2015数字通信技术（高教版）课件：5.3 移频键控调制（FSK）.pptVIP

数字信号的频带传输 　　1．理解典型数字调制信号的波形与特点，能画出这些信号的波形。 　　2．理解频分多路复用原理。 　　3．理解调制解调器的功能、类型，基本原理框图。 　 4．了解各种数字调制方式中调制和解调的方法。 　 5．了解数字通信中的同步技术。 　　掌握典型数字调制信号的波形与特点；调制解调器。 序　号 内 容 学　时 1 5.1　概述 0.5 2 5.2　振幅键控调制（ASK） 1 3 5.3　移频键控调制（FSK） 2 4 5.4　移相键控调制（PSK） 2 5 5.5 常用改进型数字调制技术 2 6 5.6 同步技术概念 0.5 7 习题和小结 8 本章总学时 8 　　学时分配 　　教学难点 5.1　概述 5.2 振幅键控调制（ASK） 5.3 移频键控调制（FSK） 5.4 移相键控调制（PSK） 5.5 常用改进型数字调制技术 5.6 同步技术概念 一、FSK信号的产生 二、FSK信号的解调 　　移频键控调制是用数字信号来控制高频载波频率的变化，调制后的载波信号频率代表了要传送的数字信号。 　 2FSK波形特点：数字信号的“1”对应于高频载波f1，数字信号的“0”对应于高频载波f2，用二个高频载波来代表二个数字信号，而且频率f1和f2之间的改变是瞬间完成。 　　1.直接调频法 　 图5.6给出了直接调频法产生2FSK信号的电路原理图。 图5.6 直接调频法产生2FSK信号 　　直接调频法简单易行，但频率稳定度差，因而实际应用范围不广。 　 随着所要传输的数字信号取值不同，振荡器的振荡频率相应改变，从而达到了对高频载波键控的目的。 　 　　从图中可见用数字基带信号控制电容C1是否接入LC振荡回路，从而改变振荡器的输出频率。 　　直接调频法简单易行，但频率稳定度差，因而实际应用范围不广。 　 随着所要传输的数字信号取值不同，振荡器的振荡频率相应改变，从而达到了对高频载波键控的目的。 　 　　2.频率键控法 　 频率键控又称为频率转换法，它是用数字信号去控制电子开关门电路，使电子开关在二个独立的振荡器之间转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号，其原理框图和各点波形如图5.7所示。 图5.7 频率键控法原理框图及其波形 　　图中选通门I和选通门II均为电子开关，用于控制振荡信号f1和f2是否到达加法器。两个电子开关均受控于输入信号S(t)。由于选通门II的前方接有反相器，因而对于同一码元而言，它们的工作状态刚好相反。 　　f1和f2两个信号经加法器输出，便形成了频移键控信号SFSK，有关各点的波形如图5.7(b)所示。 　　在这种方法中，产生的f1和f2两个振荡信号要与码元参数有固定的关系，输出的2FSK信号的相位才会是连续的。 　　频移键控法的特点是转换速度快，波形好，频率稳定度高，电路不甚复杂，故得到广泛应用。 　 数字调频信号的解调方法主要有相干解调和非相干解调。 　 过零检测法的基本思想是：数字调频波的过零点数随高频载波的变化而变化。高频载波频率高，过零点数目多；高频载波频率低，过零点数目少。从检测过零点的数目，就可以得到频率的差异，从而还原出数字信号，所以过零检测法又称为计数法。 　　1.过零检测法 　 过零检测法的原理方框图及各点波形如图5.8所示。 图5.8 过零检测法方框图及各点波形图 　　设输入是一个相位连续的FSK信号a，经放大限幅得到一个矩形方波b，微分电路得到双向微分脉冲c，经全波整流得到单向尖脉冲d。单向尖脉冲的密集程度反映了输入信号的频率高低，尖脉冲的个数就是信号过零点的数目。 　　单向脉冲触发一个脉冲发生器，产生一串幅度为E、宽度为τ的矩形归零脉冲e。脉冲串e的直流分量代表着信号的频率，脉冲越密，直流分量越大，反映着输入信号的频率越高。经低通滤波器就可得到脉冲串e的直流分量f ，这样就完成了频率—幅度变换，再根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。 　 原理分析： 　　2.包络检测法 　　包络检测法是FSK信号非相干解调方法， 其方框图和各点波形如图5.9(a)(b)所示。 图5.9（a） 2FSK信号包络检波方框图 图5.9(b) 2FSK信号包络检波波形图 　　框图中用二个窄带的带通滤波器分别滤出代表数字信号的高频载波f1和f2，经过包络检波器后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到取样判决器进行比较，从而判决出基带数字信号。 　　设频率f1代表数字信号“1”，f2代表数字信号“0”，则抽样判决器的判决准则应为： 　　υ1 ＞ υ2 即 υ1 － υ2 ＞ 0，