1、FSK調制解調信號實驗實驗報告院 系:物理與機電工程系專 業:09級電子信息工程學 生:王皇學號:20090662129指導老師：邱思杰日 期： 2012 年5月3日評語:成績：簽名:日期:實驗四：FSK調制解調實驗一、實驗目的：1、加深對FSK信號調制解調原理的理解2、根據其原理設計出2FSK信號的調制解調電路3、在對電路進行仿真，觀察其波形，從而檢驗設計出的調制解調器是否符合要求 二、實驗原理：(1)FSK-又稱頻移鍵控法。：即按數字數據的值(0或1 )調制載波的頻率。例 如對應二進制0的載波頻率為F1，而對應二進制1的載波頻率為F2。該技術抗干 擾性能好，但占用帶寬較大.FSK是信息傳輸

2、中使用得較早的一種調制方式，它 的主要優點是：實現起來較容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數據傳輸 中得到了廣泛的應用。所謂FSK就是用數字信號去調制載波的頻率。調制方法：2FSK可看作是兩個不同載波頻率的 ASK以調信號之和。 解調方法：相干法和非相干法。(2) 2FSK信號調制：又稱數字調頻,它是用兩種不同的載頻3 1 , 3 2來代表脈 沖調制信號1和0 ,而載波的振幅和相位不變。如果載波信號采用正弦型波，則FSK 信號可表示為：2FSK信號S ( t)分解為信號S1 ( t)與S2 ( t) 之和，則有:S ( t) = S1 ( t) + S2 ( t)其中：S1(t)=Umc

3、os3 1 t，代表數字碼元“1”S2(t)=Umcos 3 2 t，代表數字碼元“ 0”2FSK信號調制器模型如下圖：圖6.3.2 2FSK信號調制器如上圖，兩個獨立的振蕩器產生不同頻率的載波信號，當輸入基帶信號S (t)=1時，調制器輸出頻率為f1的載波信號，當S (t)=0 時，反相器的輸出調制器輸出頻率為f2的載波信號。f1和f2都取碼元速率的整數倍。2FSKB號的帶寬為：Bfsk =| f 1 - f 2 | + 2B其中：f 1為對應脈沖調制信號1的載波頻率；f 2為對應脈沖調制信號0的載波頻率。(3) 2FSK信號解調：是調試的相反過程。由于移頻鍵控調制是將脈沖調制信號“ 1”用

4、FSK言號S1 ( t)，而“0”用S2 ( t) 表示,那么在接收端,可從FSK信 號中恢復出其基帶信號。本設計采用了普通鑒頻法進行解調 ，將S1 ( t)恢復成碼 元1 ,把S2 ( t)恢復成碼元0。2FSK信號的解調可以采用相干解調，也可以采用包絡解調。2FSK信號解調器在2FSK調器中，2FSK言號進入帶通濾波器抑制掉干擾，接著把FSK言號與相干載 波相乘，把兩種不同頻率的FSK言號變成兩種不同的電壓信號，然后送低通濾波器 濾除高頻分量，最后通過抽樣比較器得到最終的解調波形。三、實驗內容：(具體程序如下)Fc=10;%載頻Fs=40;%系統采樣頻率Fd=1;% 碼速率N=Fs/Fd;

5、df=10;numSymb=25;%進行仿真的信息代碼個數M=2;%進制數SNRpBit=60;%信噪比SNR=SNRpBit/log2(M);seed=12345 54321;numPlot=15;x=randsrc(numSymb,1,0:M-1);% 產生 25 個 2 進制隨機碼figure(1)stem(0: nu mPlot-1,x(1: nu mPlot),'bx');title('二進制隨機序列')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%調制 y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,&#

6、39;fsk',M,df); numModPlot=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(' 調制后的信號 ')xlabel('Time'); ylabel('Amplitude');%在已調信號中加入高斯白噪聲 randn('state',seed(2);y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'

7、;measured','db'); figure(3)plot(t,y(1:length(t),'b-');axis(min(t) max(t) -1.5 1.5);title(' 加入高斯白噪聲后的已調信號 ')xlabel('Time'); ylabel('Amplitude');%相干解調figure(4)z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye',M,df);title(' 相干解調后的信號的眼圖 ')figure(5) stem(0:numPlot

8、-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(' 相干解調后的信號原序列比較 ')legend(' 原輸入二進制隨機序列 ',' 相干解調后的信號 ') xlabel('Time');ylabel('Amplitude');%非相干解調figure(6)z2=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk/eye

9、/noncoh',M,df);title(' 非相干解調后的信號的眼圖 ')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(' 非相干解調后的信號 ')legend(' 原輸入二進制隨機序列 ',' 非相干解調后的信號 ') xlabel('Time');ylabel

10、('Amplitude');%誤碼率統計errorSym ratioSym=symerr(x,z1);figure(8)simbasebandex(0:1:5);title(' 相干解調后誤碼率統計 ')errorSym ratioSym=symerr(x,z2);figure(9) simbasebandex(0:1:5);title(' 非相干解調后誤碼率統計 ')%濾除高斯白噪聲Delay=3;R=0.5;PropD=0;yf,tf=rcosine(Fd,Fs,'fir',R,Delay);yo2,to2=rcosflt(y

11、,Fd,Fs,'filter',yf);%加入高斯白噪聲后的已調信號和經過升余弦濾波器后的已調信號 t=0:numModPlot-1./Fs;figure(10)plot(t,y(1:length(t),'r-');hold on;plot(to2,yo2,'b-');% 濾除帶外噪聲hold off;axis(0 30 -1.5 1.5);xlabel('Time');ylabel('Amplitude');legend(' 加入高斯白噪聲后的已調信號 ',' 經過升余弦濾波器后的已調信號

12、 ') title(' 升余弦濾波前后波形比較 ')eyediagram(yo2,N);title(' 加入高斯白噪聲后的已調信號的眼圖 ')二詛和屮L片nJai 極于呻it昭 Flf釬玄tT片込E!3佗十州E R (H佶W咚仔削LU4乂丄箔犁心品器需嚶冷命-¥4> ¥ ¥ -人ATir»»北en干須EH1的- ' 4>4，» ©> « -TI/ar(1)(2)(3)(4)J| T 殲時！ | .ip ITtuanrwl icl 口 -：|iri h. II -Jr' iIhIv «fl fa teW六、實驗問答題：Buffer緩沖器的閾值設置不同時，解調出來的波形有什么不一樣？答:當Buffer緩沖器的閾值設置為大于0.1V時，解調出來的波形與調制信號相比失真 較