本次实验采用的就是 4FSK 调制方式
4FSk 的调制原理
随着时代的发展，数字信号在信号传输比模拟信号有许多的优越性，数字信 号传输也越来越重要。虽然近距离传输可以由数字基带信号直接传输，但是要进 行远距离传输时必须将基带信号调制到高频处，所以调制解调技术是数字通信中 一种关键的技术。二进制频移键控是数字信号调制的基本方式之一。而多进制 （MFSK）的可降低信道系统信噪比的要求。2FSK 信号的产生方法主要有两种：采 用模拟调频电路实现；采用键控法来实现，即在二进制基带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，使其在每个码元期间输出 f1 和 f2 两个载波之一。频移键控是利用载波的频率变化来传递信息的。在 2FSK 中， 载波的频率随二进制基带信号在 f1 和 f2 两个频率点间变化。同理 4FSK 中基带 脉冲序列四个码元（00 01 10 11）可用 f1,f2,f3,f4 四个载波之一；本实验讨 论 4FSK 是通过并联输入两位基带信号，两位二进制来表示四进制的频移键控。
2FSK 键控法调频原理图如下：
振荡器 f1 反相器
选通开关
相加器
振荡器 f2
选通开关
4FSK 可通过基带信号（00,01,10,11）并联传输 0 或 1 来分别用 f1,f2,f3,f4 四个载频表示，两路基带信号作为控制选通选通开关，1 路选通开关发送 0 时选 通载频 f1, 发送 0 时选通载频 f2, 1 路选通开关发送 0 时选通载频 f3, 送 1 时 选通载频 f4。两路不同载频通过相加器得到已调信号发送出去。
4FSK 键控法调频原理图（图 1.1）如下：
0或1 0或1
振荡器 f1 选通开关 1 振荡器 f2
振荡器 f3 选通开关 2 振荡器 f4
相加器
图 1.1 4FSK 键控法调频原理框图
4FSK 实验的设计与实现
1. 电路设计 4FSK 调制原理框图如图所示
clk1
分频器
计数器
Rom 载波
clk2
行检错，在确认无错误后，进行下一步操作； 调制器的电路图如下：
注：m 序列发生器前面的分频器用的是分频系数为 2048 的分频器。 ⑵仿真波形：
⑶电路在ＦＰＧＡ实验板上的实现： 仿真成功后连接好ＵＳＢ连线和实验板电源，将文件 下载到实验板上，并用示波器观察输出波形。 示波器波形如下：
实验结论及体会
注：本次试验的计数器是 5 位输出，在 rom 中是 5 位输入 12 位输出。 ⑹ 数据选择器：本实验中，我们利用了 QuartusⅡ中提供的器件 lpm_mux 来实现四选一。电路如下：
注：四选一为 12 位输入 12 为输出。
电路仿真及实现
⑴连接电路 将上述原理中的每个器件参照 4FSK 调制器的原理图连接好，用 QuartusⅡ进
１．做好电路仿真后，发现波形有的有正弦波，有的波发生失谐，相位发生突变， 仔细检查后发现问题如下： ⑴ＲＯＭ输出 8 位，导致输出精度下降，造成波形失真，后来改为 12 位，效果 明显改善，但波形还不是正弦波。 ⑵在上面调整后出现的问题，我们认为是分频器分频有问题，经过仔细计算发现 我们刚开始的分频系数太小了，刚开始第一分频分频系数为 16，经过计算后发现 我们应该是 64（2000/（9.765625*32）=64），调整后我们的正弦波就完美了表现 出来了。 ２．在实验过程中，我们深刻的体会到理论与实践的巨大差距，一个计数器的参 数错误就意味着整个实验的失败，但是在实验中我们深刻的体会到做实验必须要 有耐心，冷静思考，仔细思考问题会出在哪里，想好后，按照自己的想法一一排
随机信号分析实验报告
实验选题：码元速率 9.765625KHz 的 4FSK 调制信号的实验与性 能分析
指导教师：
实验小组成员： 所在院系：通信工程学院 所在班级：班
2013/11/14
摘 要：频率偏移调制，又称频率移键、频移键控（FSK，Frequency-Shift Keying ）是一种利用频率差异的信号来传送资料的调制方式。最常见的 FSK 为 二进制 FSK（BFSK，binary FSK，或称 2FSK）。BFSK 用两个离散的频率分别代表
分频器
计数器
start
clk3
分频器
clk4
分频器
计数器 计数器
clk5
m序列
串并转 换
Rom 载波
Rom 载波
Rom 载波
4FSK
4选一
⑴ 基带信号（信源）：设计一个周期为 15 的小 M 序列作为信源。信源码元 速率为 9.765625KHz。电路图如下：
⑵ 时钟信号：由实验板提供 20MHz 时钟，经分频得到（仿真时可设 20MHz 时钟分频得到）。
⑶ Start 信号：开始信号，在仿真时可以自己设置，在实验板中需要硬件 实现。Start 信号波形图如下（本实验中置 1）：
⑷ 分频器：使用 QuartusⅡ中的 lpm_counter 计数器实现分频，四个分频器 分频系数分别为 64,32,16,8，m 序列前面的分频系数为 2048。
⑸ 正弦波输出电路：
除问题，慢慢走向成功。 同时我们也感受到合作的重要性，一个人的思维永远 比不上两个人的思考，在实验诸多的问题上，我的队员给了我许许多多的帮助， 正是这些帮助才让我们的实验完美的完成。
参考资料
【1】张辉，曹丽娜.现代通信原理与技术（第三版）.西安：西安电子科技大学四进制频移键控则称 QFSK。 FSK 广泛应用于低速数据传输设备中，根据国际电联(ITU－T)的建议，传
输速率为 1200 波特以下的设备一般采用 FSK 方式传输数据。 FSK 具有：调制方法简单易于实现、解调不需要恢复本地载波、可以异步
传输、抗噪声和衰落性能较强等特点。由于这些原因，FSK 是在模拟电话网上用 来传输数据的低速、低成本异步调制解调器的一种主要调制方式。