頻移鍵控(FSK)在計算機外設和無線通信領域發揮著重要作用,促進了二進制數據或代碼的傳輸。該技術涉及對載波頻率的操縱,載波頻率在兩個預先建立的頻率之間發生精確的偏移。FSK的使用允許高效可靠的數據傳輸。
頻移鍵控解調器電路的描述
FSK 發現特別有用的一個領域是解調信號,而 565 鎖相環 (PLL) 是 FSK 解調的絕佳工具。在這種情況下,二進制數據信號驅動壓控振蕩器
(VCO),產生兩個不同的頻率,對應于二進制數據的邏輯 0 和邏輯 1
狀態。這些頻率通常稱為標記和空間頻率。標準定義了不同應用中使用的特定標記和空間頻率。例如,在通過調制解調器傳輸的電傳打字機信息中,1070 Hz-1270
Hz的標記空間對表示原始信號,而2025 Hz-2225 Hz的標記空間對表示響應信號。
為了產生FSK信號,555定時器被用作非穩態多諧振蕩器,其中輸出頻率由數字數據輸入的邏輯狀態決定。數據傳輸的標準頻率通常設置為 150
Hz。當輸入處于邏輯 1 時,晶體管 Q1 保持關斷狀態,使 555 定時器充當非穩態多諧振蕩器。在這種配置中,電容 C2 通過 VR1 和 R2
充電,直到達到 2/3 VCC,然后通過 R2 放電,直到達到 1/3 VCC,只要輸入保持在邏輯 1 狀態。輸出波形頻率可以使用以下公式計算:
F0 = 1.45/(RA + 2RB)C = 1070 赫茲
通過仔細選擇 VR1、VR2 和 R2 的合適值,可以實現 1070 Hz 的標記頻率。另一方面,當輸入為邏輯 0 時,晶體管 Q1 飽和,在電阻
VR1 和 R2 之間建立連接。這種連接減少了電容器的充電時間,從而提高了輸出頻率。頻率可以使用以下公式計算:
F0 = 1.45/(RA||RC + 2RB)C = 1270 赫茲
通過對VR1的適當調整,將該頻率設置為與1270 Hz的空間頻率相匹配。這兩個FSK信號之間的差值,即1070 Hz和1270
Hz,稱為頻移。
在圖 1 所示的配置中,555 FSK 發生器的輸出被饋入 565 FSK 解調器。為了消除任何直流電平,在輸入端采用電容耦合。當信號到達 565
解調器的輸入端時,環路與輸入頻率高效同步,從而實現兩個頻率之間的無縫跟蹤,同時在輸出端產生成比例的直流偏移。壓控振蕩器的自由運行頻率由可變電阻 VR3 和電容
C4 決定,而電容 C6
充當環路濾波器,定義解調器的動態特性。為了消除輸出脈沖上的過沖,需要選擇比平時更小的C6。采用三級RC梯形低通濾波器來消除輸出端的載波分量。
梯形濾波器的截止頻率 (fH = 1/2 ∏RC) 大約介于 150 Hz 的最大鍵控速率和 2200 Hz
左右的輸入頻率的兩倍之間。為確保與邏輯電平要求兼容,可以在梯形濾波器的輸出和PLL的引腳6之間連接一個電壓比較器,從而產生150 Hz的邏輯兼容輸出信號。
VR3經過調整以設置VCO頻率,以便在fIN = 1070 Hz時在輸出端獲得略帶正的電壓。
總之,頻移鍵控(FSK)是計算機外圍設備和無線通信系統中用于傳輸二進制數據的重要技術。通過操縱載波頻率,FSK可實現高效可靠的數據傳輸。565
PLL是FSK信號的出色解調器,可實現精確解碼。了解FSK的原理和組件,可以在現代通信系統中開辟廣泛的應用。
頻移鍵控解調器電路元件一覽
電阻器(所有 1/4 瓦,± 5% 碳)
電阻1 = 680Ω
電阻2 = 47 kΩ
R3, R4 = 680 Ω
R 5、R 6、R7 = 10 kΩ
電阻8 = 27 kΩ
VR1 = 50 kΩ,設置為39.24 kΩ電位計
VR2 = 50 kΩ 電位計
VR3 = 10 kΩ 電位計
電容器
C 1、C2 = 0.01 μF
C3 = 0.1 微華氏度
C4 = 0.05 微華氏度
C5 = 0.001 微華氏度
C6 = 0.15 微華氏度
C 7、C 8、C9 = 0.02 μF
U1 = NE555 定時器 IC
U2 = NE565
U3 = 741 或 351
Q1 = 2N404
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