2FSK调制与解调电路.docx
《2FSK调制与解调电路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2FSK调制与解调电路.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2FSK调制与解调电路
一、设计大体原理和系统框图
2FSK系统分调制和解调两部份。
①调制部份：
2FSK信号的产生方式要紧有两种。
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。
第二种方式是用一个受基带脉冲操纵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。
这两种方式产生的2FSK信号的波形大体相同，只有一点不同，即由调频器产生的2FSK信号，在相邻码元之间的相位是持续的，如（c）图所示；而开关法产生的2FSK信号，那么别离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必然是持续，如（d）图所示。
本次设计用键控法实现2FSK信号。
（c）相位持续（d）相位不持续
②解调部份：
2FSK信号的接收要紧分为相干和非相干接收两类，本次设计采纳非相干法（即包络解调法），其方框图如下。
用两个窄带的分路滤波器别离滤出频率为
和
的高频脉冲，通过包络检波后别离掏出它们的包络。
把两路输出同时送到抽样裁决器进行比较，从而裁决输出基带数字信号。
带通f1滤波器
包络检波器器
抽样判决器
2FSK
包络检波器
带通f2滤波器
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，那么抽样裁决器的裁决准那么：
式中x1和x2别离为抽样裁决时刻两个包络检波器的输出值。
那个地址的抽样裁决器，要比较x1、x2的大小，或说把差值x1-x2与零电平比较。
因此，有时称这种比较裁决器的裁决电平为零电平。
当FSK信号为
时，上支路相当于接收“1”码的情形，其输出x1为正弦波加窄带高斯噪声的包络，它服从莱斯散布。
而下支路相当于接收“0”码的情形，输出x2为窄带高斯噪声的包络，它服从瑞利散布。
若是FSK信号为
，上、下支路的情形正好相反，现在上支路输出的瞬时值服从瑞利散布，下支路输出的瞬时值服从莱斯散布。
不管输出的FSK信号是
或
，两路输出的裁决准那么不变，因此能够裁决出FSK信号。
二、各单元电路设计
2FSK调制单元
要将NRZ码通过2FSK调制成为2FSK信号，咱们采纳一个受基带脉冲操纵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信号频率稳固度能够做得很高而且没有过渡频率，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，矩形脉冲通过度频器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通过二次分频后，也送入数字键控开关，如此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。
因此我采纳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，因此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，必需设计滤波电路，滤去不需要的干扰成份。
由芯片4053组成数字键控开关，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
INHC
导通
通道
LH
LH
HX
I0/O0O/I
I1/O1O/I
无
若是用数字信号（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，说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：
FSK解调单元
2FSK信号的解调方式有：
包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零点检测法等，在那个课程设计里咱们采纳包络检波法。
（a）带通滤波器
此电路通过上、下两个带通滤波器，滤去带外噪声，滤除掉高次谐波并将校信号放大。
上支路只准予频率为f1的高频信号通过，下支路只准予为
的高频信号通过。
那个地址咱们用放大器741和电容、电阻组成。
（b）包络检波器和抽样裁决器
由窄带滤波器输出的高频信号通过变容二极管组成的检波器，包络检波器将各自的包络掏出至抽样裁决器，抽样裁决器在抽样脉冲抵达时对包络的样值
和
（上边路为
V1,下边路为
）进行裁决，裁决准那么是当抽样值知足
判为
频率代表的数字基带信号，即“1”码；当
时判为
频率代表的数字基带信号，即“0”码。
其电路设计图如下：
假设发送端调制有“1”
，“0”
信道噪声
是高斯白噪声，那么信道中传输
时的
为
与高斯白噪声
的混合信号，即
。
此信号通过中心频率
的窄带滤波器，输出
和窄带高斯白噪声混合信号；通过中心频率
的窄带滤波器输出是窄带高斯白噪声，注意上下两路噪声的中心频率不同。
上下两路通过各自的包络器进行抽样裁决，假设现在
，判输出“1”，这是正确接收；假设噪声使
裁决输出“0”，这是错误接收。
如此便能取得对应于原数字信号的基带脉冲信号，从而达到解调的目的。
三、系统仿真
本次设计系统仿真采纳SystemView，它是一个完整的动态系统设计、分析和仿真的可视化开发环境。
它能够构造各类复杂的模拟、数字、数模混合及多速度系统，可用于各类线性、非线性操纵系统的设计和仿真。
本次设计主若是对系统的发端和收端进行仿真，其2FSK调制器的输出端、收端的输入点（即加了噪声后接收到的信号）、解调器的输出端等几个地址进行测试，其仿真电路图及仿真波形别离如以下图：
（A）系统仿真电路图
（B）NRZ码元波形
（C）键控法产生的2FSK波形
（D）上路通过包络检波后的波形
（F）下路通过包络检波后的波形
（G）2FSK信号经解调后的波形
四、总结与体会
两周的课程设计在忙忙碌碌中一晃而过。
刚开始，咱们头绪不是很清楚，不明白从哪里入手，但通过教师的耐心指导并和同窗认真研究设计课题，跑图书馆查资料、确信大体设计方案、对所用芯片功能进行查找、调试、上机仿真等，经历了一次次的困难，却积存了很多宝贵的体会。
在整个课程设计的进程中碰到的问题要紧有以下三点，第一：
基础知识把握的不牢固，要紧表此刻一些经常使用的电路的形式和功能不清楚，对书本上的内容明白得不够透彻。
第二：
对一些经常使用的应用软件缺少应用，体此刻画电路图和系统的仿真的时候，对这些软件的操作不熟练，浪费了很所时刻。
第三：
相关知识把握的不够全面，缺少系统设计和仿真的体会。
这次课程设计进一步端了我的学习态度，学会了实事求是，严谨的作风，提高了动手能力。
对自己要严格要求，不能够一知半解，要力求明明白白。
急于求成是不行的，我有所感受。
若是省略了那些必要的步骤，急于求成，不仅会浪费时刻，还会适得其反。
在我眼里，知道少，并非恐怖，恐怖的是不向他人虚心学习。
没有人一辈子下来就明白什么，也没有人一辈子下来就很伶俐。
即便天才，也要通事后天的尽力，才取得成功的。
我感觉动手之前，头脑里必需清楚该怎么做，这一点是很重要的。
就目前来讲，我的动手能力尽管差一点，但我想，通过我的不懈尽力，在这方面，我总会取得提高。
这一点，我坚信。
因为他人能做到的，我也必然能做到。
当中我碰到了一些困难，由于粗心大意出了一些简单的错误，浪费了一些时刻去更正，幸亏有教师们的耐心指导和同组同窗的热心帮忙，给我指出了错误的缘故，和更正方式，在此我超级感激！
在这次的课程设计中我最大的体会确实是进一步熟悉到了理论联系实践的重要性。
一份耕耘，一份收成。
通过一个礼拜电子实习，让我明白科学的思维方式和学习方式是何等重要，只有如此才能够有很高的效率，才能够让自己的工作更完美。
总而言之，这次课程设计让我学到了好多平常在课堂上学不到的东西，增加了我的知识运用能力，增强我的实际操作能力。
谢谢教师给咱们提供这么好的机遇，为咱们以后走向社会奠定了一个好的基础。
通过SystemView、Protel99Se那个软件还有实验室所提供的设备，综合全面地测试了我的动手和试探能力，此刻我对通信原理又有了进一步的熟悉。
在咱们以往的学习进程中，咱们刻意地去增强理论的基础，设计出一个东西后，咱们便以为咱们的打算成功了岂不知它可否在硬件结构中得以实现那么是另外一回事，这就要求咱们的动手能力了，若是无法使理论和实际联系起来，那么再好的设计也只是一堆废字符。
本次课程设计有机地结合了理论与实践，既考察了咱们对理论知识的把握情形，还反映出咱们实际动手能力，更要紧的是它激起咱们创新思维，为尔后的进一步学习创下良好条件，为以后的就业也打下一个根基，真可谓一举多得。
五、附录（总设计电路图）
六、参考文献
1、樊昌信编著：
通信原理教程，电子工业出版社。
2、罗卫兵、孙桦、张捷编著：
SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计，西安电子科技大学出版社。
3、鲜继清、张德民主编：
现代通信系统，西安电子科技大学出版社。
4、浣喜明编：
通信原理实验。
5、王钦笙、毛京丽、朱彤编著：
数字通信系统，北京邮电大学出版社。
6、阎石主编：
数字电子技术基础（第四版），高等教育出版社。
7、康华光主编：
电子技术基础模拟部份（第四版），高等教育出版社。
升级会员 