实验四FSK调制解调实验.docx

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1、 FSK调制解调信号实验实验报告院 系: 物理与机电工程系 专 业: 09级电子信息工程 学 生: 王皇 学 号: 20090662129 指导老师: 邱思杰 日 期： 2012年5月3日 评语：成绩：签名：日期：实验四：FSK调制解调实验一、实验目的：1、加深对FSK信号调制解调原理的理解2、根据其原理设计出2FSK信号的调制解调电路3、在对电路进行仿真，观察其波形，从而检验设计出的调制解调器是否符合要求二、实验原理：（1）FSK-又称频移键控法。：即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大F

2、SK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。 调制方法：2FSK可看作是两个不同载波频率的ASK以调信号之和。 解调方法：相干法和非相干法。（2）2FSK 信号调制：又称数字调频,它是用两种不同的载频1 ,2 来代表脉冲调制信号1 和0 ,而载波的振幅和相位不变。如果载波信号采用正弦型波,则FSK信号可表示为:2FSK 信号S ( t)分解为信号S1 ( t) 与S2 ( t) 之和,则有:S ( t) = S1 ( t) + S2 ( t)其中：S1(t)=

3、Umcos1 t，代表数字码元“1”S2(t)=Umcos2 t，代表数字码元“0”2FSK信号调制器模型如下图：如上图，两个独立的振荡器产生不同频率的载波信号，当输入基带信号S (t)=1时，调制器输出频率为f1的载波信号，当S (t)=0时，反相器的输出 调制器输出频率为f2的载波信号。f1和f2都取码元速率的整数倍。2FSK信号的带宽为:BFSK =| f 1 - f 2 | + 2B其中：f 1为对应脉冲调制信号1的载波频率;f 2为对应脉冲调制信号0的载波频率。（3）2FSK 信号解调：是调试的相反过程。由于移频键控调制是将脉冲调制信号“1” 用FSK信号S1 ( t) ，而“0”用

4、S2 ( t) 表示,那么在接收端,可从FSK 信号中恢复出其基带信号。本设计采用了普通鉴频法进行解调,将S1 ( t) 恢复成码元1 ,把S2 ( t)恢复成码元0 。2FSK信号的解调可以采用相干解调，也可以采用包络解调。输出LPF1相乘器LPF2相乘器BPF2BPF1抽样脉冲抽样比较输入2FSK信号解调器实验中采用相干解调，解调器模型如下图：在2FSK解调器中，2FSK信号进入带通滤波器抑制掉干扰，接着把FSK信号与相干载波相乘，把两种不同频率的FSK信号变成两种不同的电压信号,然后送低通滤波器滤除高频分量，最后通过抽样比较器得到最终的解调波形。三、实验内容：（具体程序如下）Fc=10;

5、 %载频Fs=40; %系统采样频率Fd=1; %码速率N=Fs/Fd;df=10;numSymb=25; %进行仿真的信息代码个数M=2; %进制数SNRpBit=60; %信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=12345 54321;numPlot=15;x=randsrc(numSymb,1,0:M-1);%产生25个2进制随机码figure(1)stem(0:numPlot-1,x(1:numPlot),bx);title(二进制随机序列)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df);num

6、ModPlot=numPlot*Fs;t=0:numModPlot-1./Fs;figure(2)plot(t,y(1:length(t),b-);axis(min(t) max(t) -1.5 1.5);title(调制后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%在已调信号中加入高斯白噪声randn(state,seed(2);y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),measured,db);figure(3)plot(t,y(1:length(t),b-);axis(min(t) max(t) -1.5 1.5);titl

7、e(加入高斯白噪声后的已调信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%相干解调figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,fsk/eye,M,df);title(相干解调后的信号的眼图)figure(5)stem(0:numPlot-1,x(1:numPlot),bx);hold on;stem(0:numPlot-1,z1(1:numPlot),ro);hold off;axis(0 numPlot -0.5 1.5);title(相干解调后的信号原序列比较)legend(原输入二进制随机序列,相干解调后的信号)xlabel(Time);ylabel

8、(Amplitude);%非相干解调figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,fsk/eye/noncoh,M,df);title(非相干解调后的信号的眼图)figure(7)stem(0:numPlot-1,x(1:numPlot),bx);hold on;stem(0:numPlot-1,z2(1:numPlot),ro);hold off;axis(0 numPlot -0.5 1.5);title(非相干解调后的信号)legend(原输入二进制随机序列,非相干解调后的信号)xlabel(Time);ylabel(Amplitude);%误码率统计errorSym ra

9、tioSym=symerr(x,z1);figure(8)simbasebandex(0:1:5);title(相干解调后误码率统计)errorSym ratioSym=symerr(x,z2);figure(9)simbasebandex(0:1:5);title(非相干解调后误码率统计)%滤除高斯白噪声Delay=3;R=0.5;PropD=0;yf,tf=rcosine(Fd,Fs,fir,R,Delay);yo2,to2=rcosflt(y,Fd,Fs,filter,yf);%加入高斯白噪声后的已调信号和经过升余弦滤波器后的已调信号t=0:numModPlot-1./Fs;figure

10、(10)plot(t,y(1:length(t),r-);hold on;plot(to2,yo2,b-);%滤除带外噪声hold off;axis(0 30 -1.5 1.5);xlabel(Time);ylabel(Amplitude);legend(加入高斯白噪声后的已调信号,经过升余弦滤波器后的已调信号)title(升余弦滤波前后波形比较)eyediagram(yo2,N);title(加入高斯白噪声后的已调信号的眼图)四、实验数据：当输入的随机序列如下图时：五、实验结论分析：（1）通过两个不同频率的载波信号可以对调制信号进行2FSK调制。（2）通过相干解调，可以较好的实现2FSK调制信号的解调。（3）解调出来的波形与调制信号相比会有一定的延时。（4）2FSK信号频谱是看成是由两个不同频率的2ASK信号频谱组成。六、实验问答题：Buffer缓冲器的阈值设置不同时，解调出来的波形有什么不一样？答：当Buffer缓冲器的阈值设置为大于0.1V时，解调出来的波形与调制信号相比失真较大；阈值设置越大，失真越大；当阈值设置为小于0.1V时，解调出来的波形与调制信号的波形相差不大；阈值设置越小，解调出来的波形越接近调制信号波形。