频移键控数字调制器电路设计 - 图文

兰州理工大学设计实验报告西。

要求。我们要对Multisim有大概的了解，怎么实现仿真的的过程，这都是我们需要学习的东

在调制的时候是用变频器对输入信号进行变频，输入两个不同的频率的信号，再通过正弦振荡器对数字基带信号进行变频处理，用模拟开关对两个信号进行控制，最后输出2FSK调制信号。

数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的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”对应于载频 （与 不同的另一载频）的已调波形。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早期采用的实现方法。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率源进行选通。移频键控（FSK）是数字通信中最常用的一种调制方式。FSK方法简单，易于实现，并且解调不需要恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能较强,键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现。缺点是占用频带较宽，频带利用不够经济。FSK主要应用于低中速数据传输，以及衰落信道和频带较宽的信道中。

本文介绍的重点就是用multisim模块仿真应用2FSK信号的调制过程，应用的即是分频变频技术。

本课程设计基于multisim动态仿真环境，并通过实物连通示波器看输出的波形。根据2FSK调制原理，设计了频移键控数字调制器电路。利用multisim功能模块，建立FSK调制系统仿真模型，经过仿真分析，其结果与理论分析结果相同。在仿真过程中，充分发挥了multisim功能强大，建模简单，参数易于调整的特点。结果表明，基于的multisim仿真模型，能够反映出2FSK调制解调系统的动态工作过程，其可视化界面具有很好的演示效果，为通信系统的设计和研究提供了强有力的工具，也为理论学习提供了一条非常好的途径。

四、单元电路原理分析

要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号，我们采用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立的频率源的真的作为输出。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度频率，它的转换速度快，波形好。

4.1 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，

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兰州理工大学设计实验报告调信号。如图4-1所示:

1413154681211VDDIN1S1IN2S2IN3S3IN4S4VSS7D1D2D3D4

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2FSK已

U4239104066BD_10V图4-1模拟开关

4.2 变频电路

变频电路是将输入的二进制数字基带信号通过控制载频转换成已调信号，即2FSK调制信号。电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生，经过开关K901、K902送入。两路载频分别经射随、LC选频、射随再送至模拟开关。其中LC选频电路函数：网络如图4-2所示：

，选频

图4-2变频电路图

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兰州理工大学设计实验报告五、整体详细电路的设计与仿真

2FSK信号产生的方法一般有两种：一种叫直接调频法，另一种叫频移键控法。所谓直接调频法，就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的某种参数，而达到改变振荡频率的目的。虽然方法简单，但频率稳定度不高，同时转移速度不能太高；键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路，对两个不同的独立频率源进行选通。一般来说，键控法采用两个独立的振荡器,得到的是相位不连续的2FSK信号；而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生，则得到相位连续的2FSK信号。

2FSK信号便是0符号对应于载频f1，1符号对应于载频f2（与f1不同的另一个载频）的一调制波形，而f1与f2的改变是瞬间完成的。

5.1整体电路设计的方案论证

方案一:模拟调频法。即直接利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得。如图5-1所示：

S(t)

图5-1 模拟高频器

直接调频法是频移键控通信方式早期采用的实现方法。其优点是调制方便，设备简单，得出的是2FSK信号，相位连续。

方案二：键控法。即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率源进行选通。本课程设计采用键控法产生2FSK信号，即用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如图5-2所示：

2FSK

图 5-2键控法

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兰州理工大学设计实验报告备要复杂些，得出的是2FSK信号，相位不连续。

2FSK键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，故应用广泛，但设

本实验采用开关法产生2FSK信号，则分别由两个独立的频率源产生的信号，故相邻码的相位不一定是连续的，数字基带信号以及2FSK调制信号如图5-3所示:

图 5-3 数字基带信号以及2FSK调制信号图

5.2频移键控数字调制器电路调制的整体电路图的设计

如图5-4所示

21DA+_+XSC1Ext Trig+_B_+XSC2A_+B_Ext Trig+_C7V710μFR133kΩQ12N2219AV1R822kΩR451.5ΩC15.1nFC1147μFR622kΩR5620Ω12 V Q22N2219AC1047μF1093D4D3D2D1VDD14A+_XSC3Ext Trig+_B+_0 V 5 V 0.015625msec 0.03125msec R222kΩR3620ΩL16.8mH4066BD_10V7VSSS4IN4S3IN3S2IN2S1IN111128645113U1VCC5V4~1PR1Q52U2A74LS04NU3AC410μFR1533kΩQ52N2219AL3R1622kΩR17620Ω8.2mHC315nFR951.5ΩC1247μFR2122kΩV312 V Q62N2219AC5R73kΩV212 V

V431CLK~1Q6~1CLR1R1922kΩ74ALS74AMR18620Ω47μF0 V 5 V 0.5msec 1msec 图5-4整体电路原理图设计

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