P18-二进制数字调制原理-2FSK

第七章二进制数字带通传输系统主要内容：7.1

数字带通传输系统概述7.2二进制数字调制原理：2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK7.3二进制数字调制系统的抗噪声性能7.4二进制数字调制系统的性能比较22FSK信号的表示、时间波形2FSK信号的功率谱密度

2FSK信号的调制原理2FSK信号的解调7.2.1二进制数字调制原理-2FSK3移频键控是正弦载波的频率随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制移频键控2AFK。

2FSK信号的表示、时间波形FSK:FrequencyShiftKeying假设二进制基带信号“1”—>f1

，“0”—>f2

4二进制移频键控信号的时间波形aak1011001ts(t)ts(t)bcdtefgt2FSK信号ttte+f=g，2FSK可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。5则二进制移频键控信号的时域表达式为：假设二进制基带信号“1”—>f1

，“0”—>f2

其中基带信号是单极性NRZ2FSK信号的表示62FSK信号的功率谱密度

2FSK可以看成由两个不同载波的2ASK信号的叠加2FSK的功率谱密度可以近似表示成两个不同载波的2ASK信号功率谱密度的叠加。e2FSK(t)=∑ang(t-nTs)cosω1t+∑bng(t-nTs)cosω2t=s1(t)cosω1t+s2(t)cosω2t(等概率P=1/2时)782FSK信号的功率谱示意图92FSK信号的功率谱由离散谱和连续谱所组成；离散谱位于两个载频f1和f2处；连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加形成；若|f1-f2|≤fB，则连续谱在fc处出现单峰；若|f1-f2|>fB，则连续谱出现双峰。所需传输带宽B2FSK=|f1-f2|+2fB

fB=1/TB，与RB数值相等，单位不同2FSK信号功率谱密度特点102FSK系统的频带利用率为了便于接收端解调，要求2FSK信号的两个频率f1,f2间要有足够的间隔。对于采用带通滤波器来分路的解调方法，通常取|f2-f1|=(3～5)RB。于是，2FSK信号的带宽为相应地，这时2FSK系统的频带利用率为112FSK调制器原理框图(b)数字键控法(1)(a)模拟调频法压控振荡器载波载波~f1~f2sFSK(t)s(t)=0s(t)=1载波载波~f1~f2s2FSK(t)2FSK调制原理12核心思想：一路2FSK视为2路2ASK信号的合成。(c)数字键控法(2)2FSK调制器原理框图13非相干解调法（包络检波法）相干解调法鉴频法过零检测法差分检测法1路2FSK视为2路2ASK信号的合成;--采用分路的解调方法2FSK的解调通常取|f2-f1|=(3～5)RB142FSK非相干解调器(包络检波法)原理图e2FSK(t)带通滤波器w1包络检波器抽样判决器输出定时脉冲带通滤波器

w2包络检波器v1v2s’(t)2FSK信号的包络检波法问题：BPF1、BPF2带宽？中心频率?抽样判决器的判决规则?BPF1BPF2使信号通过使信号通过152FSK非相干解调过程的时间波形111000001012FSK信号v1下支路全波整流输出v2上支路全波整流162FSK相干解调器原理图2FSK信号的相干解调法e2FSK(t)带通滤波器w1低通滤波器抽样判决器输出定时脉冲带通滤波器w2低通滤波器相乘器相乘器cosw1tcosw2tv1v2核心思想：一路2FSK视为2路2ASK信号的合成。17鉴频法解调原理图2FSK信号解调的鉴频法原理：鉴频器输出电压与输入信号频率偏移成正比。带通滤波器鉴频器低通滤波器抽样判决判决门限182FSK信号的过零检测法原理:

单位时间内信号经过零点的次数多少，可以用来衡量频率的高低。想法：把过零数目不同转换为电压不同。19过零检测法原理图和各点时间波形f00110020

2FSK输入信号经放大限幅后产生矩形脉冲序列；

微分及全波整流形成与频率变化相应的尖脉冲序列，这个序列就代表着调频波的过零点；尖脉冲触发一宽脉冲发生器，变换成具有一定宽度的矩形波，该矩形波的直流分量便代表着信号的频率，脉冲越密，直流分量越大，反映着输入信号的频率越高；

低通滤波器就可得到脉冲波的直流分量。这样就完成了频率－幅度变换，从而再根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。21差分检波法原理图带通滤波器输入

低通滤波器输出时延τ×抽样判决器2FSK信号的差分检波法通过合理选择时延τ，使V与w成正比，根据V，抽样判决，提取出数字基带信号。V22设某2FSK调制系统的码元传输速率为1000B，已调信号的载频为2000Hz或1000Hz：（1）发送数字信息为011010，画出相应的2FSK信号波形；（2）这时的2FSK信号应选择怎样的解调方法。[7.2-3]（1）设载频2000Hz对应“0