通信原理课程设计 2FSK调制电路研究和设计.docx
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通信原理课程设计2FSK调制电路研究和设计
湖南工程学院
课程设计
课程名称通信原理课程设计
课题名称2FSK调制电路研究和设计
专业电子信息工程
班级1002
学号35
姓名贺显云
指导教师浣喜明
2013年1月6日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称通信原理课程设计
题目2FSK数字调制电路的研究与设计
专业班级电子信息1001~1003
学生姓名贺显云
指导老师浣喜明
审批
任务书下达日期2012年12月20日
设计完成日期2013年1月6日
设计内容与设计要求
一、设计内容：
设计一个2FSK数字调制电路，调制模块内部只用+5V电压。
1、设计方框图以及各单元电路图；
2、应用Matlab软件对电路系统进行仿真。
二、设计要求
1、设计思路清晰，给出系统框图以及各单元电路图；
2、给出Matlab仿真结果；
3、撰写设计说明书。
主要设计条件
电脑一台（已装有Matlab软件）；
通信原理实验箱一个；
说明书格式
1.课程设计封面；
2.任务书；
3.说明书目录；
4.设计基本原理与系统框图。
5.各单元电路设计；
6.Matlab仿真结果；
7.总结与体会；
8.附录；
9.参考文献。
10.评分标准
进度安排
第1天：
下达设计任务书，介绍课题内容与要求；
第2天—第8天：
查找资料，设计系统框图、各单元电路、Matlab仿真；
第9天—第11天：
：
编写并打印设计报告；
第12天：
答辩。
参考文献
1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。
2、Matlab使用手册。
3、通信原理实验指导书。
一、2FSK概述5
二、基本原理5
三、系统仿真6
五、整体电路设计11
四、单元电路设计8
六、致谢12
七、参考文献12
附件113
附件214
附件315
一、2FSK概述
2FSK（二进制频移键控调制）。
数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0”对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的
二、基本原理
1、2FSK信号产生
2FSK调制是根据基带信号来控制载波的频率来传递信息，列如：
1码用频率为f1的载波进行调制，0码用频率为f2的载波进行调制，而这两个载波的振幅和初始相位不变。
式中A表示载波的幅值，初始相位分别为
和
；
和
为两个不同的码元的角频率。
图2.1.1
图1.1.1画出2FSK编码调制的原理框图，由图可知2FSK可以看成是两个ASK调制后再相加后的结果，即对“1”码以载波1进行2ASK调制再加上对0码以载波2进行2ASK调制后的总和，由框图我们可以看出2FSK信号可看成不同频率的2ASK信号之和
三、系统仿真
3.1、Simulink仿真实现：
图3.1.1
图3.1.1中由于NRZ码发生器产生的是一个±1V的双极性信号所以给它加上一个正1V的直流信号而使之成为一个单极性信号，成为单极性信号后再加一个非门而使NRZ码成为标准的逻辑信号，NRZ码逻辑化后分两路一路直接和载波1相乘进行2ASK调制，另一路反向后和载波2相乘进行2ASK调制得到两路2ASK信号后再把两路信号相加而得到最终的2FSK调制信号。
图3.1.2
图3.1.2是图3.1.1在Matlab12.0的Simulink环境下仿真后得到的波形和前期预期的结果一致说明所设计的思路是正确的。
3.2、Matlab数学方法仿真实现：
图3.2.1
注1:
Matlab脚本见附录
根据前面我们提出的调制公式从数学的角度出发编制Matlab脚本【注1】文件得到图2.2.1的波形和预期一致说明2FSK调制的成功是有强有力的理论依据的而不是偶然。
四、单元电路设计
4.1载波产生电路
载波产生电路以文氏电桥作为载波发生电路，该电路输出波形较好而且输入电阻高、输出电阻低，C4、R11、R6、C3构成的的RC电路既起反馈作用同时也起选频作用，其输出频率为
图4.1.1
根据输出频率公式可知改变RC值就可以改变输出频率所以在设计电路时把R11设为可调电阻，所以调节R11就可以控制载波输出的频率。
图4.1.2
图4.1.2是载波产生电路输出的波形，从图可知输出载波输出电路波形很好满足我设计的要求。
4.2编码电路
图4.2.1就是编码电路，AD7510DIJD是一个数字开关，用数字信号就可以控制器内部的开关闭合已经断开，所以可以用NRZ码去控制其载波的输入和输出，图4.2.1载波经过R16后再进入编码芯片，当开关控制引脚为（即NRZ码）为“1”时电阻开关断开所以载波就直接从编码输出端直接输出，若为“0”时电子开关闭合所以就编码输出直接连接到地，编码输出从而直接输出0。
图4.2.1
4.3加法电路
图4.2.1是一个加法电路，其作用是把“1”码和“0”码分别用载波1和载波2进行ASK调制后的两部分波形相加起来从而达到最终的2FSK调制。
图4.3.1
五、整体电路设计
1、整体电路Multisim12.0仿真图
图5.1.1
图5.1.2
六、致谢
为期两周的通信原理课程设计已告一段落，通过这两周的课程设计让我更进一步的加深了2FSK编码的理解，而不仅仅是停靠在在理论的层面，让我从理论到硬件的一次协调的理解，探究了其编码技术所需的最基本的技术修养，这要先感谢浣喜明老师在课堂上详细的理论知识讲解才会让我深刻的理解2FSK编码的过程。
在课程设计过程中曾困难重重几经想放弃，但是周边同学深深鼓励我不要轻易放弃而使之课程设计最终得以完成在此再次感谢我身边那些可爱的同学。
七、参考文献
《通信原理实验指导》刘正青
《从零开始学电路仿真Multisim与电路设计Protel技术》刘建清
《通信原理》樊昌信
MATLABProgrammingforEngineers（Secondedition） StephenJ.Chapman
ADG417技术手册：
整体电路仿真图
附件：
1
附件：
2
整体电路原理图
附件：
3Matlab脚本文件
clc
clearall
closeall
A1=[0010110];%NRZ码
M=2*pi;
x=1:
pi/180:
M*size（A1,2）;%根据NRZ码的长度产生正弦波编码的X坐标长度
ifA1
（1）==0
xtemp=x>M;
else
xtemp=ones（1,size（x,2））;
end
forAcount=2:
size（A1,2）%正弦波编码X坐标处理，把NRZ码1码X坐标置1,0码置0
ifA1（Acount）==0;
temp1=（x>Acount*M）|（x<=（Acount-1）*M）;
else
temp1=ones（1,size（x,2））;
end
xtemp=xtemp&temp1;
end
xtemp1=not（xtemp）.*x;%处理0码编码的X坐标
y1=sin（2*xtemp1）;%得到0码的编码
xtemp2=xtemp.*x;%处理1码编码的X坐标
y2=sin（xtemp2）;%得到1码的编码
y=y1+y2;%得到NRZ码的最终编码
subplot（4,1,1）%plotNRZ码的图像
plot（x,xtemp）;
ylim（[-1.21.2]）
title（'NRZ码'）;
gridon
subplot（4,1,2）%plot1码的调制波形的图像
plot（x,y2）;
ylim（[-1.21.2]）;
title（'1码的调制波形'）;
gridon
subplot（4,1,3）%plot0码的调制波形的图像
plot（x,y1）;
ylim（[-1.21.2]）;
title（'0码的调制波形'）;
gridon
subplot（4,1,4）%plot2FSK编码后的图像
plot（x,y）;
ylim（[-1.21.2]）
title（'2FSK波形'）;
gridon
电气与信息工程系课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
设计方案的合理性与创造性（10%）
硬件设计或软件编程完成情况（10%）
硬件测试或软件调试结果*（10%）
设计说明书质量（10%）
设计图纸质量（10%）
答辩汇报的条理性和独特见解（10%）
答辩中对所提问题的回答情况（10%）
完成任务情况（10%）
独立工作能力（10%）
出勤情况（10%）
综合评分
指导教师签名：
________________
日期：
________________
注：
表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
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