畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于eda技術(shù)的fsk調(diào)制與解調(diào)(編輯修改稿)
2025-01-08 19:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 控法實(shí)現(xiàn) fsk調(diào)制的原理電路圖： 圖 2 利用獨(dú)立分頻器的鍵控法實(shí)現(xiàn) FSK 調(diào)制 二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的解調(diào)的基本原理 2FSK解調(diào)就是從 FSK載波信號(hào)中恢 復(fù)調(diào)制碼元，其方法有很多，如相干檢測(cè)法、包絡(luò)檢波法、鑒頻器法、過(guò)零檢測(cè)法、差分檢測(cè)法等。 （ 1）相干檢測(cè)法 相干檢測(cè)的具體解調(diào)電路是同步檢波器，原理方框圖如圖 。圖中兩個(gè)帶通濾波器的作用同于包絡(luò)檢波法，起分路作用。它們的輸出分別與相應(yīng)的同步相干載波相乘，再分別經(jīng)低通濾波器濾掉二倍頻信號(hào)，取出含基帶數(shù)字信息的低頻信號(hào)，抽樣判決器在抽樣脈沖到來(lái)時(shí)對(duì)兩個(gè)低頻信號(hào)的抽樣值 進(jìn)行比較判決（判決規(guī)則同于包絡(luò)檢波法），即可還原出基帶數(shù)字信號(hào)。 圖 3 2FSK 同步檢測(cè)方框圖 （ 2）包絡(luò)檢波法 包絡(luò) 檢波法可視為由兩路 2ASK 解調(diào)電路組成 ,如圖 。這里，兩個(gè)帶通濾波器（帶寬相同，皆為相應(yīng)的 2ASK 信號(hào)帶寬；中心頻率不同 ,分別為12( , )ff 起 分 路 作 用 ， 用 以 分 開(kāi) 兩 路 2ASK 信號(hào)，上支路對(duì)應(yīng)第 6頁(yè) （ 共 13 頁(yè) ） 11( ) ( ) c os( )ny t s t t????，下支路對(duì)應(yīng) 22( ) ( ) c os ( )ny t s t t????，經(jīng)包絡(luò)檢測(cè)后分別取出它們的包絡(luò) s(t)及 ；抽樣判決器起比較器作用，把兩路包絡(luò)信號(hào)同時(shí)送到抽樣判決器進(jìn)行比較，從而判決輸出基帶數(shù)字信號(hào)。若上、下支路 s(t)及 ()st 的 抽樣值分別用 表示，則抽樣判決器的判決準(zhǔn)則為 1212,vvvv???????判 為 “ 1?判 為 “ 0? 圖 4 2FSK 信號(hào)包絡(luò)檢波方框圖 （ 3）鑒頻法 用普通鑒頻法進(jìn)行解調(diào)，將 1()St恢復(fù)成碼元 1，把 2()StS2（ t） 恢復(fù)成碼元 0，圖 5 為普通鑒頻法原理框圖。 圖 5 鑒頻器法實(shí)現(xiàn)方框圖 在接收端 FSK 信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器抑制掉干擾，經(jīng)限幅 器消除接收的信號(hào)在幅度上的畸變，解調(diào)器的關(guān)鍵部位是鑒頻器他把兩種不同頻率的FSK 信號(hào)變成兩種不同的電壓信號(hào)，然后送低通濾波器濾除高頻分量，從而得到基波的包絡(luò)線(xiàn)，最后經(jīng)判決器恢復(fù)出其基帶動(dòng)數(shù)字信號(hào)。 如果傳輸?shù)男盘?hào)帶寬很窄，是窄帶數(shù)字通信，并且傳輸信號(hào)的信道噪聲、干擾很小，信噪比較大，也即數(shù)字通信系統(tǒng)的工作環(huán)境比較干凈，則可以考慮只使用一路鑒頻解調(diào)電路來(lái)解調(diào) 2FSK 信號(hào)。由于 2FSK 信號(hào)只有兩種頻率成份 12( , )ff ,解調(diào)出 1f 信號(hào)， 2f 信號(hào)也隨之被解調(diào)出來(lái)。也就是說(shuō)，利用一路頻率信號(hào)（如 f1） 還原成數(shù)字信息“ 0”，接收端由比較器在第 7頁(yè) （ 共 13 頁(yè) ） “ 0”碼元之間自動(dòng)補(bǔ)入“ 1”，這樣即還原出了二進(jìn)制基帶數(shù)字信息，完成了 2FSK 信號(hào)的解調(diào)，這種解調(diào)方法相應(yīng)于其他解調(diào)方法較為簡(jiǎn)單，同時(shí)減少了設(shè)備，為系統(tǒng)的集成提供了便利，但這種解調(diào)方法要求較高，它需要所應(yīng)用的信道十分干凈，鑒頻電路的輸入信號(hào)要有很窄的帶寬且鑒頻曲線(xiàn)非常陡峭， 2FSK 信號(hào)的鑒頻解調(diào)原理方框圖如圖所示： 圖 6 2FSK 信號(hào)鑒頻解調(diào)原理框圖 （ 4）過(guò)零檢測(cè)法 過(guò)零檢測(cè)法單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)經(jīng)過(guò)零點(diǎn)的次數(shù)多少，可以用來(lái)衡量頻率的高低。數(shù)字調(diào)頻波的過(guò)零點(diǎn)數(shù)隨不同載頻而異，故檢出過(guò)零點(diǎn)數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異，這就是過(guò)零檢測(cè)法的基本思想。過(guò)零檢測(cè)法方框圖及各點(diǎn)波形如圖 。 2FSK 輸入信號(hào)經(jīng)放大限幅后產(chǎn)生矩形脈沖序列，經(jīng)微分及全波整流形成與頻率變化相應(yīng)的尖脈沖序列，這個(gè)序列就代表著調(diào)頻波的過(guò)零點(diǎn)。尖脈沖觸發(fā)一寬脈沖發(fā)生器，變換成具有一定寬度的矩形波，該矩形波的直流分量便代表著信號(hào)的 頻率，脈沖越密，直流分量越大，反映著輸入信號(hào)的頻率越高。經(jīng)低通濾波器就可得到脈沖波的直流分量。這樣就完成了頻率－幅度變換，從而再根據(jù)直流分量幅度上的區(qū)別還原出數(shù)字信號(hào) “1” 和 “0” 。 圖 7 過(guò)零檢測(cè)法方框圖及各點(diǎn)波形圖 （ 5）差分檢測(cè)法 差分檢波法基于輸入信號(hào)與其延遲的信號(hào)相比較，信道上的失真將同時(shí)影響相鄰信號(hào)，故不影響最終鑒頻結(jié)果。實(shí)踐表明，當(dāng)延遲失真為 0 時(shí)，這種方法的檢測(cè)性能不如普通鑒頻法，但當(dāng)信道有較嚴(yán)重延遲失真時(shí)，其檢測(cè)性能優(yōu)于鑒頻 法。 第 8頁(yè) （ 共 13 頁(yè) ） 5 二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的 VHDL程序 實(shí)現(xiàn) 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)調(diào)制的 VHDL 程序 實(shí)現(xiàn) FSK 的調(diào)制方法如圖 8 所示： 圖 8 2FSK 信號(hào)調(diào)制的 VHDL 建模方框圖 在圖中 fsk 調(diào)制的核心部分是分頻器、二選一選通開(kāi)關(guān)等。上圖中的兩個(gè)分頻器分別產(chǎn)生兩路數(shù)字載波信號(hào)；二選一選通開(kāi)關(guān)的作用是：以基帶信號(hào)作為控制信號(hào)，當(dāng)基帶信號(hào)為“ 0”，選通載波 1f 。當(dāng)基帶信號(hào)為“ 1”時(shí)，選通載 波 2f 。從選通開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)即為數(shù)字 fsk 信號(hào)。 圖 9 FSK 調(diào)制電路的 VHDL 建模符號(hào) 圖 10 FSK 調(diào)制的 VHDL 程序仿真圖 第 9頁(yè) （ 共 13 頁(yè) ） 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)的 VHDL 程序 實(shí)現(xiàn) 圖 11 2FSK 信號(hào)解調(diào)的 VHDL 建模方框圖 在該圖中核心部分由分頻器、寄存器、計(jì)數(shù)器、判決器組成。由于 1f和 2f 的周期不同，如果設(shè) 1f =2 2f ，并且基帶信號(hào)電平“ 1”，對(duì)應(yīng) 1f ；基帶信號(hào)電平“
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