通 姓 名：学 号：专业班级：
信 原 理 综 合 设 计
周禄平 6100212144 通信工程121班
2FSK调制与非相干解调电路设计
一、目的与意义
通过本次课程设计，使学生加强对高频电子技术电路和通信原理的理解，学会查询资料，方案比较，以及设计计算等环节。进一步通告分析解决实际问题的能力，创造一个动手动脑、独立开展实验的机会，锻炼分析，解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化，通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。
二、基本原理
2FSK信号波形图如1-1图所示，它是由调制信号去控制载波信号，用载波的频率来传递数字信息，即用所传递的数字消息控制载波的频率。
图1-1 2FSK信号波形图
2.1 2FSK信号的调制原理
FSK信号的产生有两种方法：直接调频法和频移键控法。
直接调频法是数字基带信号直接奇偶内阁制载波振荡器的振荡频率。虽然方法简单，但频率稳定度不高，同时转移速度不能太高。
频移键控法有两个独立的振荡器。数字基带信号控制开关，选择不同频率的高频振荡信号，从而产生FSK调制。
本设计采用键控法产生2FSK信号，其原理框图如下。
图2-1键控法产生2FSK信号的原理框图
2.2 2FSK信号的解调原理
2FSK信号的常用解调方法是采用如图2-2所示的非相干解调（包络检波）和相干解调。其解调原理是将2FSK信号分解成上下两路2ASK信号分别进行判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限。判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“1”对应载波频率f1，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。
图2-2 2FSK信号解调原理图
除此之外，2FSK信号还有其他解调方法，比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等。图2-3给出了过零检测法的原理框图及各点时间波形。过零检测法的原理基于2FSK信号的过零点数随不同频率而异，通过检测过零点数目的多少，从而区分两个不同频率的信号码元。在图2-3中，2FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列，这些尖脉冲序列的密集程度反映了信号的频率的高低，尖脉冲的个数就是信号过零点数。把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲，以增大其直流分量，该直流分量的大小和信号频率的高低成正比。然后经低通滤波器取出此直流分量，这样就完成了频率——幅度变换，从而根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。
图2-3过零检测法原理图及各点时间波形
三、单元电路设计原理与分析
3.1基带信号的产生
本设计采用频率为600Hz的7位伪随机码，其电路设计如图3-1
图3-1基带信号7位伪随机码的产生电路
3.2调制单元
3.2.1模拟开关电路
输入的基带信号由转换开关分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，此时输出f1=32KHz，当基带信号为“0”时，模拟开关2开通。此时输出f2=16KHz，于是可在输出端得到FSK已调信号。
图3-2模拟开关电路4066芯片
3.2.2振荡电路
图3.3振荡电路
电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生，经过两个开关送入。两路载频分别经射随、LC选频、射随再送至模拟开关。
LC选频电路函数：f?1/2?LC 3.2.3 2FSK调制电路的整体电路