用鎖相環(huán)設(shè)計(jì)FSK調(diào)制解調(diào)器

1、用鎖相環(huán)設(shè)計(jì)FSK調(diào)制解調(diào)器附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net東南大學(xué)徐衛(wèi)東附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net附護(hù)Q1Q Chi

2、na Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .netS ttW岀5一、引 言在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，F(xiàn)SK調(diào)制解調(diào)器(FSK MODEM)作為信道編碼器有著其重要的地位. 當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要用電話線路進(jìn)行遠(yuǎn)程通信時(shí)，很 多場(chǎng)合下都是借助于FSK MODEM,將計(jì)算機(jī)的 數(shù)據(jù)調(diào)制在音頻上，使其得以通過電話效路傳送; 在數(shù)字無線通信中，更多的情況下也是用FSK MODEM來完成數(shù)字信號(hào)的基帶調(diào)制.因此， FSK MODEM是大多散數(shù)字通信系統(tǒng)所不可缺少 的組成部分.實(shí)現(xiàn)FSK MODEM的方丈很多，

3、國(guó)外巳有 專門的FSK MODEM集成芯片，但這類芯片外 匯價(jià)格很高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)又無供應(yīng)，為解決這個(gè)工 程難題，本文通過對(duì)載相環(huán)(PLL)工作原理的 分析，提出了用通用集成鎖相環(huán)進(jìn)行FSK MODEM的設(shè)計(jì)，井在實(shí)際工作中廣泛使用，取 得了較好的效果.其借點(diǎn)曼：利用較少的電路元 再件實(shí)現(xiàn)了高性能的FSK MODEM,且成本很 低.本文就有關(guān)的器件提供了詳細(xì)的技術(shù)資料， 對(duì)FSKMODEM的電路設(shè)計(jì)，給出了具體的計(jì) 算步驟和調(diào)試方法，因此，且有較高的工程應(yīng)用 價(jià)值.下面從饋相環(huán)的工作原理開始，介紹利用鎖 相環(huán)設(shè)it FSK MODEM的基本原理和方法.二、鎖相環(huán)的工作原理鎖相環(huán)是一個(gè)相位自動(dòng)跟蹤系

4、統(tǒng)，它包括三 個(gè)基本部分：鑒相器(PD)、環(huán)胳誡波器(LF) 和壓控扳蕩器(VCO),其基本框圖如圖1所 示.銷相環(huán)輸入信號(hào)的角頻率與VCO撮蕩頻率 之間保持的預(yù)定關(guān)系是利用它們之間的相位差來 實(shí)現(xiàn)的當(dāng)存在這樣的相位差時(shí)，在軟和環(huán)控制機(jī)構(gòu)的作用下.榕便這個(gè)相位羣我至最小.S)環(huán)ifLP圖I基本鎖相環(huán)方框圖(-)鑒相器(PD)在圖1的鎖粕環(huán)路中，設(shè)鑒相器的兩個(gè)輸入 信號(hào)分別為5和u2(t), 5和a：為各自的劃 頻率；設(shè)叭為VCO未加控制電壓時(shí)的固有頻 率用作環(huán)路的參考頻率，則有:叫", + pT叫匸叫+久.如.分別為5(臥巾的初始相 位則有：比= m Sina)9l + 0(3)小

5、店彳川丿+匕+切H)丈中：0為5、u2(t)之同的固定相移.對(duì)于橫擬鎖相環(huán)，其鑒相參是效性塑電胳, 可以看成是一個(gè)乘法器.設(shè)空為本身的 增益系數(shù)，則鑒相器輸出為：b(f) = K. «,(/) “衛(wèi))="-2【6$(01一 - 6 -Ca(2(».f + %+% + 0)式中：們和色分則代奏®、切.丈(&)表劇;' g (t)是直流和交流成份的疊 加來流展缽耳以全部袂后面的環(huán)路濾波器濾 #也此只才慮直O(jiān) ud的平均成份，則有：Cos（久 _叭_8）令K°列嚴(yán) 為鑒相母的鑒相增益,心一VCO頻率特性的斜率.卻控制靈敏 度.(四)鎖

6、相環(huán)的捕捉做定過程%=耳7廠5表示W(wǎng)、5的相差， 則有；麗"加.(7)(二) 環(huán)由上丈可知，LF的作用就是濾除溟差電& W中的離頻祁分和“,只讓W(xué)中的宜流 通過.以保證環(huán)賂所娶求的性能，增加系統(tǒng)的輕 定性.通常按海液屢傳通函數(shù)的不同，又分有二 階2型環(huán)、三階3型等等.(三) 壓控振蕩器vco)VCO受控制電壓比的控制，使VCO的頻 率向參考信號(hào)的蘋率接近，也就是便差柏頻串越 來就低，直至清除頻串差而錢定.一般情況下.VCO的頻率控制特性是非圾性 的，但在有限的控創(chuàng)電壓范國(guó)內(nèi)，其頻率需性可 由下丈表示：®2(t)«0)w + K昇 ue(c)丈中：«

7、;2(t)-VC0輸出角頻率；0.(0當(dāng)輸入借號(hào)頑串與VCO頻串不等時(shí)，在鑒 相厚里產(chǎn)生差拍浪形，這個(gè)浪形又饋入環(huán)賂去調(diào) 制VCO當(dāng)VCO匆串接近輸入質(zhì)率時(shí)，差拍施 率澤低，差拍液形的底部念來念平.當(dāng)VCO的 頻率反向交化時(shí).差頻增加.差拍波形變尖.這 種不對(duì)稱的液形所包含的直流分量使得VCO頻 率接近輸入頻率，直至環(huán)路鎖定.從環(huán)路加信號(hào)開始至環(huán)路到達(dá)鎖定狀態(tài)所需 的時(shí)同稱為捕捉時(shí)間.在二階3型環(huán)中，環(huán)內(nèi)的 有源RC比例積分濾茨器對(duì)任何小的直流電壓都 能提供足夠的故大，便得差拍破形實(shí)現(xiàn)捕捉，因 而二階3型環(huán)不論初始頻卑差有多大，總畏可以 捕抿的.當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，VCO輸出信號(hào)與環(huán)路箱 入倍號(hào)之何

8、只有一因定的穩(wěn)態(tài)相位差而無頻率 差.相位階躍輸入時(shí)環(huán)胳的殉應(yīng)如圖2所示，捕 捉過程中 (0的浪形如圖3所示.鎖相環(huán)錢相環(huán)的其它特性，限于篇福，不作敘述.附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net三、鎖相環(huán)左FSK MODEM中的應(yīng)用圖2階躍相位輸入時(shí)環(huán)路的響應(yīng)鎖相環(huán)應(yīng)用于FSK調(diào)制

9、器的電路模式很多, 大致可分為兩大類，即頻率合成法和直接移頻 法.基于工程應(yīng)用為主要目的，我們的分析將提 供有羌的電路模型和性總對(duì)比，不作詳細(xì)的理論 推導(dǎo).1.頻率合成法設(shè)計(jì)FSK調(diào)制器鎮(zhèn)相頻率合成是近年來發(fā)展的一門新技術(shù)， 它是利用鎖相環(huán)的頻率跟蹤轉(zhuǎn)性來工作的，具有 VCO撮蕩強(qiáng)、輸出功率大，易于集成、體積小等 優(yōu)點(diǎn).頻率合成法使得FSK調(diào)制器的設(shè)計(jì)具有很 多靈活的模式，我們主要介紹以下兩種情況.附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net(-)用鎖相環(huán)設(shè)計(jì)

10、FSKtf!制器當(dāng)FSK所需的兩個(gè)頻率f,和(2均已產(chǎn)生附護(hù)Q1Q China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reservthttpiZ/ki .net則可以利用碩相環(huán)獲得相位連續(xù)的FSK信號(hào)，如 09 4所示.由數(shù)字調(diào)制信號(hào)控創(chuàng)振蕩屢f(和撮蕩 » f2,以決定其中之一加至鎖相環(huán)的鑒相輸入 劃，鎖相環(huán)VCO的救出頻率始終跟蹤并鎮(zhèn)定在 輸入信號(hào)的頻聿上，這樣，"戒f?兩個(gè)信號(hào)潦在 數(shù)字調(diào)制信號(hào)的控制下就成為對(duì)欽相環(huán)VCO輸 出頻寧進(jìn)行調(diào)制的FSK借號(hào).因其產(chǎn)生的頻值旻 由h和2確定的，所以當(dāng)

11、提蕩晏h和2的頻穩(wěn) 很高時(shí)，F(xiàn)SK#號(hào)的頻瑕也很離，這也是頻率合 成法設(shè)計(jì)的FSK調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)之一.© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：圖4頻率合成法FSKflMa框圖© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：另一情況旻，F(xiàn)SK所需的兩個(gè)頻串分別為 的和艸，且抵片、耳均巳產(chǎn)生> f0>2fr

12、f0> 2f2,同樣可以和用鎮(zhèn)相環(huán)荻得相位連續(xù)的 FSK信號(hào)，如圖5所示.© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：圖5頻率合成法FSK調(diào)制器框圖© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing

13、 House. All rights reserved. http：在圖b中，人和f2的工作過程同圖4 一樣, 由裁字調(diào)制信號(hào)控制鎖相環(huán)鑒相器的輸入端，圖 中的D觸發(fā)器用作裁字混頻器.從前面的分析可 知，當(dāng)鎖相環(huán)饋定時(shí)，其鑒相器的兩水輸入信號(hào) 的頻率是相同的，則fd=f1 或 02對(duì)于由D觸發(fā)器組成的數(shù)字混頻器有fv-f0= fd» 即 ©"o+fd 所以，f嚴(yán)fo+h或fv = f0+f2.為所畫的FSK 信號(hào).的優(yōu)點(diǎn).2.直接移頻法設(shè)計(jì)FSK調(diào)制器1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing Ho

14、use. All rights reserved. h|tp|4X這種PSK調(diào)制器崔實(shí)際應(yīng)用上有很大的靈活 性.選擇不同的如甲可以在很寬的須帶范圍內(nèi) (幾十千赫至敗百兆赫)獲得較穩(wěn)定的FSK信 號(hào).運(yùn)用在不同的場(chǎng)合，改變就可以滿足環(huán)境 要求，這是頻率合成法FSK調(diào)制器的另一個(gè)突出直接移頻法是用數(shù)字調(diào)制信號(hào)直接改變VCO 的握蕩頻率，從而實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制.由公式(8)可知，當(dāng)VCO的控制電壓在某 個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，VCO的振蕩頻率為：叫皿卩+ K昇叫")式中，叫為等于眾時(shí)的VCO固有撮蕩頻 串，當(dāng)VCO的外圍器件確定后，叫是不變量; K。為VCO的控制靈敏虞，當(dāng)VCO處于圾性工作 .范圍時(shí)，K

15、o是常量.因此，要改變畋，只備提 供合適的uc(t).根據(jù)這一原理，我們提出直接移 頻法設(shè)計(jì)的FSK調(diào)制器框圖，如圖6所示.報(bào)字調(diào)制侑號(hào)加至鎖柑環(huán)的婁柑器楡入端， 與參考鑒相電平進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生誤差電壓切, 環(huán)路濾諛器濾除中的高頻分量，形成VCO 控制電壓uc(t), VCO的提蕩頻率隨的變化 而變化，從而完成FSK調(diào)制.圖6直接移頻法FSK調(diào)制器框圖這種FSK調(diào)制黑的頻率穩(wěn)定度主要由VCO 的外部定時(shí)元件確定.用阻容元件定時(shí)時(shí)，其頻 率穩(wěn)定度可達(dá)KT4的數(shù)量級(jí)；若用晶體振蕩器, 則可達(dá)到gf的數(shù)量級(jí).與頻率合成法相比，直接移頻法設(shè)計(jì)的FSK 調(diào)制器的振蕩源只有一個(gè)，電路參數(shù)便于調(diào)整, 工作穩(wěn)定

16、性也較離；而且該調(diào)制器的附加電路很 少，工作可靠性很高；這種調(diào)制器充分利用了鎖 相環(huán)本身的全部性能，性能好，成本低.在實(shí)際 工作中我們選用這類電路，具體的電路結(jié)構(gòu)和電 路計(jì)算將結(jié)合實(shí)例加以介紹.（二）用鎖相環(huán)設(shè)計(jì)FSK解調(diào)器由公式（刀可知，鎖相環(huán)鑒相器的輸出 為：u7O = K（JSin0t=KdSin（01 -02-0）當(dāng)輸入借號(hào)幅值U伽和輸出信號(hào)幅值U2m 定（用在FSK時(shí)VCO輸出是等幅的）時(shí)，心值 是常量；0是兩信號(hào)何的穩(wěn)態(tài)相位差，也是常 量.所以5、5之間的崩位差就反映在 比上，由此我們提出FSK解調(diào)器的框圖如圖7 所示.圖7 FSK解調(diào)器框圖鑒««入堆信號(hào)5為要

17、解調(diào)的FSK信 號(hào)，設(shè)計(jì)的環(huán)路淺液器的帶覚要足夠?qū)?，使鑒相 器的輸出電壓 ud（t）（包括高頻分It和直流分量） 都能顧利通過，見VCO就能跟蹤輸入FSK信號(hào) 中反映調(diào)制規(guī)律變化的瞬時(shí)頻寧，卑VCO的輸 出侑號(hào)是一個(gè)具有相同調(diào)制規(guī)體的FSK信號(hào)，這 時(shí)VCO輸入端的控制電壓就反映了所需的 FSK調(diào)制信號(hào)，uc（t）輸出濾波器取出其平均分 量，就得到了所需的FSK解調(diào)佶號(hào).具體電路和設(shè)計(jì)方法，我們下而將結(jié)合實(shí)例 加以介紹.四、集成疑相環(huán)NE56S?NE565是通用型集成鎖相環(huán)，其框圖如圖8 所示.它包抵一個(gè)用于低失真FM解調(diào)的穩(wěn)態(tài)高 踐性電壓控制撮蕩器喬一個(gè)具有良好載波抑制的 雙平衡相位檢測(cè)器，

18、VCO頻率由一個(gè)外接電阻和 井接電容來設(shè)定，用同一個(gè)電容器可以得到10： 1的調(diào)諧范圍.頻帶寬度，響應(yīng)速度、費(fèi)程范圍 內(nèi)的捕捉和牽引等閉環(huán)系統(tǒng)的特性都可以用一個(gè) 外接電阻和一個(gè)外接電容在很克的范圍內(nèi)調(diào)節(jié).NE565有如下的軸點(diǎn)：VCO的頻率穩(wěn)定度為10Oppm/t （典型 值），電淤范圍為土 bV到±12V,典型的穩(wěn)定性 為100ppm/t,解調(diào)輸出的線性度為0.2%,可 調(diào)同步范囲從±1%到大于±60%VCO控制靈敏度心=6600Hz/V （典型 值）鬲準(zhǔn)為岀vco控制電圧鑒相器的鑒招增益Kd = 0.68V/5t度VCO固有振蕩頻率：亍詰丁 （刃 式中：R。一

19、外接定時(shí)電阻（Q）；C。一外接宦時(shí)電磔（F）.fo與、C。的關(guān)系曲線如圖9所示；VCO 振蕩輸出波形如圖10所示；VCO扳蕩頻率的溫 度穩(wěn)定性如圖71所示.由圖11可見，在一20D +50C的溫度范圍內(nèi)，VCO的溫漂幾乎為零.© 1994)10 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：VCO須申擾爲(wèi)易輸氏發(fā)形tPaaeanw vcv9耳?叫圖« L11H100 2X JQK 100IC 質(zhì)車(Hz)>1-ft6 £一»0sm®

20、;鉅-50 2, 0 25 50 7 100 U5tUK (C)o J )50 5 ) !: o :爲(wèi) yw8*H8>圖11鎖相環(huán)的鎖相范圈與輸入電壓的關(guān)系如圖12所示.1.2III匍制ntlll'BII1久llllBIIIBlnalllWIl ：！« -1 n I® 1 4 IF Jv 1 If /1 I ii _n - -u MM n npHrtr. li!D! INB565圖14簡(jiǎn)單遲滯濾波器1 io too looo人電任（eSsu當(dāng)環(huán)路鎖定后，由輸入信號(hào)頻率的漂移引起的VCO信號(hào)和卷入倍號(hào)之間的相位變化值，稱之為環(huán)路增益.其大小由下式確定336人環(huán)賂

21、增益一嚴(yán)其閉環(huán)響應(yīng)的自然頻寬由下式得到:(Hz)(12)(H)或中6 V。的單位同公式（10）.式中：Ra-3.6KQ為鎖圍環(huán)內(nèi)部電阻; G幷接濾波電容.與此有關(guān)的阻尼因子為：2V RaC,環(huán)路増故(13)對(duì)于曼求窄嗓聲頻寬的舉頻帶斥用，例如跟 嫁一個(gè)«$動(dòng)的栽液，就應(yīng)使用遲滯導(dǎo)前濾液 器.如圖15所示.?>l>swm«-)二 fU 2.n i箝対固艸VCO鑽亭ra 13 »15心粛導(dǎo)蹄波豪黃自然憑響為：© 1994-201 - hina Academic Journal Electronic Publishing House. All ri

22、ghts reserved. Tity6V 當(dāng)環(huán)路初始鎖定后，一直保持拔定狀態(tài)的同 頻率范羽為：幾士興（10）式中：f。一以Hz為單位的VCOS有頻率; Vc加在電路上的總電源電壓.環(huán)賂增技可以敢過在6腳和7腳之間接一個(gè) 電限來狽節(jié)，其關(guān)系曲踐如圖13所示.環(huán)幣海液有兩種，在要求寬閉環(huán)頻帶克度 的場(chǎng)合，如栽浪的類率債差相當(dāng)大（大于10%） 時(shí)的調(diào)創(chuàng)，狽用筒單遲侖漁浪母，如圖14所占啓警（14）“ 2n y Tt *T2X+T 廠（£ + RJC（15）調(diào)節(jié)缶可得到要求的阻尼系數(shù)人一般有圖16建波時(shí)間常數(shù)一自然頻率)HIM FHffmuinnDAMP/NG I. RATIO式（14）、

23、（15）、（16）可用圖 16/ 圖 17 來 S«> -般要求C2<0.1Cv （K°Kd為環(huán)路增益KSK!l|ffillllllliailllllll. . . CBM W iiaaM“10*in圖17五.用 NE565 設(shè)計(jì) FSK MODEM（一）設(shè)計(jì)FSK調(diào)制器如前所述.為了充分利用做相環(huán)的侍性，城 少調(diào)制器的外國(guó)元件，我們選用直接移頻法設(shè)計(jì)FSK調(diào)制器.電路的基本型丈如圖18所示，對(duì) 于頻率合成法，在讀者掌握了鎖相環(huán)電路參敎的 設(shè)計(jì)方法后就可以自行設(shè)計(jì)多種靈活的電路了.T*FSK.IMt 人NBS65FSK出（三護(hù)FSK . 10 出B釦圖18 FS

24、K調(diào)制器基本框圖從上而的討論可知，這種FSK調(diào)制曇需調(diào)券 數(shù)術(shù)兩個(gè)：一個(gè)是VCO的固有振蕩頻寧, 個(gè)長(zhǎng)VC0的控創(chuàng)電壓（t）在ffi 18中，VCO 的囿有頻車叭（或"）是由Co、W?組成的定時(shí)電 踣確定的，VCO的挫制電壓由WRv R2. R3 姐成的電阻岡絡(luò)痛定.冥體過程如下.萎相器的兩個(gè)輸入増：3腳由R?接地，2腳 £WV內(nèi)接FSKil創(chuàng)倍號(hào).從S 12可知，為 有效地得到控制，應(yīng)使輸入信號(hào) 電位）在 10mV<Vl<100mVft范圍0.5«5<L 6值可用下丈計(jì)算：»kTJa（16）iHnKlIlllllHBIIIIIiMii

25、»:miiiiiir4 i（rJb b阻尼時(shí)間常數(shù)一自然頻率阻尼比內(nèi).作為平衡電阻，R2»Rp且5000<R2< 2KQ.5腳經(jīng)電阻R3接地，為鑒相器提供參考鑒相 電平（尊電位）.電容G為7腳與8腳同的反饋電容，一般 取 0.001 mF 至 0.01 “F電容C2為卄接環(huán)路濾液電容，由式（5）可 知，環(huán)路濾浪器應(yīng)保證鑒相囂輸出（第7腳）信 號(hào)中低頻顧利通過，而且止兩倍于載頻的高頻分 量.調(diào)試步驟是：令FSK的兩個(gè)頻率為f, f2t 且f2>fP,則當(dāng)輸入信號(hào)為低電位時(shí)（一般為 0）,調(diào)1 W2. Co使VC 0的固定扳蕩頻串為 fp當(dāng)輸入佰號(hào)為離電位時(shí)（

26、一斂為5V）,調(diào)整 電位器W使VCO的輸出頻串為f2只更環(huán)路潔 波擇逸擇正確，則當(dāng)輸入信號(hào)為數(shù)字調(diào)創(chuàng)侑號(hào) 時(shí)，輸出卑為所需的FSK信號(hào).調(diào)制澤的輸出瑞有兩個(gè)，4腳輸出FSK方 液，9腳輸出FSK三角浪，兩個(gè)信號(hào)都可用經(jīng)過 低通瀆波器變換為正弦浪當(dāng)敎頻小于10千蘇 時(shí)，可用運(yùn)放組成的有源濾波器；當(dāng)載頻很高 時(shí)，則可用電容電感器件組成的無練濾浪母因?yàn)檎{(diào)制豪的頻穩(wěn)性能主要取決于齊圖控制 元件，所以夏求電位晏覽用多»#«型電位母, 電容C。用溫度穩(wěn)定性較商的類型（如云母電 «.鋁第電鑒等）.【實(shí)例設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)一個(gè)FSK調(diào)= 1070Hz, f2 = 1270Hz,調(diào)制信號(hào)為

27、 TTL 電 平的數(shù)字信號(hào).FSK輸出為相位連續(xù)的正弦液由設(shè)計(jì)要求知.FSK中心M$f0為：+ x (1070+ 1270) -1170Hzf。不離我們建議整個(gè)調(diào)!曇電賂如圖19所示.具體計(jì)算步侵如下：圖 19 FSK WMB(1070-1270Hz)取 R, = 1KQ, R2=1Kn,R3 = 47KntW = 510Ka則2腳的最小電壓(當(dāng)輸入為離電平時(shí))：gIV, . 777- * 5 yrr_r X 51 /!2 J 3600 x 0.02 x 10_<x 3931伽皿 R+W510+ 1 9.7mV39312腳的最大電壓：V2mM= 6V.卑2腳的電壓范圍擾蓋了 10mV&l

28、t;V2 <100mV,滿足電路要求.由公式(9)確定VC0的定時(shí)元件：中心頻$fo=1170Hz,取電容C°= 0.05/iF,則R11° "17foco * 3.7 X 1170 x 0.05 x 10'*w4620(0)用W2=5KQ的電位器進(jìn)行細(xì)調(diào).取反饋電容C,= 0.001 pF取環(huán)路濾浪電容C2-O.O2/F,臉?biāo)悱h(huán)路濾浪 性能：疔“圧乂 33 6fo 33.6 x 1170環(huán)賂增益=訴-3931環(huán)略自然響應(yīng)帶寬：f I /環(huán)賂增益亠 /7 w 1176Hz2" 3600 x 0.02 x 10"阻尼系數(shù):©

29、; 1994-2010 China Academic Journal Ekctroniiq094因?yàn)閒n<2f0« 2340Hz,阻止了兩倍于載頻 的離頻分量的通過，満足了電路的要求.所選低通漁液曇為二階有限低通濾液屢，按 最小幅度侍性設(shè)計(jì)，此時(shí)：阻尼系ft a-V2-1.4142,取 C-0.01/iF,歸一化 M$n0=i*頻率放大倍1.5858信號(hào)頻率 G>c-2xf0=2nx117O= 7351.3 (rad/s)則：小11R T心叫。1 X 735l.3xO.Ol x 10 13.68c “戶 2 X 1.5858 X 13.6knH * Af- 11.5858

30、-1-73.6kHRf-(Af- 1)R$-(1.5858-1) x 73.6kD 43lkfl取 R = 13kQ> Rt=75ldQ. Rf-43tfle(二)設(shè)計(jì) FSKMiM用NE565設(shè)計(jì)FSK解調(diào)時(shí)，籲相畧工作httf J?ki .ne在鑒頻狀態(tài).它將軟入FSK信號(hào)進(jìn)行變狹，使變 換后的波形中包含有反映瞬時(shí)頻率變化的平均分 苣，接在NE565輸岀竭(7脾)的低通濾液器就 對(duì)信號(hào)的平均分量進(jìn)行濾液，濾波輸出，庫為所 需的FSK解調(diào)信號(hào)FSK解調(diào)器的基本堰田，如 圖20所示.圖中，RP R2、C。、W2, C(的作用屁 FSK調(diào)制器，由C?組成的環(huán)路濾玻器應(yīng)保證鑒 相器綸出(第7

31、脾)信號(hào)中的所有頻率分做均能頃 利通過.圖20 FSK解調(diào)器基本框圖由R3. C3、R4、C4、兔、C&塩成的絵出低 通濾液器，取出7腳輸出信號(hào)中的辛均分量，為 了使輸出的解調(diào)電圧與TTL兼容，需在低通濾液 器后接一電壓比較器，將解諜電壓與6腳輸出的 參考電平進(jìn)行比戦.由下式確定：r6-r3+r4+r6=(SRC)3+5(SRC)2+6SRC+1Juj 則該濾波器的傳遞函數(shù)為：U.1K (S) = =:;n uo (SRC)5 + 5(SRC) +6SRC+IK /* )1”阿一(1 -So/RC + j(血 RC-o/RC)lk100k + lk1 q 10mVt1994-36 hi

32、n圖21笹出低通濾波器輸出低通濾波務(wù)的參數(shù)確定方法(見圖21) 如下:為筒化計(jì)算，取只3=只4 二只6=盡 Cj C4 = C j = C對(duì)圖21的電路作拉普拉斯變換，按各節(jié)點(diǎn) 列方程：Ij = SCuju 產(chǎn) ISR+Uj« (l+SRC)UjI產(chǎn) SCih+I 產(chǎn)SCd+SRO+SCJu：Uj = I2R+u2» SRC(1+SRC)+2SRC+1u3Ij-SCUj+Ij=SCSRC(l+SRC)+2SRC+l+SC(l+SRC)+SCuj嗎IR+U令|Kjs)| = l/邁Gab帶寛)，代入上式解方程得：coRC - 2.09 coRC- 1.349即(17)或RC普

33、0(13)【實(shí)例設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)一個(gè)FSK解調(diào)器1070Hz, f2 = 1270Hz,輸入為 01V 的正 弦波，要求解調(diào)輸出為TTL方液.按照題意，選擇圖20的解調(diào)器電谿.取 R產(chǎn)R2=1kQ W產(chǎn) 100WLR,2腳的最小電壓：呂F'l細(xì)調(diào)使 V2 = 50mV.同圖19,取C產(chǎn)000"F,Co = 0.02/iF, W2-5kQt調(diào)W2使VCO諧提于1170Hz的中心頻率.取 C2 = O.OO1/4F,則由式(11)得：336f°環(huán)路增益一尸3931cf 丄 /gWK "2nJ RaC2=J_ /39312兀 J 3600 x 0.001 x 10“« 5262(Hz) 阻尼系 ./ 一 Mg 3600 x 0.