为0S阀值为100e-3V.
键控法:在SystemView中二进制数据用伪随杨序列PN Seq仿真出出随机的0,1二进制数字信号,作为键控开关的控制信号, 0对应100HZ,.
(a)键控法2FSK仿真输出波形
(b)输入的随机信号
图3 2FSK调制输出波形
2、2FSK信号的解调原理与仿真分析
二进制移频键控信号的解调可采用相干解调和非相干解调。从最佳解调的观点看,相干解调具有最佳的抗干扰性能,但相干解调必须依赖于解调端恢复准确频率和相位的参考载波,在移频键控系统中,提取
f1和f2会大大增加系统的复杂度。
(1)、非相干解调
,先将调制后带有高斯噪声的信号分别送入带通滤波器,由带通滤波器将100HZ和150HZ信号分开,其带通滤波通带宽度分别设计为60-120HZ和130-170HZ;然后送入半波整流器、低通滤波器,再经过比较器比较、整形,信号就解调还原成传输的伪随机信号。
选用合适的器件实现包络检波器的功能,2FSK信号用包络检波法解调,包络检波器可由半波整流器与低通滤波器串联实现其功能。
半波整流器的功能描述为


选用的模拟滤波器为低通滤波器,截止频率设置