电子信息工程通信课程设计2FSK包络检波.docx

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电子信息工程通信课程设计2FSK包络检波

第1章设计基本原理与系统框图

1.1设计原理

数字频率调制是数据通信中常见的一种常见的调制方式，频移键控（FSK）易于实现，并且解调不须恢复本地载波，可以异步传输，对抗衰落性能也比较强。

2FSK是用载波的频率来传送数字消息，信号便是符号“1”对应于载频，符号“0”对应于载频的已调波形。

而且与之间的改变是瞬间完成的。

2FSK键控法则是利用矩形脉冲序列控制开关电路的对于两个不同独立频率源进行选通。

键控法的特点是转换速度快，波形好，稳定度高且易于实现。

这次设计2FSK采用键控法产生信号，然后用非相干接收（包络检波）进行解调。

1.2系统框图

2FSK信号的接收主要分为相干和非相干接收两类，本次设计采用非相干法（即包络检波法），其方框图如下。

包络检波法可视为由两路2ASK解调电路组成。

这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASK信号带宽；中心频率不同,分别为（

、

）起分路作用，用以分开两路2ASK信号，上支路对应 

，下支路对应

，经包络检测后分别取出它们的包络s（t）及

；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。

2FSK

n（t）

FSK信号包络解调方框图

设频率

代表数字信号1；

代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则：

式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。

这里的抽样判决器，要比较x1、x2的大小，或者说把差值x1-x2与零电平比较。

因此，有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。

当FSK信号为

时，上支路相当于接收“1”码的情况，其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，它服从莱斯分布。

而下支路相当于接收“0”码的情况，输出x2为窄带高斯噪声的包络，它服从瑞利分布。

如果FSK信号为

，上、下支路的情况正好相反，此时上支路输出的瞬时值服从瑞利分布，下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。

无论输出的FSK信号是

或

，两路输出的判决准则不变，因此可以判决出FSK信号。

第2章各单元电路设计

2.1带通滤波器

带通滤波器是一个允许特定频率通过同时屏蔽其他频段的设备。

此电路通过上、下两个带通滤波器，滤去带外噪声，滤除掉高次谐波并将信号放大。

带通滤波器在这里相当于分支的作用，上支路只准许频率为f1的高频信号通过，下支路只准许为

的高频信号通过。

用放大器741和电容、电阻构成。

R1.C1组成低通网络，C2和R2组成高通网络，LC谐振回路能够起到滤掉不需要的杂波、谐波，选出需要的频率的作用。

两者串联就组成了带通滤波电路。

后面是由放大器741和电阻组成同向比例放大电路，是实现对对进行选波之后进行放大的功能。

两个带通滤波器就对2FSK进行了选频的工作。

2.2包络检波器

包络检波器可以由二极管和低通滤波网络组成。

由带通滤波器输出的高频信号将通过二极管和电阻电容构成的包络检波器，二极管相当于半波整流，去掉了小于门坎电压的波形。

低通滤波器由R.C串联来实现的，滤掉不需要的杂波。

包络检波器将各自的包络取出至抽样判决器。

整个形成一个二极管包络检波电路。

完成对于2FSK的波形的检波工作。

2.3抽样判决电路

检波之后的波形是模拟信号，需要通过比较器还原为数字信号。

包络检波器将各自的包络取出至抽样判决器，抽样判决器在抽样脉冲到达时对包络的样值

和

（上边路为

V1,下边路为

）进行判决，判决准则是当抽样值满足

判为

频率代表的数字基带信号，即“1”码；当

时判为

频率代表的数字基带信号，即“0”码。

本次课程设计采用运算放大器LM311来当比较器，因为比较器其实就是开环状态下的运算放大器，可以用来比较这两个电压。

完成对于模拟信号转换为数字信号的工作。

V1（f1频率）

V2（f2频率）

第3章Systemview的仿真及其结果

3.1Systemview的原理框图

3.2原理框图设计原理及其参数

2FSK非相干解调器（包络检波）仿真设计原理上图所示.设计解调电路时,先将调制后的信号分别送入带通滤波器,由带通滤波器将100HZ和150HZ信号分开,其带通滤波通带宽度分别设计为80-130HZ和120-170HZ;然后送入半波整流器、低通滤波器，再经过比较器比较、整形，信号就解调还原成传输的伪随机信号。

选用合适的器件实现包络检波器的功能，2FSK信号用包络检波法解调，包络检波器可由半波整流器与低通滤波器串联实现其功能。

半波整流器的功能描述为：

选用的模拟滤波器为低通滤波器，截止频率设置为5HZ。

具体参数为:

信号源码f1为正弦波,幅度为1V,频率为100HZ,相位为0.

信号源码f2为正弦波,幅度为1V,频率为150HZ,相位为0.

随机信号发生器为PN序列,幅度为500e-3V,偏值为500e-3V,频率为10HZ,电平数为2,相位为0.

延时时间为150e-3

切比锲夫带通滤波器1下限频率为80HZ,上限频率为130HZ.

切比锲夫带通滤波器2下限频率为120HZ,上限频率为170HZ.

巴特沃斯低通滤波器1截至频率为5HZ.

巴特沃斯低通滤波器2截至频率为5HZ.

3.3仿真结果（波形图）

上支路带通滤波器

下支路带通滤波器

上支路的半波整流器

下支路的半波整流器

上支路低通滤波器

下支路低通滤波器

伪随机序列

解调后的波形

第4章总结与体会

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论。

这次课程设计历时两个星期多左右，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

对于systemview我是第一次用，从安装到自学，我都是一个新手，整整花了一个下午的时间是认真的熟悉这个软件的基本操作，当自己终于可以靠自己画出电路并进行仿真时候，心情真的是无比的高兴。

后来就用protel画电路图，因为以前有学过这个软件，所以用起来顺手一点。

但是还是有些东西忘了，只好请教别人或者找资料寻求答案。

最后终于弄好了。

这次主要的问题开始不知道应该用什么元器件去实现那些功能，只好网上找通信实验的教程，还有自己的教科书，比如数电，模电，高频去参考。

以便了解去怎么样去实现一个模块的功能。

还有过程是怎么样的。

经历了很多，也做错过很多次，但是最后终于找到了解决办法。

“态度决定一切”，让我自己只要自己认真的去做，就会有收获，这次课程设计让我更加了解2FSK信号的解调与调制。

也让我对通信有了更加深入的了解。

让我更加喜欢这门课程。

虽然自己对于通信还有很多不懂，但是我相信努力会有结果的。

只要自己肯用心去学。

第5章附录（整机电路图）

第6章参考文献

1、《通信原理》樊昌信主编国防工业出版社。

2、《SystemVIEW使用手册》

3、《通信原理实验指导书》

4、《数字电子技术基础》阎石主编高等教育出版社

5、《电子技术基础模拟部分》康华光高等教育出版社