FSK调制解调器的system-view仿真设计

课程设计报告题目：FSK调制解调器的SystemView仿真设计学生姓名：王啸学生学号：1008050235系别：电气信息工程系专业：电子信息科学与技术届别：14届指导教师：韩芳2013年3月淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-1-目录1．课程设计的任务与要求·············································································21.1课程设计的任务················································································21.2课程设计的要求························································错误!未定义书签。1.3课程设计的研究基础·········································································22.FSK调制的方案制定···············································································32.12FSK调制的方案··············································································32.22FSK解调的方案··············································································43.SYSTEMVIEW的应用···········································································63.1SYSTEMVIEW的简介·····································································63.2SYSTEMVIEW的用户环境·······························································63.3SYSTEMVIEW的操作步骤·································································73.4SYSTEMVIEW的基本使用·································································83.5SYSTEMVIEW的系统定时窗口···························································84.基于SYSTEMVIEW仿真与调试······························································94.12FSK的调制电路仿真········································································94.22FSK的解调电路仿真·······································································125.总结与致谢··························································································185.1总结······························································································185.2致谢······························································································18参考文献···································································································19淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-2-FSK调制解调器的systemview仿真设计学生：王啸指导教师：韩芳电气信息工程学院电子信息科学与技术1.课程设计的任务与要求1.1课程设计的任务仿真设计主要研究2FSK信号的调制解调系统的实现，完成对数字信号的调制及解调，使系统简单，并要调制解调过程容易实现，能正确的完成调制解调任务。由于FSK调制解调原理相对比较简单，作为数字通信原理的入门学，理解FSK后可以容易理解其他更复杂的调制系统，为以后的进一步发展打下基础。1.2课程设计的要求利用systemview软件进行仿真设计，利用一种或多种的方法，对数字信号的调制与解调能够正确的认识与深刻的解读，能够了解FSK的调制与解调的方法和意义，并且能够熟练的掌握systemview软件的使用，完成对整个课题的研究。1.3课程设计的研究基础数字频率调制又称频移键控(FsK—FrequencyShiftKeying)，二进制频移键控记作2FSK。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。SystemView是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，SystemView在友好而且功能齐全的窗口环境下，为淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-3-模拟调频器)(2tSFSK用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。SystemView是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，SystemView在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具2FSK调制解调的方案制定2.12FSK调制的方案2FSK（二进制频移键控，FrequencyShiftKeying）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。我们可以认为，一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2FSK信号的叠加。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。（1）模拟调频法模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早期采用的实现方法。用数字基带信号去控制一个振荡器的某种参数而达到改变振荡频率的目的。)(tS图2-1模拟调频法电路（2）键控法键控法则是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通。在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一，该方法就是在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元sT期间输出1f或2f两个载波之一。其原理如图1.2.2所示，它将产生二进制FSK信号。图中，数字信号控制两个独立振荡器。门电路（即开关电路）和按数字信号的变化规律通断。若门打开，则门关闭故输淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-4-f1门电路1门电路2相加倒相f2基带信号输入出为1f，反之则输出2f。这种方法的特点是转换速度快、波形好，而且频率稳定度可以做得很高。频率键控法还可以借助数字电路来实现。图2-2键控法电路图2.22FSK解调的方案2FSK信号有多种解调方法，如非相干解调（包络检波法）、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等，下面就相干检测法、非相干检测法进行介绍。（1）非相干解调2FSK信号的包络检波法解调方框图如图2.2.3所示，其可视为由两路2ASK解调电路组成。这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASK信号带宽；中心频率不同，分别为1f、2f起分路作用，用以分开两路2ASK信号，上支路对应，下支路对应，经包络检测后分别取出它们的包络及；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。若上、下支路及的抽样值分别用表示，则抽样判决器的判决准则为淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-5-图2-32FSK信号非相干解调方框图（2）(2)相干解调相干检测的具体解调电路是同步检波器，原理方框图如图所示。图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法，起分路作用。它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘，再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号，取出含基带数字信息的低频信号，抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值进行比较判决（判决规则同于包络检波法），即可还原出基带数字信号。图2-32FSK信号相干解调方框图淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-6-3systemview的应用3.1systemview的简介利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（MainLibrary）及专业库（OptionalLibrary），基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。在系统设计和仿真分析方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。3.2SystemView的用户环境进入SystemView后，屏幕上首先出现设计窗口，所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成的。在设计窗口中间的大片区域就是设计区域，也就是供用户搭建各种系统的地方。在设计窗口的最上端一行是下拉式命令菜单行，通过调用这些菜单可以执行SystemView的各项功能；设计窗口中菜单行的下面，紧邻在设计区域上端一行是工具栏，它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮；在工具栏的最右端是提示信息，当鼠标置于某一工具按钮上时,在该处会显示对该按钮的说明和提示信息；紧邻在设计区域左端是各种器件图标库，下面介绍些常用的几个淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息科学与技术专业课程设计报告-7-库图标，如表3-1所示。表3-1常用图标图标名称作用连接节点用于多个图符输入输出信号的汇聚、连接，在图符连接点较多时使用该节点功能可使设计窗口内的连线美观，有利于检查。信号源用于