EDA技术与CPLD FPGA开发应用简明教程 教学课件 作者 978--302-15639-07.2 二进制频移键控（FSK）调制器与解调器设计.ppt

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1、频移键控即FSK（Frequency－ShiftKeying）数字信号对载波频率调制，主要通过数字基带信号控制载波信号的频率来来传递数字信息。在二进制情况下，“1”对应于载波频率，“0”对应载波频率，但是它们的振幅和初始相位不变化。7.2二进制频移键控（FSK）调制器与解调器设计FSK信号的产生有两种方法1.直接调频法2.频率键控法。1.直接调频法用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其输出两个不同频率的码元。一般采用的控制方法是：当基带信号为正时（相当于“1”码），改变振荡器谐振回路的参数

2、（电容或者电感数值），使振荡器的振荡频率提高（设为f1）；当基带信号为负时（相当于“0”码），改变振荡器谐振回路的参数（电容或者电感数值），使振荡器的振荡频率降低（设为f2）；从而实现了调频。这种方法产生的调频信号是相位连续的，虽然实现方法简单，但频率稳定度不高，同时频率转换速度不能做得太快，但是其优点是由调频器所产生的FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的2.频率键控法频率键控法也称频率选择法，下图是它实现的原理框图。它有两个独立的振荡器，数字基带信号控制转换开关，选择不同频率的高频振荡信号实现

3、FSK调制。接下页键控法产生的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。频率键控法在转换开关发生转换的瞬间，两个高频振荡的输出电压通常不可能相等，于是uFSK（t）信号在基带信息变换时电压会发生跳变，这种现象也称为相位不连续，这是频率键控特有的情况。FSK信号的解调数字频率键控（FSK）信号常用的解调方法有很多种如：1.同步（相干）解调法2.FSK滤波非相干解调在同步解调器中，有上、下两个支路，输入的FSK信号经过和两个带通滤波器后变成了上、下两路ASK信号，之后其

4、解调原理与ASK类似，但判决需对上、下两支路比较来进行。假设上支路低通滤波器输出为，下支路低通滤波器输出为，则判决准则是：接下页1.同步解调法输出带通滤波f1输入带通滤波f0抽样判决载波f载波f包络检波包络检波定时脉冲接收信号经过并联的两路带通滤波器进行滤波与本地相干载波相乘和包络检波后，进行抽样判决，判决的准则是比较两路信号包络的大小。假设上支路低通滤波器输出为，下支路低通滤波器输出为，则判决准则是：如果上支的信号包络较大，则判决为“1”；反之，判决为收到为“0”。FSK滤波非相干解调接下页输入

5、的FSK中频信号分别经过中心频为、的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb时抽样（其中k为整数），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是1还是0。接下页FPGA载波f1clkstart基带信号分频器1分频器2载波f2二选一选通开关调制信号注：图中没有包含模拟电路部分，调制信号为数字信号。FSK调制VHDL程序FSK调制VHDL程序的电路符号libraryieee;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_lo

6、gic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityFSKisport(clk:instd_logic;--系统时钟start:instd_logic;--开始调制信号x:instd_logic;--基带信号y:outstd_logic);--调制信号endFSK;architecturebehavofFSKissignalq1:integerrange0to11;--信号f1的分频计数器接下页FSK调制VHDL程序signalq2:integerr

7、ange0to3;--载波信号f2的分频计数器signalf1,f2:std_logic;--载波信号f1，f2beginprocess(clk)--对系统时钟clk的分频，得到载波f1ifclk'eventandclk='1'thenifstart='0'thenq1<=0;elsifq1<=5thenf1<='1';q1<=q1+1;elsifq1=11thenf1<='0';q1<=0;elsef1<='0';q1<=q1+1;endif;endif;endprocess;接下页proces

8、s(clk)--对系统时钟clk的分频，得到载波f2beginifclk'eventandclk='1'thenifstart='0'thenq2<=0;elsifq2=1thenf2<='0';q2<=0;elsifq2<=0thenf2<='1';q2<=q2+1;elsef2<='0';q2<=q2+1;endif;endif;endprocess;接下页process(clk,x)--完成对基带信号的FSK调制beginifclk'eventandclk='1'thenif