2 2FSK信号的解调
2FSK信号有两种解调方法:非相干解调及相干解调。相应的接收系统方框图如图2所示。本次设计采用的是非相干解调方式。
由于本次实验接收的是500 kHz和700 kHz的2FSK信号,所以首先要经过滤波以得到两路不同载频的信号。滤波器系数由Matlab软件仿真得出。 带通滤波器设计成一个24阶的,对于500 kHz信号滤波器的过渡带频率分别为250~485 kHz与515~690 kHz,目的是将500 kHz的信号过滤出来,其幅度响应如图3(a)所示,对于700 kHz信号,滤波器的过渡带频率分别为520~690 kHz与710~880 kHz,目的是将700 kHz的信号过滤出来,其幅度响应如图3(b)所示。
通过SignalTapII在线仿真,经过滤波后的两路信号波形如图4(a)所示,信号经过滤波后,下一步要对两路信号分别取绝对值,仿真波形如图4(b)如图,取绝对值后的信号再经过低通滤波后,进行判决,仿真波形如图4(c)所示。
整个解调过程分别由各自的模块组成,具体设计如图5所示。
3 2FSK信号的功率谱分析
对相位不连续的2FSK信号,可以看成由两个不同载频的2ASK信号的叠加。下面给出2FSK信号的功率谱表达式
由式(6)画出的典型的2FSK信号的功率谱如图6所示。
由图可以看出,2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。其中,连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加而成,离散谱位于两个载频f1和f2处;连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化,若|f1-f2|fs,则出现双峰;若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽,则其带宽近似为
B2FSK≈|f2-f1|+2fs (7)
其中,fs=1/Ts为基带信号的带宽。图中的fc为两个载频的中心频率。 4 结束语
文中详细介绍了2FSK数字通信信号的调制解调原理,并基于FPGA进行了调制与解调的过程设计,各部分主要用模块搭建,滤波器用Matlab设计系数并用VHDL语言编写实现。经在线仿真验证,有不错的解调效果。 |