頻移鍵控(FSK)操作方法簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn);在解調(diào)的過(guò)程中不須恢復(fù)本地載波,也可進(jìn)行異步傳輸;并且抗噪聲和抗衰落性能也都較強(qiáng)。因此,頻移鍵控(FSK)的調(diào)制與解調(diào)技術(shù)在通信行業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用,且主要適用于低、中速數(shù)據(jù)的傳輸。本文主要介紹鎖相環(huán)芯片NE564、CD4046和FSK信號(hào)的基本特點(diǎn)、工作原理和用途,并詳細(xì)的闡述了利用鎖相環(huán)芯片NE564和CD4046實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)工作的基本原理和主要設(shè)計(jì)過(guò)程。在技術(shù)方面,主要介紹FSK調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)原理和基本技術(shù)。最后對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析,并深入探討了課題的主要研究工作及意義,加深了對(duì)數(shù)字移頻鍵控的調(diào)制與解調(diào)方法的理解;更加深入的學(xué)習(xí)了鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)原理,并加強(qiáng)了對(duì)鎖相環(huán)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:鎖相環(huán);NE564;CD4046;FSK;調(diào)制;解調(diào)
1 鎖相環(huán)簡(jiǎn)介
1.1 引言
隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步,電子計(jì)算機(jī)和電子科學(xué)技術(shù)不斷地普及到我們的家庭中。通信對(duì)我們來(lái)說(shuō)也顯得越來(lái)越至關(guān)重要,密不可分。對(duì)于通信技術(shù)而言,通信的質(zhì)量問(wèn)題也就顯的非常的關(guān)鍵。在保證信息遠(yuǎn)距離傳輸正確性這一方面,數(shù)字通信系統(tǒng)擁有先天的優(yōu)勢(shì),這也正是數(shù)據(jù)通信技術(shù)快速發(fā)展的真正原因。
數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中一種常見(jiàn)的調(diào)制方式。由于頻移鍵控(FSK)的調(diào)制和解調(diào)原理都相對(duì)比較簡(jiǎn)單,作為數(shù)字通信原理的一門入門學(xué)科,透徹的理解頻移鍵控(FSK)后可以更好地理解其他較復(fù)雜的調(diào)制系統(tǒng),為以后的進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。
鎖相環(huán)(PLL)是一種閉環(huán)的自動(dòng)跟蹤負(fù)反饋系統(tǒng)。60年代初隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展,鎖相環(huán)的應(yīng)用也越來(lái)越廣。在電子儀器方面,鎖相環(huán)在頻率合成器和相位計(jì)等儀器中起了重要作用。鎖相環(huán)路之所以能得到如此廣泛的應(yīng)用,是由于其獨(dú)特的優(yōu)良性能所決定的。它具有載波跟蹤特性,作為一個(gè)窄帶跟蹤濾波器,可提取淹沒(méi)在噪聲中的信號(hào);用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定,可提供頻率高穩(wěn)定的頻率源;可進(jìn)行高精度的香味與頻率測(cè)量等等。它具有調(diào)制跟蹤特性,可制成高性能的調(diào)制器和解調(diào)器。它還具有低門限特性,可大大改善模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的解調(diào)質(zhì)量[2]。
對(duì)于不同的調(diào)制方式,還有其不同的獨(dú)特的解調(diào)方法。在本實(shí)驗(yàn)中主要利用了鎖相環(huán)的特性,實(shí)現(xiàn)了基于鎖相環(huán)的數(shù)字信號(hào)移頻鍵控的調(diào)制與解調(diào)。
1.2 鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)
鎖相的意義是相位同步的自動(dòng)控制,能夠完成兩個(gè)電信號(hào)相位同步的自動(dòng)控制閉環(huán)系統(tǒng)叫做鎖相環(huán),簡(jiǎn)稱PLL。它廣泛應(yīng)用于廣播通信、頻率合成、自動(dòng)控制及時(shí)鐘同步等技術(shù)領(lǐng)域[3]。
鎖相環(huán)主要由相位比較器(PC)、壓控振蕩器(VCO)、低通濾波器三部分組成,如圖1-1所示
電阻R(R=100W),只需外接一個(gè)定時(shí)電容tC就可產(chǎn)生振蕩。VCO有兩個(gè)電壓輸出端,其中01VCO輸出TTL電平,02VCO輸出ECL電平。后置鑒相器由單位增益跨導(dǎo)放大器3A和施密特觸發(fā)器ST組成。其中,3A提供解調(diào)FSK信號(hào)時(shí)的補(bǔ)償直流電平及用作線性解調(diào)FM信號(hào)時(shí)的后置鑒相濾波器;ST的回差電壓可通過(guò)引腳16外接直流電壓進(jìn)行調(diào)整,以消除輸出信號(hào)0TTL的相位抖動(dòng)[4]
?
圖2-2 NE564的內(nèi)部組成框圖
2.2 CD4046介紹
鎖相環(huán)過(guò)去多采用分立元件和模擬電路組成,現(xiàn)在常使用集成電路的鎖相環(huán),CD4046便是常用的鎖相環(huán)集成電路[5]。
CD4046鎖相環(huán)采用的是RC型壓控振蕩器,必須外接電容C1和電阻R1作為充放電元件,當(dāng)PLL對(duì)跟蹤的輸入信號(hào)的頻率寬度有要求時(shí)還需要外接電阻R2。其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬為3V-18V,輸入阻抗高約100WM,動(dòng)態(tài)功耗小,在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW,屬微功耗器件。
圖2-3是CD4046的引腳排列,采用16腳雙列直插式,各引腳功能如下: 1腳相位輸出端,環(huán)路人鎖時(shí)為高電平,環(huán)路失鎖時(shí)為低電平。2腳相位比較Ⅰ的輸出端。3腳比較信號(hào)輸入端。4腳壓控振蕩器輸出端。5腳禁止端,高電平時(shí)禁止,低電平時(shí)允許壓控振蕩器工作。6、7腳外接振蕩電容。8、16腳電源的負(fù)端和正端。9腳壓控振蕩器的控制端。10腳解調(diào)輸出端,用于FM解調(diào)。11、12腳外接振蕩電阻。13腳相位比較器Ⅱ的輸出端。14腳信號(hào)輸入端。15腳內(nèi)部獨(dú)立的齊納穩(wěn)壓管負(fù)極。
新疆師范大學(xué)2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖2-4 CD4046的內(nèi)部電原理框圖圖2-4是CD4046內(nèi)部電原理框圖,它主要由相位比較Ⅰ、相位比較器Ⅱ、壓控振蕩器(VCO)、源跟隨器、線性放大器、整形電路等部分組成。相位比較器Ⅰ采用異或門結(jié)構(gòu),當(dāng)兩個(gè)輸人端信號(hào)iU、oU的電平狀態(tài)不同時(shí)(即一個(gè)高電平,一個(gè)為低電平),輸出端信號(hào)yU為高電平;反之,當(dāng)iU、oU的電平狀態(tài)相同時(shí)(即兩個(gè)均為高,或均為低電平),yU輸出為低電平。當(dāng)iU、oU的相位差Δφ變化在0°-180°的范圍內(nèi)時(shí),yU的脈沖寬度m也隨之改變,即占空比亦在改變。從比較器Ⅰ的輸入和輸出信號(hào)的波形(如圖2-5所示)可看出,其輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的兩倍,并且與兩個(gè)輸入信號(hào)之間的中心頻率保持90°的相位移動(dòng)。對(duì)相位比較器Ⅰ而言,它要求iU、oU的占空比均為50%(即方波),這樣才能使鎖定的范圍為最大。
圖2-5 比較器Ⅰ的輸入和輸出信號(hào)的波形
相位比較器Ⅱ是一個(gè)由信號(hào)的上升沿控制的數(shù)字存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)輸入信號(hào)占空比的要求不高,并允許輸入非對(duì)稱的波形,它具有很寬很廣的捕捉頻率范圍,而且不會(huì)鎖定在輸入信號(hào)的諧波上。它可提供數(shù)字誤差信號(hào)和鎖定信號(hào)(相位脈沖)兩種輸出,當(dāng)達(dá)到鎖定時(shí),在相位比較器Ⅱ的兩個(gè)輸人信號(hào)之間保持0°相位移動(dòng)。對(duì)相位比較器Ⅱ而言,當(dāng)14腳的輸入信號(hào)比13腳的比較信號(hào)頻率低時(shí),輸出為邏輯“0”;反之則輸出邏輯“1”。如果兩個(gè)信號(hào)的頻率相同而相位不同 當(dāng)輸人信號(hào)的相位滯后于比較信號(hào)時(shí),相位比較器Ⅱ輸出的為正脈沖,當(dāng)相位超前時(shí)則輸出的為負(fù)脈沖。在這兩種情況下,從1腳都會(huì)有與上述正、負(fù)脈沖寬度相同的負(fù)脈沖產(chǎn)生。相位比較器Ⅱ會(huì)輸出一個(gè)與兩輸入脈沖上升沿之間相位差相等寬度的正負(fù)脈沖。而當(dāng)兩個(gè)輸入脈沖的頻率和相位都一致時(shí),相位比較器Ⅱ的輸出為高阻態(tài),則1腳輸出為。圖2-6為上述所示波形。由此可見(jiàn),從1腳輸出信號(hào)是負(fù)脈沖還是固定的高電平高電平就可以判斷出兩個(gè)輸入信號(hào)的情況了。當(dāng)輸人信號(hào)的相位滯后于比較信號(hào)時(shí),相位比較器Ⅱ輸出的為正脈沖,當(dāng)相位超前時(shí)則輸出的為負(fù)脈沖。在這兩種情況下,從1腳都會(huì)有與上述正、負(fù)脈沖寬度相同的負(fù)脈沖產(chǎn)生。相位比較器Ⅱ會(huì)輸出一個(gè)與兩輸入脈沖上升沿之間相位差相等寬度的正負(fù)脈沖。而當(dāng)兩個(gè)輸入脈沖的頻率和相位都一致時(shí),相位比較器Ⅱ的輸出為高阻態(tài),則1腳輸出為。圖2-6為上述所示波形。由此可見(jiàn),從1腳輸出信號(hào)是負(fù)脈沖還是固定的高電平高電平就可以判斷出兩個(gè)輸入信號(hào)的情況了。
當(dāng)輸人信號(hào)的相位滯后于比較信號(hào)時(shí),相位比較器Ⅱ輸出的為正脈沖,當(dāng)相位超前時(shí)則輸出的為負(fù)脈沖。在這兩種情況下,從1腳都會(huì)有與上述正、負(fù)脈沖寬度相同的負(fù)脈沖產(chǎn)生。相位比較器Ⅱ會(huì)輸出一個(gè)與兩輸入脈沖上升沿之間相位差相等寬度的正負(fù)脈沖。而當(dāng)兩個(gè)輸入脈沖的頻率和相位都一致時(shí),相位比較器Ⅱ的輸出為高阻態(tài),則1腳輸出為。圖2-6為上述所示波形。由此可見(jiàn),從1腳輸出信號(hào)是負(fù)脈沖還是固定的高電平高電平就可以判斷出兩個(gè)輸入信號(hào)的情況了。
圖2-6 輸入信號(hào)情況判斷
CD4046內(nèi)部的線性放大器和整形電路,可將14腳輸入的100mV左右的微弱輸入信號(hào)變成方波或脈沖信號(hào)送至兩相位比較器。源跟蹤器是增益為1的放大器,VCO的輸出電壓經(jīng)源跟蹤器至10腳作FM解調(diào)用。齊納二極管可單獨(dú)使用,其穩(wěn)壓值為5V,若與TTL電路匹配時(shí),可用作輔助電源。
綜上所述,CD4046工作原理如下:輸入信號(hào) iU從14腳輸入后,經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大、整形后加到相位比較器Ⅰ、Ⅱ的輸入端,圖2-4開(kāi)關(guān)K撥至2腳,則比較器Ⅰ將從3腳輸入的比較信號(hào)oU與輸入信號(hào)iU作相位比較,從相位比較器輸出的誤差電壓yU則反映出兩者的相位差。yU經(jīng)R3、R4及C2濾波后得到一控制電壓dU加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳,調(diào)整VCO的振蕩頻率f2,使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1。VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器Ⅰ,繼續(xù)與iU進(jìn)行相位比較,最后使得f2=f1,兩者的相位差為一定值,實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開(kāi)關(guān)K撥至13腳,則相位比較器Ⅱ工作,過(guò)程與上述相同,不再贅述[6]。
3 FSK簡(jiǎn)介
3.1 FSK基本概念與特點(diǎn)
數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波,把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)(已調(diào)信號(hào))的過(guò)程。在接收端通過(guò)解調(diào)器把帶通信號(hào)還原成數(shù)字基帶信號(hào)的過(guò)程稱為數(shù)字解調(diào)。利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波,實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制的技術(shù)稱為鍵控法。數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控(FSK—Frequency Shift Keying),二進(jìn)制頻移鍵控記作2FSK。它是鍵控法的一種,是利用載波的頻率變化來(lái)傳送數(shù)字信息,即用所傳送的數(shù)字信息來(lái)控制載波的頻率。2FSK信號(hào)便是 符號(hào)“1”對(duì)應(yīng)于載頻,而符號(hào)“0”對(duì)應(yīng)于載頻(與不同的另一載頻)的已調(diào)波形,而且與之間的改變是瞬間完成的[7]。
從原理上講,數(shù)字調(diào)頻可用模擬調(diào)頻法來(lái)實(shí)現(xiàn),也可用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)。模擬調(diào)頻法是利用一個(gè)矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)頻,是頻移鍵控通信方式早期采用的實(shí)現(xiàn)方法。而鍵控法則是利用受矩形脈沖序列控制的開(kāi)關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選通,它是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式,它的主要優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為容易、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、轉(zhuǎn)換速度快、波形好、穩(wěn)定度高且抗噪聲與抗衰減的性能較好,故在中低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。
2FSK信號(hào)的表達(dá)式和波形圖如下所示:
在2FSK信號(hào)中,載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在1f和2f兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化。故其表達(dá)式為:
假設(shè)二進(jìn)制序列s(t)為l01001時(shí),則2FSK信號(hào)的波形如圖3-1所示
FSK調(diào)制原理框圖如圖4-1所示: 式(3-4) nj和nq分別是第n個(gè)信號(hào)碼元的初相位。在移頻鍵控中,nj和nq不攜帶信息,通常可令和為零。
3.2 FSK的發(fā)展及應(yīng)用前景
1)FSK Modem MSM7512B在電力線通信中的應(yīng)用:MSM7512B是由OKI公司推出的關(guān)于FSK調(diào)制解調(diào)的芯片。電力線作為一種通信傳輸介質(zhì),具有可變信號(hào)衰減、阻抗調(diào)制、脈沖噪聲以及等幅振蕩波干擾等不利數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦浴榱伺懦@些干擾,目前利用電力線進(jìn)行通信的產(chǎn)品有很多,通信質(zhì)量和距離各有差異。這里介紹的是利用FSK調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512B來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。這種傳輸方法是隔離(變壓器隔離方式)的。當(dāng)通信距離較遠(yuǎn)時(shí),可用MSM7512B替代隔離的RS-485接口芯片。它具有抗干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、可靠性高、投資少、建設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也存在著數(shù)據(jù)傳輸速度低(只能達(dá)到1200bps),在通信距離變得很遠(yuǎn)時(shí)誤碼率有所增高的缺點(diǎn)。這種基于MSM7512B來(lái)實(shí)現(xiàn)電力線通信已經(jīng)在智能小區(qū)數(shù)據(jù)通信的實(shí)踐應(yīng)用中取得了良好的使用效果。
2)來(lái)電顯示:來(lái)電顯示的傳輸信息的方式有2種:FSK和DTMF。FSK方式與DTMF方式相比有如下的優(yōu)勢(shì):(l)數(shù)據(jù)傳輸速率高,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能傳的字符數(shù)較多;(2)FSK方式可以支持ASCII字符集,而DTMF方式只能支持?jǐn)?shù)字及少數(shù)字符。目前采用FSK方式的國(guó)家和地區(qū)有:美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、西班牙、新加坡等;采用DTMF方式的則主要是以瑞典為代表的一些歐洲國(guó)家等。
3)藍(lán)牙(Bluetooth)通信設(shè)備:藍(lán)牙(Bluetooth)是應(yīng)用FSK調(diào)制解調(diào)的一個(gè)重要領(lǐng)域之一。藍(lán)牙可替代短距離線纜,實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)電話、便攜式電腦和其他電子裝置間的無(wú)縫線連接。越來(lái)越多的旅館、郵局、高爾夫球場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、會(huì)議中心和商業(yè)領(lǐng)域都在采用藍(lán)牙技術(shù)[5]。4 利用鎖相環(huán)芯片實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的調(diào)制4.1 FSK信號(hào)調(diào)制的基本原理數(shù)字調(diào)頻信號(hào)可以分為兩種情況,即相位連續(xù)和相位離散。如果兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供,則它們之間相位互不相關(guān),稱它為相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào);如果兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供,只是將其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻,這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載頻就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。
? 4 利用鎖相環(huán)芯片實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的調(diào)制
4.1 FSK信號(hào)調(diào)制的基本原理
數(shù)字調(diào)頻信號(hào)可以分為兩種情況,即相位連續(xù)和相位離散。如果兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供,則它們之間相位互不相關(guān),稱它為相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào);如果兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供,只是將其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻,這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載頻就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。FSK調(diào)制原理框圖如圖4-1所示
4.2 利用NE564實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)調(diào)制電路的設(shè)計(jì)
如下圖4-2所示,該電路圖是由NE564等構(gòu)成的FSK調(diào)制電路。在電路中,NE564是一種模擬鎖相環(huán)PLL集成電路,用雙態(tài)信號(hào)控制CD4016模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行FSK調(diào)制。其中CD4016使NE564的2腳電壓,在1.42V~5V之間轉(zhuǎn)換,即5Vx[R2/(R1十R2)]=1.42V。因此,在相位連續(xù)的情況下,就可以改變壓控振蕩器(VCO)的輸出。當(dāng)VCO中心頻率的電容C0固定不變時(shí),F(xiàn)SK頻率之間的偏移可通過(guò)R1和R2進(jìn)行調(diào)整[9]。
4.3 利用CD4046實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)調(diào)制電路的設(shè)計(jì)
圖4-3 FSK調(diào)制電路圖
為了使得CD4046的VCO振蕩頻率穩(wěn)定,要求VCO控制端的控制電平穩(wěn)定,為此在VCO控制端輸入前加一級(jí)緩沖器。CD4046的VCO輸出波形是占空比為50%的方波,因而要加入帶通濾波器。CD4046中VCO的振蕩頻率由外接電容C,電阻R1、R2和控制端輸入電壓共同決定。設(shè)CD4046的電源電壓為DDV,“地”電平電壓為SSV,則當(dāng)VCO控制端輸入電壓為SSV時(shí),其振蕩頻率為:
f和Sf的選值既要考慮實(shí)際信道的寬度,又要考慮調(diào)制指數(shù)h。
5 利用鎖相環(huán)芯片實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的解調(diào)
FSK信號(hào)的解調(diào)有多種方式,本論文選用集成鎖相環(huán)CD4046進(jìn)行FSK解調(diào),我們知道,鎖相環(huán)路鑒頻門限比斜率鑒頻器的鑒頻門限值低3dB左右。在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí),使其鎖定在FSK的一個(gè)載頻1f上,對(duì)應(yīng)輸出高電平,而對(duì)于另一載頻2f失鎖,對(duì)應(yīng)輸出低電平,那么鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調(diào)的基帶信號(hào)序列。選擇鎖相環(huán)路的同步帶和捕捉帶大于SMff-,且鎖相環(huán)路中VCO的振蕩頻率覆蓋Mf和Sf。當(dāng)輸入FSK信號(hào)時(shí),鎖相環(huán)路處于鎖定狀態(tài);當(dāng)輸入頻率為Mf信號(hào)時(shí),環(huán)路中的低通濾波器輸出為一高電平;當(dāng)輸入頻率為Sf的信號(hào)時(shí),低通濾波器輸出為一低電平,這樣就完成了FSK信號(hào)的解調(diào)。利用CD4046實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的解調(diào)電路原理框圖、電路圖分別如圖5-1及圖5-2所示。
6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
6.1 利用鎖相環(huán)芯片實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)調(diào)制和解調(diào)的結(jié)果分析
通過(guò)利用鎖相環(huán)NE564和CD4046設(shè)計(jì)的FSK信號(hào)調(diào)制和解調(diào)電路,我在整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中收獲到許多在課本中學(xué)不到和見(jiàn)不到的新知識(shí)。在其中,我感受到制作一個(gè)電路板的不易和艱辛,并且也磨練了自己的心智與耐心,懂得靜下心去檢查和調(diào)試電路。也學(xué)會(huì)了一些芯片的使用方法,并通過(guò)自己的努力做出了電路板,學(xué)會(huì)了芯片的封裝、電路板的制作與焊接等工作。以下就為FSK信號(hào)調(diào)制與解調(diào)電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1)鎖相環(huán)NE564制作的FSK調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
電路輸入端接入矩形波,在二進(jìn)制基帶矩形脈沖序列的控制下通過(guò)開(kāi)關(guān)電路對(duì)兩個(gè)頻率源進(jìn)行選通,使其在每個(gè)碼元周期中輸出f1或f2兩個(gè)載波之一。當(dāng)輸入為矩形波的高電平時(shí),由于鎖相環(huán)的鎖相功能,使得輸出為頻率較高的波形;
當(dāng)輸入為矩形波的高低電平時(shí),同樣,由于鎖相環(huán)的作用,使得輸出為頻率較低的波形;最后就形成了輸出波形為頻率不同的疏密波。 2)鎖相環(huán)CD4046制作的FSK解調(diào)電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
在電路中,是將2FSK信號(hào)分解為上下兩路2ASK信號(hào)分別進(jìn)行解調(diào),然后進(jìn)行抽樣判決,直接比較兩路信號(hào)抽樣值的大小,接收時(shí)比較上下支路的樣值大小,若樣值大,應(yīng)判為“1”,反之判為“0”。這樣就得到了輸出信號(hào)的波形。
6.2 課題的主要研究工作及意義
課題主要研究了FSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制及解調(diào),使系統(tǒng)簡(jiǎn)單,并要調(diào)制解調(diào)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn),能正確的完成調(diào)制解調(diào)任務(wù)。
數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)有著十分重要的地位,在數(shù)字通信系統(tǒng)中,由于基帶數(shù)字信號(hào)包含了許多的低頻部分,如果要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,特別是 在有限帶寬的高頻信道或無(wú)線光纖信道傳輸時(shí),就必須要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制,使基帶信號(hào)的功率譜可以搬移到較高的載波頻率上,這種技術(shù)就稱為數(shù)字調(diào)制(Digital Modulation)[11] 。它可分別對(duì)載波的頻率、幅度以及相位進(jìn)行調(diào)制,從而就有了移頻鍵控(FSK) 、移幅鍵控(ASK) 、移相鍵控(PSK) 等調(diào)制方式。同時(shí),數(shù)字調(diào)制技術(shù)也是時(shí)分復(fù)用的基本技術(shù),其中FSK 是利用數(shù)字信號(hào)去調(diào)制載波的頻率,是一種較早的信息傳輸方式,也使得FSK也在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
評(píng)論
查看更多