基于fpga的fsk調制解調器設計畢業(yè)設計(論文)-資料下載頁
2025-06-05 15:32本頁面
【正文】 最小頻移頻鍵控（ GMSK）屬 “非線性連續(xù)相位路徑數(shù)字調制 ”。其中除了 BPSK， QPSK,OQPSK 之外，都可以看成調制指數(shù) h =1/2 的連續(xù)相位移頻鍵控（ CPFSK）。 二、數(shù)字信號三種基本調制方式的特點 幅移鍵控 (ASK)把二進制符號 0 和 1 分別用不同的幅度來表示。 頻移鍵控 (FSK)即用不同的頻率來表示不同的符號。如 2KHz 表示 0， 3KHz 表示 1。 相移鍵控 (PSK)通過二進制符號 0 和 1 來判斷信號前后相位。如 1 時用 π相位， 0 時用 0 相位。 從頻帶寬度考慮，當碼元間隔為丁時， ASK 及 PSK 的頻帶寬度近似為 2／ T，而 FSK 系統(tǒng)帶寬幾乎是ASK 或 PSK 的 3 倍左右，因此從頻帶利用率角度分析， FSK 最不可??；從誤碼率考慮， 絕對移相相干接 第 10 頁 共 17 頁 收 PSK 的抗噪聲性能最好，其次是相干解調 —— 碼型變換 PSK、差分相干 DPSK，隨后依次是相干 PSK、非相干 FSK、相干 ASK、非相干 ASK； 從抗信道變化能力考慮， FSK 及 PSK 對信道特性變化不敏感，抗信道變化能力強，而 ASK 系統(tǒng)最佳判決門限為 A／ 2，與接收輸入信號幅度有關，故 ASK 性能最差。 總之，相干 PSK、 DPSK 與非相干 PSK 目前使用較多，其中相干 PSK、 DPSK 主要用于高速數(shù)據傳輸。 第三節(jié) 2FSK 調制解調原理 一、 2FSK 的調制原理 信號的時域表達式 二進制頻移 鍵控（ 2FSK）是指載波的頻率受調制信號的控制，而幅度和相位保持不變。設二進制數(shù)字信號的“ 1”對應載波 1f ，“ 0”對應載波 2f ，而且 1f 和 2f 之間的改變是瞬間完成的。因此，二進制頻移鍵控信號可 以看成是兩個不同載波的二進制幅移鍵控信號的疊加，根據以上分析，得出 2FSK 信號的的時域表達式 )c os ()]([)c os ()]([)( 212 nsn nnsn nF SK twnTtgatwnTtgatS ?? ?????? ?? （ ） 這里 n? 和 n? 分別表示第 n 個信號碼元的初始相位， na 是 na 的反碼，且有 ???????? P1 P1,0P1,1 P,0 ，出現(xiàn)概率為 出現(xiàn)概率為，出現(xiàn)概率為出現(xiàn)概率為 nn aa （ ） 一般的，我們將 )(tg 看作是寬度為 sT 的單極性矩形脈沖波。 設 ???????????n snn sn nTtgatsnTtgats)()()()(21 （ ） 于是，可以將 2FSK 信號表示為 )c o s ()()c o s ()()( 22112 nnF S K twtstwtstS ?? ???? （ ） 2FSK 信號的典型時間波形如圖 所示。 第 11 頁 共 17 頁 圖 2FSK 信號時間波形 信號產生 通常 2FSK 信號可以由兩種電路實現(xiàn)。圖 （ a）所示為模擬調頻法，它是利用二進制基帶信號對載波進行調頻，這種方法不存在相位斷續(xù)的現(xiàn)象，是頻移鍵控通信方式早期采用的實現(xiàn)方法。圖 （ b）所示是用數(shù)字鍵控法產生二進制一品監(jiān)控信號的原理圖，圖中兩個振蕩器的輸出載波受輸入的二進制基帶信號控制，在一個碼元 sT 期間輸出 1f 和 2f 兩個載波之一，該方法由于使用兩個獨立的振蕩器，使得信號波形的相位存在不連續(xù)的現(xiàn)象，但它具有轉換速度快、波型好、穩(wěn)定度高且易于 實現(xiàn)等優(yōu)點，故引用廣泛。 圖 第 12 頁 共 17 頁 二、 2FSK 信號的解調 2FSK 的解調也可以分為非相干（包絡檢波）和相干解調 。圖 是 2FSK 非相干解調原理方框圖。圖中兩個中心頻率為 1f 和 2f 帶通濾波器的作用是取出頻率為 1f 和 2f 高頻信號，包絡檢波器將各自的包絡取出至抽樣判決器，抽樣判決器在抽樣脈沖達到時對包絡的樣值 1v 和 2v 進行判決，判決準則是當抽樣值滿足1v 2v 判為 1f 頻率代表的數(shù)字基帶信號，即“ 1”碼；當 1v 2v 時判為 2f 頻率代表的數(shù)字基帶信號，即“ 0”碼。 圖 2FSK 非相干解調原理方框圖 圖 是 2FSK 相干解調原理方框圖。接收信號經過上下兩路帶通濾波器濾波、與本地相干載波相乘和低通濾波后，進行抽樣判決。若抽樣值 1x 2x ,判為 1f 頻率代表的數(shù)字 基帶信號；若抽樣值若抽樣值 1x 2x ,判為 2f 頻率代表的數(shù)字基帶信號。 圖 2FSK 相干解調原理方框圖 第 13 頁 共 17 頁 2FSK 另外一種常用而簡便的解調方法是過零檢波解調法，其解調原 理框圖及各點時間波形如圖 （ a）和（ b）所示。其基本原理是：二進制移頻鍵控信號的過零點數(shù)隨載波頻率不同而異，通過檢測過零點數(shù)從而得到頻率的變化。在圖 中，輸入信號經過限幅后產生矩形波，經微分、整流、脈沖波形成形后得到與頻率變化相關的矩形脈沖波，再經低通濾波器濾除高次諧波，便恢復出與原數(shù)字信號對應的數(shù)字基帶信號。 （ a）原理框圖 （ b）各點波形 圖 2FSK 信號的過零檢測法 a b c d e f 第 14 頁 共 17 頁 第三章 調制解調器系統(tǒng)方案設計 第一節(jié) 系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 第二節(jié) FSK 調制方式的比較 第三節(jié) FSK 調制系統(tǒng)設計 第四節(jié) FSK 解調系統(tǒng)設計 第四章 軟件設計及仿真 第五章 總結 致謝 參考文獻 第 15 頁 共 17 頁 第 16 頁 共 17 頁
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