调频器课程设计报告教程.docxVIP

设计名称 2FSK调制与解调设计学 院 电气与光电工程学院班 级13信Y 学 名 薛新旺指导教师 张刚兵时 间 2017.1.3目录一、摘要2二、2FSK信号的调制原理2三、2FSK信号的解调原理4四、 Quartus介绍5五、 Quartus实操介绍5六、程序仿真结果7七、 总结11附录111）2FSK信号的调制112）2FSK信号的解调12一、摘要 数字调频又称移频键控，它是用不同的载波来传送数字信号的。 FSK信号的产生有两种方法：直接调频法和频率键控法。2FSK信号的产生可利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法，也是利用模拟调频法实现数字调频的方法。 2FSK信号的另一产生方法便是采用键控法，即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选择。2FSK是利用载频频率变化来传输数字信息。数字载频信号又可分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供，它们之间的相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号；若两个振荡频率由同一振荡信号源提供，是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 在实际通信系统中，大部分信道不能直接传输基带信号，必须用基带信号对载波波形的参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即以正弦波作为载波的数字调制系统。 与模拟调制一样，数字调制也有调幅、调频和调相三种基本形式。调频信号即2FSK信号是数字通信系统使用较早的一种通信方式，由于这种通信方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。键控法产生的FSK信号频率稳定度高，并且没有过渡频率，它的转换速度快、波形好。所以本课设电路利用移频键控法，由函数信号发生器产生两个不同的载波，即为相位不一定连续的数字调频信号，由基带信号对不同频率的载波信号进行选择。 二、2FSK信号的调制原理 FSK信号的产生有两种方法：直接调频法和频移键控法。 （1）直接调频法。直接调频法是用数字基带信号直接控制载频振荡器的振荡频率。 直接调频法实现电路有许多。一般采用的控制方法是：当基带信号为正时(相当于‘1’码)，改变振荡器谐振回路的参数·(电容或电感数值)，使振荡器的振荡频率提高(设为f1)；当基带信号为负时(相当于‘0’码)，改变振荡器谐振回路的参数，使振荡器的频率降低(设为f2)。从而实现了调频，这种方法产生的调频信号是相位连续的。虽然实现方法简单。但频率稳定度不高，同时频率转换速度不能太快。 （2）频率键控法。频率键控法也称频率选择法图1是其实现原理图，它有两个独立的分频器，数字基带信号控制转换开关，选择不同频率的高频振荡信号实现FSK调制。图1 频率键控法调制原理键控法产生的FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过渡频率，它的转换速度快，波形好。频率键控法在转换开关发生转换的瞬间．两个高频振荡的输出电压通常不可能相等。于是2FSK信号在基带信息变换时电压会发生跳变，这种现象也称为相位不连续，这是频率键控特有的情况。由于相位的不连续会造频谱扩展，这种FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连继相位FSK调制技术。图2是利用两个独立分频器，以频率键控法来实现fsk调制的原理电路图。图中，与非门3和4起到了转换开关的作用。当数字基带信号为‘1’时，与非门4打开，输出。当数字基带信号为‘0’时，与非门3打开，输出，从而现实了fsk调制。图2 独立分频器键控法调制原理 键控法也常常利用数字基带信号去控制可变分频器的分频比来改变输出载波频率，从而实现fsk调制。图3是一个11/13可控分频器原理图。图中当数字基带信号为‘1’时，第四级双稳态电路输出的反馈脉冲被加到第一级和第二级双稳态电路上，此时分频比为13；当基带信号为‘0’时，第四级双稳态电路输出的反馈脉冲被加到第一级和第三级双稳态电路上，分频比变为11。由于分频比改变，使输出信号频率改变，从而实现fsk调制。采用可变分频器产生的fsk信号相位通常是连续的，因此在基带信息变化时，fsk信号会出现过渡频率，为减小过渡时间，可变分频器应工作于较高的频率，而在可变分频器后再插入固定分频器，使输出满足fsk要求。图3 可控分频器键控法调制原理三、2FSK信号的解调原理 二进制数字频率键控信号常用的解调方法有很多种，如同步（相干）解调法，过零检测法和差分检波法。（1）同步（相干）解调法：在同步解调器中分成上、下两个