三、实验原理
2FSK是用两个不同频率的载波来传送二进制数字信号的。
2FSK有两种形式<1）相位连续的2FSK，<2）相位不连续的2FSK。
相位不连续的频移键控信号，更具有普遍性。
在2FSK中，载波频率随着调制信号“1”或“0”而变，“1”对应于载波频率f1，“0”对应载波频率f2，或反之。
因此，2FSK已调信号的时域表达式为：
（6.2-7>
式中
，
；
是
的反码，即若
=1，则
=0或反之。
g（t>为单个矩形脉冲,Tb为脉冲的宽度；
、
分别是第
个码元信号的初相位。
一般来说，当
与
频率变换时刻，其相位是不连续的。
1．二进制移频键控信号的产生
2FSK信号的产生，可以采用模拟调频法来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
图6-6是数字键控法产生2FSK信号的原理图，图中两个振荡器的载波输出受输入的二进制基带信号s（t>控制。
由图6-6可知，s（t>为“1”时，正脉冲使门电路1接通，门2断开，输出频率为f1；数字信号为“0”时，门1断开，门2接通，输出频率为f2。
在一个码元Tb期间输出ω1或ω2两个载波之一。
由于两个频率的振荡器是独立的，故输出的2FSK信号：
在码元“0”“1”转换时刻，相邻码元的相位有可能是不连续的。
这种方法的特点是转换速率快，波形好，频率稳定度高，电路简单，得到广泛应用。
图6-6数字键控法实现2FSK信号的原理图
对应图6-62FSK调制器各点的时间波形如图6-7所示，图中波形g可以看成是两个不同频率载波的2ASK信号波形e和波形f的叠加，时域表达式为（6.2-7>式。
图6-72FSK调制器各点的时间波形
可见，2FSK信号由两个2ASK信号相加构成。
四、实验内容
1.设计一个<2FSK）调制系统。
采用乘法器的方法产2FSK信号。
2.应用ADS软件：
AdvancedDesignSystem–2005A构建所设计的<2FSK）调制系统模型。
3.应用ADS软件：
AdvancedDesignSystem–2005A对所设计的<2FSK）调制系统进行测试及分析。
（1>.记录各点的测试数据。
（2>.测试、观察、画出<2FSK）调制系统各关键点的时域波形，并对其进行比较、分析。
（3>.测试、观察、画出<2FSK）调制系统的基带信号和已调信号的频域波形，并对其进行比较、分析。
五、实验步骤
1.应用ADS软件：
AdvancedDesignSystem–2005A构建所设计的<2FSK）调制系统。
要求采用乘法器的方法产2FSK信号。
<1）开始运行ADS：
执行“程序->AdvancedDesignSystem2005A->RFDesigner”，
<2）新建一个工程文件：
<3）创建工程文件：
在原理图窗口中，执行“File-〉NewDesign…”并命名为：
“学生姓名”，如图<图2.6）。
在“TypeofNetwork”中，选中“DigitalSigalProcessingNetwork”，其它的不变点击OK。
2.构建<2FSK）调制系统模型及参数设置
（1>.寻找元器件
<2）配置系统模型中各模块及参数设置
（a>.需要的元器件有：
正弦波发生器，DATA信号发生器，信号类型转换器，信号收集器，DF数据流控制器，乘法器，加法器，限幅器,VAR变量和方程式器件。
（b>.按照寻找元器件的第二种方法搭建，
正弦波发生器“元件名”为Sinusoid。
双击如图<图2.8）中的正弦函数，出现如图<图2.9）并按图进行参数修改。
TSemp=Tsemp，Vpeak=1.0V，Frequency=1MHz，Phase=0.0，DecayRatio=0，Delay=0.0sec，DurationTime=1usec，Repetitionlnterval=1usec。
其中Tsemp是变量，会在VAR变量和方程式器件中赋值。
当有不明白的地方时可以点击如图<图2.9）右下角的help帮助进行了解。
当“Displayparameteronschematic”前面打对勾时证明需要显示。
图2.9
DATA信号发生器“元件名”为Data；并按如图<图2.10）进行参数修改。
Rout=50.0m0hm，RTemp=-273.15，TSemp=Tsemp，BitTime=BitTime，SequencePattern=8，Repeat=Yes。
其中Tsemp、BitTime是变量，会在VAR变量和方程式器件中赋值。
图2.10
信号类型转换器<1.黑色箭头表示时系数，2.蓝色箭头表示浮点数）“元件名”为TimedToFloat用两个，FloatToTimed用一个，注意蓝的要和蓝的箭头接，黑的要和黑色箭头接，颜色一定要一致。
信号类型转换器TimedToFloat的作用是把模拟信号变为数字信号如图<图2.11），FloatToTimed是反过来。
信号类型转换器不需要修改参数。
图2.11
信号收集器“元件名”为TimedSink用三个，如图<图2.12）。
“元件名”为SpectrumAnalyzer用一个。
如图<图2.12）。
图2.12
加法器，“元件名”为Add2，这是一个数字加法器。
如图<图2.13）
图2.13
DF数据流控制器“元件名”为DF，并按如图<图2.13）进行参数设置。
DefaultNumericStart=0，DefaultNumericStop=100，DefaultTimeStart=0usec，DefaultTimeStop=100usec。
并在“display”窗口中在这四项打上对勾，OK进行显示。
图2.13
乘法器“元件名”为Mpy2，这是一个数字乘法器。
如图<图2.14）
图2.14
VAR变量和方程式器件“元件名”为VAR，并按如图<图2.15）进行参数修改。
Tstep=0.1usec，BitTime=10usec。
图2.15
限幅器“元件名”为Limiter如图<图2.16），并按如图<图2.17）进行参数设置。
Nlimit=-0.0001V，Plimit=1V，Gain=1。
<图2.16）
图2.17
<3）构建系统连接图
点击图标把找到的元器件进行连接，连接方式如图<图2.18）,保存即可。
图2.18
3．运行仿真程序并分析仿真结果：
在原理图窗口中，单击Simulate运行程序，运行完后，单击出现显示窗口，点击并拉出图框，在“PlotType”窗口中，加入T3<数据流）、T10<下限幅以后的波形）、T20<上限幅以后的波形），进行图形演示如图<图5.11）。
图形加入方法见实验一。
图5.11
T22<上限幅与频率1相乘以后的波形）、T23<下限幅与频率2相乘以后的波形）、T21<输出波形）如图<图5.12）
图5.12
结果比较：
T3<数据流）、T12<上面的余弦波形）、T13<下面的余弦波形）T21<输出波形）
在原理图窗口中，单击Simulate运行仿真程序，结果正确时，出现如图<图2.17）结果，单击图标，出现显示窗口，点击并拉出图框，在“PlotType”窗口如图<图2.18）中，加入T3<输入数据流）、T4<本地振荡正弦波）、T5点击和图标，进行T3<输入数据流）、T4<本地振荡正弦波）、T5图2.17
图2.18
图2.19
图2.20
六、实验报告
1.保存构建的<2FSK）调制系统模型结构图
2.列出模型中各器件所设置的参数
3.保存实验仿真结果波形图。
4.分析、比较<输入数据流）、T4<本地振荡正弦波）、T5七、注意事项
1.注意设计过程中要适时保存设计结果。
2.注意适时保存设计的仿真结果。
八、思考题
1．若改变系统设置的参数，对仿真结果会产生什么影响？
2．若采用图（b>和（c>数字键控<相位选择）的方法产生2FSK信号，如何构建系统模型及仿真实现。
3．2FSK已调信号经带通滤波器输出后，其频谱将怎样变化？
九、2FSK已调信号经带通滤波器输出后，其频谱变化：
升级会员 