基于System_View的2FSK调制解调器设计.docx

1、摘要目前，随着科学技术的迅猛发展，信息技术已成为促进社会发展的强大动力。通过广泛的传播与利用，信息才可显示其真正的价值。信息凭借着各种通信技术才得以传播。对于通信技术而言，通信质量的好坏对于信息传递至关重要。相对于模拟通信系统，数字通信系统在此方面具有更多的优点。为了使基带信号的功率谱搬移到较高的载波频率上和实现远距离传输通信，我们通常采用三种方法进行数字调制：相移键控（PSK）、频移键控（ FSK）和幅移键控（ ASK）。当调制信号为二进制数字信号的调制方式称为二进制数字调制，又可分为二进制相移键控（ 2PSK）、二进制频移键控（2FSK）和二进制幅移键控（ 2ASK）等多种基本类型。本毕业

2、设计主要通过 SystemView 软件，设计一个 2FSK 调制解调器，并用System View 软件实现该调制解调器，从而对 2FSK 系统进行仿真，观察仿真并进行波形分析，分析 2FSK 的信号的调制解调方式和频谱特性，对 2FSK 的抗噪声性能分析从而进行系统的性能评价。关键词：System View；2FSK; 调制；解调AbstractAt present, with the rapid development of science and technology, information technology has become a strong force to promot

3、e the development of society.Information can show its real value through extensive communication and utilization.It is the all kinds of communication technology that spread information.For communication technology, the communication quality is vital for information transfer.Compared with the analog

4、communication system, digital communication system has more advantages in this aspect.In order to make the baseband signal power spectrum to a higher carrier frequency and realize remote transmission communication, We usually adopt three methods for digital modulation: phase shift keying (PSK)、frequ

5、ency shift keying (FSK) and amplitude shift keying (ASK). When the modulated signal is a binary digital signals, we called binary digital modulation.Binary is divided into binary phase shift keying (2PSK)、binary frequency shift keying (2FSK)、binary amplitude shift keying (2ASK) and other basic types

6、.This graduation design is mainly through the System View software, to design a 2FSK modem and to realize the modem by use of the System View software in order to the simulation of the 2FSK system,observe the simulation and analyse the waveform,analyse the methods of modulation and demodulation and

7、the spectrum properties of 2FSK signal.Keywords:System View; 2FSK; Modulation; Demodulation；目录第一章 绪论41.1 课题的来源41.2 课题的意义51.3 System View 系统61.4 主要研究内容6第二章 System View 的介绍72.1 System View 概述72.1.1 System View 简介72.1.2 System View 主要原件介绍72.1.3 System View 特点92.1.4 System View 的应用领域102.1.5 System View

8、的使用102.2 System View 系统视窗102.2.1 主菜单功能102.2.2 图符库选择按钮142.2.3 快捷功能按钮162.3 System View 的用户环境162.4 System View 的操作步骤162.5 本章小结18第三章 2FSK 的基本原理193.1 调制解调的简介193.2 2FSK 信号调制原理193.2.1 2FSK 调制简述193.2.2 调频法19图 3-1 调频器203.2.3 键控法203.3 2FSK 信号解调原理223.3.1 相干检测法进行 2FSK 信号的解调223.3.2 非相干检测法进行 2FSK 信号的解调233.3.3 差分检

9、测法进行 2FSK 信号的解调233.3.4 过零检测法进行 2FSK 信号的解调243.4 本章小结24第四章 2FSK 的 System View 仿真254.1 2FSK 的信号调制仿真254.1.1 键控法进行仿真254.1.2 调频法进行仿真264.2 2FSK 的调制解调仿真284.2.1 相干法进行仿真284.3 设计基本原理和系统框图344.3.1 2FSK 调制部分344.3.2 2FSK 解调部分354.4 本章小结35小结36参考文献37致谢39第一章绪论1.1 课题的来源目前，教学中最活跃的领域之一就是电子技术实验教学。传统的教学大部分是纯硬件的，即需要通过实际的电路元

10、器件进行试验。但近些年来，随着 EDA（Electronic Design Automation,电子设计自动化）技术的普及，引进了各种软件设备来进行试验的仿真，进而使很多电子试验和系统的设计方法产生了翻天覆地的变化。该技术改变了电子技术试验教学基础上传统的试验方法，构成了各种由计算机软件组成的虚拟器件和仪器，从而一方面可以很大程度的降低试验教学成本，另一方面又可以充分发挥同学的能力去设计和仿真各种电路系统，大大提高了同学的实际操作能力和设计能力，为以后的就业提供的良好的条件。因此，软件电子技术试验教学将在今后的教学领域中越来越重要，基于计算机平台的电子仿真技术不可或缺。课题来源于老师，旨在设

11、计一个更佳的2FSK 调制解调系统。1.2 课题的意义现代通信的一个核心内容就是数字调制解调技术。由于数字信号在数字通信系统中含有丰富的低频成份，若进行长距离或无线传输会造成信号失真，所以需要进行数字调制，经过调制就可使基带信号的功率谱搬移到较高的载波频率上和实现远距离传输通信。相对于模拟调制而言，数字调制有自己突出的特点：（ 1）通信过程中若有干扰，数字信号容易检测，所以抗干扰能力较强；（2） 数字信号容易转变为光脉冲信号，所以便于通信过程中进行传输；（ 3）数字通信过程中各类信号可以变成二进制，便于处理存储，并且可靠性高，可以控制传输过程中的错误；（ 4）数字信号保密性好并且可以加密。常用

12、的数字调制方式有 PSK（移相键控）、FSK（移频键控）、ASK（移幅键控）等。时分复用的基本技术之一就是数字调制，其中用数字信号去调制载波的频率称为FSK 技术，当数字信号为“0”和“1”时，该调制为 2FSK 技术，该技术应用广泛尤其是在通信系统中。学习 2FSK 调制/解调基本原理，设计一个完整可靠的 2FSK 调制解调系统，用 System View 对系统进行波形仿真分析与波形设计，以此提高自己的分析问题、解决问题和设计系统的能力。通信系统中的核心技术之一是调制解调技术，该技术对于通信系统起着至关重要的作用，它的好坏决定了系统的整体性能，是无线通信的关键所在。 2FSK 解调调制技术

13、不但可以提高系统频带宽带，还可以更精准的处理信号相位。该技术广泛应用与短距离传输的、数据率较低数量比较小的无线通信领域。 FSK 在多个领域已经有了许多成熟的研究，比如1. 电子消费的低成本和便携式，为使各种功能集成在单一片中的设备。若手机、3G 无线端可携带设备、PAD 等使用单一低电压电源的系统，由于工作周期长并且不能持续供电导致设备不能长时间使用，所以进行低功耗的设计迫在眉睫，然而 FSK 刚好容易集成至单片芯片中且适合这些低压系统。2. 蓝牙通信设备，使用 FSK 调制解调技术的领域之一的应用是蓝牙通信。蓝牙可以在各种设备之间实现无线通信，可以 代替短距离的通信电缆， 在商务等很多领域

14、有良好的前景。3.2FSK 技术可以用于医学上的微电子器件植入，微电子器件植入的医疗技术 在未来几年具有广阔的前景，可以使更多的病人受益， 尤其可以治疗那些药物不起任何作用的器官缺陷或者机能缺陷的病人。1.3 System View 系统System View 是由美国公司 Elanix 生产的软件，它属于一个用于科学系统设计仿真分析的系统级工具平台，它是一种可用于各种系统的动态设计、仿真和分析的可视化软件，该软件是基于Windows 环境下运行的可提供电子系统的模拟，主要应用于滤波器设计、通信系统、信号处理和控制系统的设计仿真，它使用的程序是功能模块描述。本毕业设计是在 System Vie

15、w 软件平台上面实现2FSK 调制解调器的设计和仿真。1.4 主要研究内容了解研究 2FSK 调制解调的原理，学习 System View 软件的使用，通过网络和书籍收集资料，选择合适的电路元器件以及参数并进行连接从而设计一个 2FSK 调制解调系统，并用 System View 软件对此系统进行仿真，通过对波形的分析，对设计的系统进行性能评价，从而指出该系统的优缺点。第二章System View 的介绍2.1 System View 概述2.1.1 System View 简介美国 Elanix 公司研制了该软件，Elanix 公司主要从事硬件和软件的信号处理和通信系统等的研发设计。System View 是一款在 Windows 环境下运行的可视化软件工具，它通过使用功能模块来描述程序，不需要任何的程序语言即可用于系统仿真分析，也就是说该软件不像其它软件那样需要写代码才可以完成各种通信系统的设计仿真。从通信系统的设计仿真、滤波器设计、信号仿真处理直到各个领域中，System View 在完整功能和友好的环境下，给用户提供了一个良好的分析工具，从而灵活快捷的建立各种通信系统、修改与调整系统参数。通过 System View 可构造各种复杂的通信系统例如各种多速率以及各种模拟、数字、数模混合系统。因