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1、实验项目名 移频键控FSK调制与解调系统设计专业班级实验成绩实验日期实验课程名称：通信原理实验实验实验者同组者一、实验目的、意义数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式，由于这种调制解 调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能强，因此在中低速数据通信系统中得 到较为广泛的应用。通过此综合实验，应达到：1 .进一步加深对数字调制中的移频键控FSK调制器与解调器工作原理与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，提高独立解决问题的能力。二、设计任务与要求1. 设计任务：构建并设计一个数字移频键控 FSK传输系统，具体要求是：
2、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 : 15位M序列，传输速率约为400波特。（32 分频）2. 设计要求：FSK调制器可以采用数字门电路构成电子幵关电路（或集成模拟幵关）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或过零检测法实现。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1. 方案论证（2FSK调制与解调系统原理的简要说明）1）FSK调制信号的产生实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。直接调频法和移 频键控法。
3、注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连 续的，因此有相位连续的FSK与相位不连续的FSK之分。并分别记作CPFSK与 DPFSK。实用电路中还可以借助于数字电路来实现移频键控，晶振输出的主 载波，通过不同次数的分频（或倍频）器，可得到两种不同频率的载波，其相 位也不完全相等。当数字基带信号g（t）为高电位时，与非门1关闭。与非门2打幵，输出频率为f2的信号。当g（t）为低电位时与非门1打幵，与非门2 关闭，输出频率为fl的信号。这样，经过相加器相加后，就可输出2FSK信号。这种方法实现移频键控电路集成化程度高、体积小、可靠性高。图1频率键控调制器2. 单元电路设计1）主载波振
4、荡器电路设计主要提供2FSK的载波和信码的定时信号，可用集成电路（555 ）构成多谐振荡器，产生的振荡频率为11800Hz 载波，要求输出频率可调。已知由（555 ）构成多谐振荡器的振 荡频率为：则 R1=3.6KR2=2.8K （可调）C=0.01uF图2 555定时器接成的多谐振荡器2）M序列产生电路3FSK 信号綸岀际的数号是随实字基带信 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3所示：图3 M序列发生器电路
5、图3）分频器将主载波按设计要求，一般用 D触发器构成适当的分频电路，获得载频 fl、2和M序列所需的时钟信号（电路设计方法参见实验四或其它有关资料）8分频器4分频4）调制D D - I1-调制器 字门电路构成电子 用集成模拟幵关）与 器。这里使用与门和D Q一 Q1器可以采用数 幵关电路（或直接选 采用集成模拟乘法 或门，P2/2 350HzF4/SBS.7SHZi.m图4调制电路5）波形变换电路由于555产生的是正弦波，因此要有一个积分电路将其转化为正弦波,图5图5波形变换电路6)非相干解调电路对于非相干检测法，其系统电路构成如图5.5所示。在了解与掌握了 2FSK非 测 电 础相干检法系统
6、路的基上，进行自己的设计与实验。需要设计的单元电路有:图6 2FSK非相干解调电路原理图 高通滤波器采用RC无源电路，构成三阶高通滤波器。已知2FSK的中心频率：f (f1 f2) / 2 ,且滤波器的通带频率：fH 1/2kRC，所以有：C 1/ fR，R 1/ fC 。则有 C1=C2=C3=0.6ufR1=R2=R3=50? 低通滤波器低通滤波器选用一般 RC滤波器电路，因信码速率为 400波特，其电路 元件参数：R=0.5K Q C=1uF 电压比较器电压比较器用运算放大器构成迟滞比较器，目的是防止干扰，参考电压设定为0.22V 。3. 总体电路原理图与元件清单(1)总体电路原理图图6
7、总体电路原理图(2)元器件清单序号元器件名称型号规格数量备注1运算放大器22555定时器13D触发器74LS84固定电阻10K25固定电阻3.6k26固定电阻500 Q17固定电阻50 Q38可变电阻2.8K/50%19固定电容0.01uf110固定电容1uf111固定电容10uf112固定电容0.6uf313可变电感0.9mH/50%114二极管115门电路若干四、实验内容与测试数据1.FSK调制器的测量2)调测分频器的分频比3) M序列发生器产生的为随机码的检测测量点测量波形频率数备注时钟输386HzM序列入1k11定时脉冲P3386HzM序列4） FSK调制输出信号的测量测量点测量波形频率数备注P51474HzP52950Hz1474Hz/2950HzP3、P5信码为“0”信码为“1 ”信码为“M序列”2.FSK解调器的测量试验（非相干解调电路的测量）测量点测量波形备注与低通输出波P3、P9电压比较器输出信号波形五、实验小结通过这次实验，我对FSK调制解调系统有了更深刻的认识，仿真用的是 multisim 软件,通过仿真来弥补实验未得到的结果，收益颇多。
