通信原理实验报告 fsk.docx

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通信原理实验报告fsk

实验课程名称：

__通信原理实验____

实验项目名称

移频键控FSK调制与解调系统设计实验

实验成绩

实验者

专业班级

组别

17

同组者

无

实验日期

2010-11-17

第一部分：

实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）

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

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，直接调频法和移频键控法。

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,其电路构成如图1-1所示.：

图1-12FSK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1-2FSK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。

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。

。

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，1-4所示：

图1-4分频器电路

Ｍ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：

图1-5M序列发生器电路图

输出的信码为：

1110010。

图1-5M序列发生器电路图

调制器电路设计

本次设计的2FSK调制器采用集成模拟乘法器（1496二只）实现，实际电路如图（略）。

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1-72FSK非相干解调电路原理图

3）元件清单

4）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1-82FSK调制与解调电路原理图

第二部分：

实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）

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

多谐振荡器输出的载波信号，检测P1点信号。

时间间隔为84us。

f=11800Hz

四分频器输出信号与波形变换输出信号，观测P2点波形

f=2590Hz，信码为1

八分频器输出信号与波形变换输出信号，观测P3点信号、

f=1474Hz，信码为0

2.M序列发生器产生的伪随机码的检测

f=386Hz，M序列1110010及其时钟输入

3.FSK调制输出信号的检测

1）信码为M序列时的FSK输出波形，观测P5波形

2）信码全为1时的FSK输出波形，观测P5信号

f=2590hz

3）信码全为0时的FSK输出波形，观测P5信号

f=1474hz

4.FSK解调器（接收部分）的测量实验（非相干解调）

信码以M序列为例，结果如图：

1）高通滤波输出波形，观测P5和P6波形

2）低通滤波输出波形，观测P7和P5波形

3）电压比较器输出波形，观测P8和P5点波形

4）电压比较器输出与M序列对比

教师签字__________

第三部分结果与讨论（可加页）

一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）

二、小结、建议及体会

三、思考题

五．收获与体会

通过本次实验，我加深了对数字调制中的移频键控FSK调制器与解调器的工作原理的理解，掌握了其电路组成，能够熟练运用仿真软件进行仿真调试，并能够解决调试过程中所遇到的问题，巩固了理论知识的同时大大提高了自己的实践能力。