【文章內(nèi)容簡介】 號中對音質(zhì)有影響的信號去掉，然后音頻信號從2腳輸出。 利用Protel設(shè)計(jì)接收機(jī)原理圖 Protel設(shè)計(jì)原理圖（）所示 接收機(jī)原理圖 利用Protel設(shè)計(jì)接收機(jī)PCB圖Protel設(shè)計(jì)PCB圖（）所示 接收機(jī)PCB圖3 FSK解調(diào)音頻中附加的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)頻收音機(jī)在音頻輸出口可以輸出音頻信號，我們要獲取輸出的音頻信號并解調(diào)出通信編碼必須要使用FSK解調(diào)。在TDA7088自動(dòng)選臺的單片機(jī)控制設(shè)計(jì)中必須用2個(gè)帶通濾波器和由NE564芯片組成的FSK系統(tǒng)解調(diào)接收機(jī)輸出的音頻數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)返回單片機(jī)控制模塊確認(rèn)接收到的電臺是不是所要求的電臺。 FSK解調(diào)方框圖 FSK工作原理 調(diào)制的目的是要把傳輸?shù)哪M信號或者數(shù)字信號變換成適合信道傳輸?shù)母哳l信號。該信號稱為已調(diào)信號。而在接收端需將已調(diào)信號還原成要傳輸?shù)脑夹盘?，就是解調(diào)。調(diào)制可分模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，其中數(shù)字調(diào)制是利用數(shù)字信號來控制載波的振幅，頻率或者相位。FSK調(diào)制技術(shù)就是數(shù)字調(diào)制技術(shù)的一種，又稱移頻鍵控，簡記為FSK。對數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要要求是：已調(diào)信號的頻譜窄以及帶外衰減快；易于采用相干或非相干解調(diào)；抗噪聲和抗干擾的能力強(qiáng)，以及適宜在衰減信道中傳輸。 用二進(jìn)制數(shù)字信號m(t)進(jìn)行調(diào)頻，是使載波中的ωc，當(dāng)符號為1時(shí)具有ω1頻率的信息，而當(dāng)符號為0時(shí)具有ω2的信息，此調(diào)制稱移頻調(diào)制。數(shù)字符號為0時(shí)，RS鎖存器的輸出為是0、是1的組合，數(shù)字符號為1時(shí)，其輸出為是是0的組合。因此，數(shù)字符號為0時(shí)，閉合，輸出為；數(shù)字符號（信息）為１時(shí)，閉合，輸出為。如果電信符號反復(fù)交替0、1時(shí)，輸出就交替切換，實(shí)現(xiàn)移頻調(diào)制。FSK的信號帶寬大約為： B=│F2F1│+2F0 （31）FSK可以采用包絡(luò)檢波法，相干解調(diào)法和非相干解調(diào)，鎖相解調(diào)等方法解調(diào)，F(xiàn)SK相位連續(xù)時(shí)，可以采用鑒頻器解調(diào)。包絡(luò)檢波法是指收端采用兩個(gè)帶通濾波器，其中心頻率分別為F1和F2，他們的輸出經(jīng)過包絡(luò)檢波，如果F1支路的包絡(luò)強(qiáng)于F2支路，則判為“+1”；反之判為“1”。非相干解調(diào)時(shí)輸入信號分別經(jīng)過對COSW1t和COSW2t匹配的兩個(gè)匹配濾波器，其輸出再經(jīng)過包絡(luò)檢波和比較判決。如果F1支路的包絡(luò)強(qiáng)于F2支路的包絡(luò)，則判為“+1”；反之判為“1”。對于FSK信號的解調(diào)方式有鑒相檢波方式，零交叉檢波方式，鎖相環(huán)檢波方式等。由于鎖相技術(shù)的發(fā)展和鎖相環(huán)電路的進(jìn)步，促使鎖相環(huán)檢波方式得到了廣泛的使用。在這里我使用鎖相環(huán)檢波方式進(jìn)行FSK解調(diào)。 FSK鎖相解調(diào)原理 PLL的基本原理 鎖相集成電路的種類很多。按電路程式可以分為模擬和數(shù)字式兩大類。使用者可以按需要在電路外部連接各種部件來實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)路的各種功能，按照使用頻率的不同通用單片集成鎖相環(huán)可以分為：高頻單片集成鎖相環(huán)，超高頻單片集成鎖相環(huán)，低頻單片集成鎖相環(huán)。鎖相環(huán)是個(gè)相位誤差控制系統(tǒng)。它比較輸入信號和壓控振蕩器輸出信號之間的相位差，從而產(chǎn)生誤差控制電壓來調(diào)整壓控振蕩器的頻率，以達(dá)到與輸入信號同頻。 鎖相環(huán)由三個(gè)基本的部件組成：鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）?！? 鑒相器是個(gè)相位比較裝置。它把輸入信號Si(t)和壓控振蕩器的輸出信號So(t)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對應(yīng)于兩個(gè)信號相位差的誤差電壓Se(t)。 環(huán)路濾波器的作用是濾除誤差電壓Se(t)中的高頻成分和噪聲，以保證環(huán)路所要求的性能，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 壓控振蕩器受環(huán)路濾波器輸出電壓的控制，使壓控振蕩器的頻率向輸入信號的頻率靠攏，直至消除頻差而鎖定。 FSK的PLL解調(diào)原理用PLL解調(diào)FSK信號有兩種不同的方法。第一種是用一個(gè)PLL使其始終對輸入信號的頻率鎖定或跟蹤。第二種是用一個(gè)PLL對FSK信號中的一個(gè)頻率鎖定，而對另一個(gè)頻率則是失鎖的。這樣在解調(diào)FSK信號時(shí)，鎖定指示器的指示即為解調(diào)輸出。 解調(diào)電路方框圖其中超高頻單片集成鎖相環(huán)中的NE564是特別適用于FSK解調(diào)的集成PLL，因?yàn)樗膬?nèi)部有電壓比較器，并且有與TTL電平相匹配的輸入輸出端，他可以解調(diào)數(shù)據(jù)速率高大1兆波特的FSK信號 NE564鎖相環(huán)FSK解調(diào)電路的設(shè)計(jì)高頻模擬鎖相環(huán)NE564的最高工作頻率可達(dá)到50MHZ，采用+5V單電源供電，特別適用于高速數(shù)字通信中FM調(diào)頻信號以及FSK移頻鍵控信號的調(diào)制，解調(diào)，無需外接復(fù)雜的濾波器，NE564采用雙極性工藝，其內(nèi)部組成框圖如下: NE564內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖電路由輸入限幅器，鑒相器，壓控振蕩器，放大器，直流恢復(fù)電路和施密特觸發(fā)器等六大部分組成。 限幅器（1）其中LIMITER為限幅器（）是差動(dòng)電路，高頻性能很好，其作用是在輸入幅度不同的條件下，產(chǎn)生恒定幅度的輸出電壓，作為鑒相器的輸入信號。在接收FM或者FSK信號是時(shí)，可以抑制FM調(diào)頻信號的寄生調(diào)幅，~。（2）鑒相器用普通的雙平衡模擬相乘器。鑒相增益與2端注入電流I的關(guān)系如下： K=(V/rad)+*10E4(V/)I(uA) （32）在I〈800mA范圍內(nèi)，上式有效。 壓控振蕩器（3）壓控振蕩器（）是改進(jìn)型的射極耦合多諧振蕩器。壓控振蕩器VCO的內(nèi)部接有固定電阻R(R=100),定時(shí)電容接在12，,其中,9腳輸出TTL電平。： F=1/16RC （33）試中R=100歐姆，是電路內(nèi)部設(shè)定的；C是外接定時(shí)電容。F=1MHZ時(shí)，得歸一化壓控靈敏度為 K=*10E6(rad/) (I=0) （34）和 K=*10E6(rad/) (I=800uA) (35）在任意工作頻率時(shí)，壓控增益K可用下試計(jì)算；Ko=K*F （36） 限幅放大器（4）相位比較器PHASECOMPAPAYOR的內(nèi)部含有限幅放大器（）以提高對AM調(diào)幅信號的抗干擾能力:4腳5腳外接電容組成低通濾波器:用來濾除比較器輸出的直流誤差電壓中的紋波。改變引腳2的輸入電流可改變環(huán)路的增益。 后置鑒相器 （5）后置鑒相器（）由單位增益跨導(dǎo)放大器 DCRETRIEVER和施密特觸發(fā)器SCHMITTTRIGGER組成,其中直流恢復(fù)電路提供解調(diào)FSK信號時(shí)的補(bǔ)償直流電平及用作線形解調(diào)FM信號時(shí)的后置鑒相器。 施密特觸發(fā)器的回差電壓可通過腳15外借直流電壓進(jìn)行調(diào)整,以消除輸出信號TTL的相位抖動(dòng)。NE564的最高工作頻率為50MHZ，最大鎖定范圍達(dá)12%f，輸入阻抗大于50K歐姆，電源電壓5~12V，典型工作電流60mA，該電路作為超高頻單片集成鎖相環(huán)路，可以用于高速調(diào)制解調(diào)，F(xiàn)SK信號的接收和發(fā)射，頻率合成等多種用途。FSK信號解調(diào) FSK解調(diào)原理圖C1是輸入偶合電容，R1，C2組成差分放大器A1的輸入偏置電路濾波器，可濾除FM信號中的雜波，其值與中心頻率F及雜波的幅度有關(guān)。R2對引腳2提供輸入電流I2，可控制環(huán)路增益和壓控振蕩器的鎖定范圍，R2與電流I2的關(guān)系可表示為 R2=(Vcc1.3V)/I2 （37）I2一般為幾百毫安，調(diào)整時(shí)，可先設(shè)I2的初值為100uA，待環(huán)路鎖定后再調(diào)整電位器RP1使環(huán)路增益和壓控振蕩器的鎖定范圍達(dá)到最佳值。R3是壓控振蕩器輸出端必須接的上拉電阻，一般為幾千歐姆：C3，C4與內(nèi)部兩個(gè)對應(yīng)電阻（阻值R=）分別組成一階RC低通濾波器，其截止角頻率Wc=1/RC3 （38）濾波器的性能對環(huán)路入鎖時(shí)間的快慢有一定影響，可以根據(jù)要求改變C3，C4的值，壓控振蕩器的固有振蕩頻率Fv與定時(shí)電容C1的關(guān)系可以表示為 C1=1/（2200Fv）=3300P （39）NE564特別適用于高速FSK移頻鍵控信號的調(diào)制和解調(diào),波特率可達(dá)1Mb/s.NE564組成FSK調(diào)制電路如圖 FSK調(diào)制電路已知輸入信號Vi的頻率f=,調(diào)制方波的頻率f=500KHZ,此時(shí)電路內(nèi)部的工作原理與FM解調(diào)基本相同,主要區(qū)別是解調(diào)后的方波V從16腳輸出,可提供TTL電平,用電阻R和電位器RP調(diào)整施密特觸發(fā)器的回差電壓,可改善方波的波形..R是16腳的上拉電阻,其值增加,也有利于改善輸出波形.該電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是:必須使壓控振蕩器頻率為19KHZ~20KHZ時(shí),NE564鎖定,這時(shí)16腳輸出才為高電平”1”:超出此范圍的失鎖,則16腳輸出為底電平”0”,因此,壓控震蕩器的固有震蕩頻率Fv和捕捉帶△:壓控震蕩器的固有震蕩頻率Fv=19KHZ,捕捉帶F=~,在FSK調(diào)制和解調(diào)電路的安裝和測試中,因電路工作頻率比較高,需要注意以下幾點(diǎn):1. 布線需要合理,地線盡可能形成環(huán)路以屏蔽高頻干擾,加強(qiáng)電源濾波.2. 壓控振蕩器的固有頻率必須與載波的中心頻率相等,力求測量準(zhǔn)確.3. 精確調(diào)節(jié)引腳2的輸出電流I,以滿足捕捉帶F要求4. 如果解調(diào)輸出的波形較差,可增加整形電路,如多級非門,或電壓比較器等. 濾波器的基本原理 LTI系統(tǒng)最重要，應(yīng)用最廣泛的是濾波。改變信號中各個(gè)頻率分量的相對大小，或者抑制，甚至全部濾除某些頻率分量的過程稱為濾波，完成濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。在許多實(shí)際問題中，代表信息的信號（有用信號）和干擾或無用信號同時(shí)存在，但各自往往處在不同的頻率范圍，通常采用選擇性濾波來選擇出有用信號。所謂選擇性濾波，就是讓一個(gè)或一組頻率范圍內(nèi)的信號無失真地通過，而衰減或完全抑制其余頻率范圍的信號，實(shí)現(xiàn)這種功能的系統(tǒng)稱為選擇性濾波器。對于LTI系統(tǒng)來說，由于輸出的頻譜是輸入的頻譜與系統(tǒng)函數(shù)的頻譜的乘積，所以只要適當(dāng)選取系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)，就可以完成我們所希望的濾波功能。 它改變信號各個(gè)頻率分量的相對大小和相位，達(dá)到補(bǔ)償實(shí)際系統(tǒng)非理想頻率特性的目的。在信息或信號處理中，有時(shí)要增強(qiáng)信號中某些信息，有時(shí)要減小噪聲或隨機(jī)干擾，這些都是濾波的應(yīng)用。例如圖像處理中的邊緣增強(qiáng)和輪廓提取，因?yàn)檫吘壔蜉喞畔⑾鄬性陬l域中的高頻部分，我們對圖像進(jìn)行高通濾波，就可以增強(qiáng)其邊緣信息。濾波器是一種選頻裝置，它允許輸入信號中的特定頻率成分通過,同時(shí)抑制或極大地衰減其它頻率成分(又稱此頻帶為阻帶)。根據(jù)濾波器的選頻特性，一般將濾波器分為低通、高通、帶通和帶阻四種。其對應(yīng)的幅頻特性如（）所示，圖中虛線為理想濾波器的幅頻特性。低通 高通 帶通 帶阻 濾波器幅頻特性 LM741芯片的介紹（1）概述LM741內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。LM741的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。（2）特性1．內(nèi)部頻率補(bǔ)償 2．直流電壓增益高(約100dB) 3．單位增益頻帶寬(約1MHz) 4．電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)雙電源(177。—177。15V) 5．低功耗電流，適合于電池供電 6．低輸入偏流 7．低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 8．共模輸入電壓范圍寬，包括接地 9．差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍10．輸出電壓擺幅大() 巴特沃斯帶通濾波器的設(shè)計(jì)給定要求的截止頻率Fc=19KHZ（1）先選擇電容C1的標(biāo)稱值，電容C的初始值