1、基于 VHDL 的 2FSK 调制与解调 第一章第一章 概述概述 1.1 1.1 引言引言 FSK 信号可利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行 调频而获得, 这正是频率键控通信方式早期采用的实现方法,也是利用模拟调频法 实现数字调频的方法.FSK 信号的另一方法是采用键控法,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进行选通. 二 进制 FSK 信号的常用解调方法是采用非相干检测法和相干检测法。 1.2 1.2 FSK FSK 简介简介 FSK 是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来 较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。
2、1.31.3 FSFSK K 的发展的发展 FSK 是载波频率随数字信号变化的一种调制方式，近十年来，数字移动通信 新系统的开发取得了巨大进展，要求传输数字化的信令，又传数字化的信息，因 而系统必须采用数字调制技术，然而一般的数字调制技术：如 移相键控 PSK， 频移键控 FSK，因传输效率低而无法满足移动通信的要求：为此；需要专门研究 一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调制技术，尽可能地提高单位 频带内传输数据的比特率。适应移动通信的要求；目前已发展为：正交相移键控 QPSK、正交调幅 QAM、最小移频键控 MSK、高斯最小移频键控 GMSK 等。 第第二章二章 总体设计方案总体设
3、计方案 2.12.1 实验原理实验原理 所谓 FSK 就是用数字信号去调制载波的频率。 本实验中,二进制的基带信号 是用正负电平来表示的。 “1”码对应于载波频率 F1, “0”对应于 F2。使其输出 频率为 f1 和 f2 相间的正弦波行。 FSK 信号的解调分为相干解调法和非相干解调法。非相干解调分为鉴频法, 过零检波法,微分法等.（本实验采用相干方式）类型：二进制移频键控(2FSK)， 多进制移频键控(MFSK). 相位不连续的FSK信号可以看作是两个不同载波频率的ASK以调信号的叠加. 因此其功率谱是两个 ASK 信号功率之和.当基带信号不含直流分量时，其带宽为 BFSK=|f2-f1
4、|+2fs。 2.2 2.2 FSKFSK 调制器的工作原理调制器的工作原理 FSK 调制功能框图如图, 基于 VHDL 的 2FSK 调制与解调 图 2.1 FSK 调制功能框图 首先由晶振电路产生正弦波信号,然后在经过分频器后.再分别通过两个带 通滤波器,产生 f1 和 f2 两个载频.用1 0码和巴可码来控制模拟开关的 数字基带信号,其中:巴克码是一种具有特殊规律的二进制码组。 它是一个非周期 序列，一个 n 位的巴克码X1，X2，X3， Xn。，每个码元只可能取值十 1 或 一 1，它的局部自相关函数为: nj nj jn xxjR jn j jii 当 当 当 0 0 0 1,1,0
5、)( 1 表中“”表示 Xi 取值为十 l，“”表示 Xi 取值为l，以七位巴克码组 +-+-为例，求出它的自相关函数如下：同样可以求出 j2，3，4，5，6， 7 时 R(j)的值分别为l，0，l，0，l，O。另外，再求出 j 为负值的自相关 函数，两者一起画出的七位巴克码的 R(j)与 j 的关系曲线如图 2.4 所示。由图 可见，自相关函数在 j0 时具有尖锐的峰值。 图 2.4 巴克码的自相关函数 基于 VHDL 的 2FSK 调制与解调 产生巴克码的方法常用移位寄存器，七位巴克码产生器如图 2.5： 图 2.5 巴克码产生器 图 2.5(a)是串行式产生器， 移位寄存器的长度等于巴克
6、码组的长度。 七位巴 克码由七级移位寄存器单元组成， 各寄存器单元的初始状态由预置线预置成巴克 码组相应的数字。七位巴克码的二进制数为 lll00lO，移位寄存器的输出端反馈 至输入端的第一级， 因此， 七位巴克码输出后， 寄存器各单元均保持原预置状态。 移位寄存器的级数等于巴克码的位数。 另一种是采用反馈式产生器，同样也可 以产生七位巴克码，如图 2.5(b)所示，这种方法也叫逻辑综合法，此结构节省 部件。巴克码的识别仍以七位巴克码为例，用七级移位寄存器、相加器和判决器 就可以组成一个巴克码识别器， 如图 2.6 所示， 各移位寄存器输出端的接法和巴 克码的规律一致，即与巴克码产生器的预置状态相同。 基于 VHDL 的 2FSK 调制与解调 图 2.6 巴克码判决 当输入数据中的 1 进入移位寄存器时，输出电平为l，而 0 进入移位寄存 器时，输出电平为l，识别器实际是对输入的巴克码进行相关运算。 当七位巴克码在图 2.7
