| 一、设计基本原理和系统框图 2FSK系统分调制和解调两部分。 ① 调制部分：2FSK信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，如(a)图所示，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号，在相邻码元之间的相位是连续的，如(c)图所示；而开关法产生的2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续，如(d)图所示。本次设计用键控法实现2FSK信号。 (c)相位连续 (d)相位不连续 ② 解调部分：2FSK信号的接收主要分为相干和非相干接收两类，本次设计采用非相干法(即包络解调法)，其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为 和 的高频脉冲，经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出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。 2FSK n(t) FSK信号包络解调方框图 设频率 代表数字信号1； 代表数字信号0，则抽样判决器的判决准则： 式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。这里的抽样判决器，要比较x1、x2的大小，或者说把差值x1-x2与零电平比较。因此，有时称这种比较判决器的判决电平为零电平。 当FSK信号为 时，上支路相当于接收“1”码的情况，其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，它服从莱斯分布。而下支路相当于接收“0”码的情况，输出x2为窄带高斯噪声的包络，它服从瑞利分布。如果FSK信号为 ，上、下支路的情况正好相反，此时上支路输出的瞬时值服从瑞利分布，下支路输出的瞬时值服从莱斯分布。 无论输出的FSK信号是 或 ，两路输出的判决准则不变，因此可以判决出FSK信号。 二、各单元电路设计 2.1 2FSK调制单元 要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号，我们采用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。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。 (1)时钟脉冲产生和分频器 晶振模块由晶体4096和反相器7474组成，其输出一个矩形脉冲，矩形脉冲经过分频器7474，进行一次分频，把信号送给数字键控开关。一次分频输出的信号经过二次分频后，也送入数字键控开关，这样两个独立的振荡器就设计好了。因为要通过选择不同频率的高频振荡信号来实现FSK的调制。所以我采用2个D触发器7474来进行分频。其中，U1A是进行2分频的操作，而将它的输出信号作为第2个D触发器的时钟信号，所以U2A是进行4分频的操作。 (2)滤波电路和数字键控开关 由于分频器产生的信号存在干扰，必须设计滤波电路，滤去不需要的干扰成分。由芯片4053构成数字键控开关，4053是一个三路二选一模拟开关，通过它对两路输入信号进行输出选择，其功能表如下 输入 INH C 导通 通道 L H L H H X I0/O0 O/I I1/O1 O/I 无 如果用数字信号（从4053-ABC端输入）来键控两个不同的载波频率，即信号的符号是用二进制的基带信号是用“0”和“1”电平来表示的。“1”对应于载波频率 ,“0”对应于 。这种称为二进 制频移键控（2FSK）。而其振幅和初始相位不变。故其表示式为： 式中，A－振幅 ( )是个常数，表明码元的包络是矩形脉冲，W1和W0为两个不同的频率的码元的角频率。其电路图设计如下： 2.2 FSK解调单元 2FSK信号 [原文截取] 一、设计基本原理和系统框图 2FSK系统分调制和解调两部分。 ① 调制部分：2FSK信号的产生方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，如(a)图所示，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如(b)图所示。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号，在相邻码元之间的相位是连续的，如(c)图所示；而开关法产生的2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续，如(d)图所示。本次设计用键控法实现2FSK信号。 (c)相位连续 (d)相位不连续 ② 解调部分：2FSK信号的接收主要分为相干和非相干接收两类，本次设计采用非相干法(即包络解调法)，其方框图如下。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为 和 的高频脉冲，经过包络检波后分别取出它们的包络。把两路输出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。 2FSK n(t) FSK信号包络解调方框图 设频率 代表数字信号1； 代表数字信号0，则抽样判决器的判决准..... |
2FSK调制与解调电路
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