2FSK调制的简单数字通信系统设计报告.doc

2FSK调制的简单数字通信系统
一、系统概述
数字频率调制又称频移键控(Frequency Shift Keying)，二进制频
键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送
数字消息控制载波的频率。 2FSK信号便是符号“1”对应于载频，而符号“0
对于载频（与不同的另一载频）的已调波形，而且与之间的改变是瞬间完成的
2FSK键控法 则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频
源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，
应用广泛。系统由电源电路 、基带信号产生电路、32KHz正弦载波产生电路
16KHz正弦载波产生电路、调制电路、解调电路组成
二、单元电路的设计与分析

1.电源电路

图1
电源电路主要有整流桥，变压器以与稳压模块（lm7805,lm7812,lm7905,lm7912）,经过上述稳压模块分别输出+5v,+12v,-5v,-12v的电压，其稳压模块芯片均为三管脚，78系列1为输入，2为接地，3为输出，而79系列1为接地，2为输入，3为输出

2.基带信号产生电路

图2
仿真结果
图3
由仿真结果可知，该电路可以产生1110010的序列，并且可以进行极性转换。

a..移位寄存器部分

图3
QB
QC
QD
SR
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
表1
反馈系数为，为了让该电路自启动，对逻辑表达式进行了修改，使电路能够自启动。
b..由555产生时钟信号部分

图4 由555定时器组成的多谐振荡器

利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。
用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555放电三极管T导通，此时电容C2通过R3、Rp放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为
tpL= ( R3 +Rp) C2ln2 (3-1) 当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R3、Rp 向电容器C2充电，Vc由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为
tpH= (R1+R3+ Rp) C2ln2=0.7( R1+R3+ Rp) C2 (3-2)
当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图4，其震荡频率为
f=1/（tpL+tpH）=1.43/(R1+2R3+2Rp) C2 (3-3)

图5 由555定时器组成的多谐振荡器工作波形
(3) 极性转换电路
从555输出的是幅度为5V的方波，经过了运算放大器，，为5V，从而产生了正负5V的基带信号

3．16KHz正弦载波产生电路
由NE555产生方波，参数公式为：
中心频率，占空比为，然后将产生的方波信号通过一个极性转换电路，产生双极性方波，再通过一个中心频率为16KHz的低通滤波器，低通滤波器频率

图6 16KHz正弦载波产生电路
图7 仿真结果（1)

图8 仿真结果（2）
4.．32KHz正弦载波产生电路
图9
图10 仿真结果
五．调制电路

模拟开关4066由数字键控实现，该电路中4066的输入引脚有IN1和IN2，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。VDD=+12V，VSS=-12V。本实验对基带信号与其反信号同时输入，交替选择控制载波频率，实现二进制的频率调制，二进制频移键控

图11、调制电路

图12、调制仿真结果

6、解调电路
先将正弦波转换成方波再输入锁相环，用一个电压比较器电路实现。
在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频f1上，对应输出高电平，而对于另一载频f2失锁，对应输出低电平，那么在锁相环路输出端就可以得到解调的基带信号序列。
图13、锁相环解调电路
其中，
元器件明细表：
名称
参数
数量
7805

1
7905

1
7812

1
7912

1
74LS194

1
74LS27

1
74LS86

1
TL084

4
4066

1
NE555

3
CD4046

1
电阻
30Ω、、3KΩ、5.1KΩ、8KΩ、3.3KΩ、50KΩ、
1KΩ
若干

电容
1nF
2.2mF
3nF
1nF
1.5nF
1.6nF
220pF
若干

参考文献：
《通信原理》
《数字电路》
《低频电子线路》
《高频电子线路》

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