FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾仿真波形

本文格式為Word版，下載可任意編輯——FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾仿真波形試驗(yàn)題目:移頻鍵控FSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)試驗(yàn)

一．試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．加深對數(shù)字調(diào)制中移頻鍵控FSK調(diào)制器與解調(diào)器工作原理及電路組成的理解與把握。2．學(xué)會綜合地、系統(tǒng)地應(yīng)用已學(xué)到的知識，對移頻鍵控FSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)與仿真方法，提高獨(dú)立分析問題與解決問題的能力。

二．試驗(yàn)任務(wù)與要求

構(gòu)建并設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字移頻鍵控FSK傳輸系統(tǒng)，具體要求是：

主載波頻率：11800HZ

載波1頻率：2950HZ（四分頻）載波2頻率：1475HZ（八分頻）

數(shù)字基帶信號NRZ：15位M序列，傳輸速率約為400波特。（32分頻）FSK調(diào)制器可以采用數(shù)字門電路構(gòu)成電子開關(guān)電路(或集成模擬開關(guān))與采用集成

模擬乘法器，利用鍵控法實(shí)現(xiàn)。

FSK解調(diào)器可以采用非相干解調(diào)法或過零檢測法實(shí)現(xiàn)。傳輸信道不考慮噪聲干擾，采用直接傳輸。整個(gè)系統(tǒng)用EWB軟件仿真完成。

三、2FSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)原理與電路組成

數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率的變化來傳送數(shù)字消息的，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率調(diào)制的方法好多，總括起來有兩類。直接調(diào)頻法和移頻鍵控法。注意到相鄰兩個(gè)振蕩器波形的相位可能是連續(xù)的，也可能是不連續(xù)的，因此有相位連續(xù)的FSK及相位不連續(xù)的FSK之分。并分別記作CPFSK及DPFSK。

根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)的要求,本次設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用的是相位連續(xù)的FSK調(diào)制器與非相干解調(diào)器,其電路構(gòu)成如下圖

2FSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)電路原理圖

1）2FSK調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本次綜合設(shè)計(jì)試驗(yàn)的調(diào)制系統(tǒng)主要由主載波振蕩器、分頻器、Ｍ序列發(fā)生器、調(diào)制器、相加器構(gòu)成。其調(diào)制電路的組成框圖如圖1-2所示

由圖可以看出，當(dāng)信碼為“１〞時(shí)，

分頻鏈作４分頻，即輸出頻率圖1-2FSK調(diào)制器電路組成框圖

為2950Hz載波，信碼為“０〞時(shí)，分頻鏈作８分頻，輸出頻率為1475Hz載波。如此一來，多諧振蕩器輸出的載波，通過不同次數(shù)的分頻，就得到了兩種不同頻率的輸出，經(jīng)相加器后，從而在輸出端得到不同頻率的已調(diào)信號，即FSK信號，完成了數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字頻帶信號的過程。

①主載波振蕩器電路設(shè)計(jì)

主要提供2FSK的載波和信碼的定時(shí)信號，本設(shè)計(jì)使用集成電路（555）構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生的振蕩頻率為11800Hz載波，其電路如圖1所示：

已知由（555）構(gòu)成多諧振蕩器的振蕩頻率為：

11.443f??T(R1?1R2)C

則R1=1k

R2=2K（可調(diào)）

C=39nF

圖1

②分頻器電路設(shè)計(jì)

將主載波按設(shè)計(jì)要求，用D觸發(fā)器構(gòu)成適當(dāng)?shù)姆诸l電路，獲得載頻f1、f2和Ｍ序列所需的時(shí)鐘信號，因一級D觸發(fā)器可實(shí)現(xiàn)二分頻（選用74LS74雙D3片），所以2FSK系統(tǒng)所需的四、八及32分頻器電路如圖1-4所示：

圖1-4分頻器電路

③波形變換

④Ｍ序列發(fā)生器電路設(shè)計(jì)

實(shí)際的數(shù)字基帶信號是隨機(jī)的，為了試驗(yàn)和測試的便利，一般都用M序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列來充當(dāng)數(shù)字基帶信號。本次設(shè)計(jì)采用三級線性移位寄

存器（選用74LS74雙D2片），形成長度為23-1=7位碼長的偽隨機(jī)碼序列，碼率約為400bit/s，如圖1-5所示：圖1-5M序列發(fā)生器電路圖輸出的信碼為：1110100。

調(diào)制器電路設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的2FSK調(diào)制器采用集成模擬乘法器（1496二只）實(shí)現(xiàn)，實(shí)際電路如圖（略）。

考慮是仿真試驗(yàn)，為簡化試驗(yàn)電路，僅重視試驗(yàn)結(jié)果，故模擬乘法器與相加器直接調(diào)用EWB中的電路模塊。電路構(gòu)成如圖1-6所示。

圖1-6模擬乘法器構(gòu)成的2FSK調(diào)制電路

2）2FSK解調(diào)系統(tǒng)

本次綜合設(shè)計(jì)試驗(yàn)的解調(diào)系統(tǒng)采用分開濾波法中的非相干檢測法。對于非相干檢測法，其系統(tǒng)電路構(gòu)成如圖1-7所示。

圖1-72FSK非相干解調(diào)電路原理圖

①高通濾波器

采用RC無源電路，構(gòu)成三階高通濾波器。已知2FSK的中心頻率：f?f1?f2,且

2濾波器的通帶頻率：fH?1則有C1=C2=C3=0.6ufR1=R2=R3=50?

2?RC，所以有：C?1fRR?1fC。

②低通濾波器

低通濾波器選用一般RC濾波器電路，因信碼速率為400波特，其電路元件參數(shù)：R=2k（可調(diào)）C=10uF

③電壓比較器

電壓比較器用運(yùn)算放大器構(gòu)成遲滯比較器，目的是防止干擾，參考電壓設(shè)定為0.22V。

3）2FSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)總電路原理圖