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FSK频移键控调制解调原理

FSK（Frequency-shiftkeying）的简介

FSK（Frequency-shiftkeying）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。

最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统。

技术上的FSK有两个分类，非相干和相干的FSK。在非相干的FSK，瞬时频率之

间的转移是两个分立的价值观命名为马克和空间频率，分别为。在另一方面，在相干频移

键控或二进制的FSK，是没有间断期在输出信号。

在数字化时代，电脑通信在数据线路（电话线、网络电缆、光纤或者无线媒介）上进

行传输，就是用FSK调制信号进行的，即把二进制数据转换成FSK信号传输，反过来又将

接收到的FSK信号解调成二进制数据，并将其转换为用高，低电平所表示的二进制语言，

这是计算机能够直接识别的语言。

FSK调制

在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称

为高音和低音，代表二进制的1和0）。

非连续相位FSK的调制方式

产生FSK信号最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器

中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为

不连续FSK信号。

由于相位的不连续会造频谱扩展，这种FSK的调制方式在传统的通信设备中采用较

多。随着数字处理技术的不断发展，越来越多地采用连继相位FSK调制技术。

连续相位FSK的调制信号

目前较常用产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一

载波振荡器进行频率调制。

相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落。如果相位

不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落。

FSK信号频谱

在通信原理综合实验系统中，FSK的调制方案如下：

FSK信号：S(t)=cos(ω0t+2πfit)·

在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用fH频率，空号采用fL频率。在FSK模

式下，不采用汉明纠错编译码技术。调制器提供的数据源有：

FSK正交调制器结构

1、外部数据输入：可来自同步数据接口、异步数据接口和m序列；

2、全1码：可测试传号时的发送频率（高）；

3、全0码：可测试空号时的发送频率（低）；

4、0/1码：0101．．交替码型，用作一般测试；

5、特殊码序列：周期为7的码序列，以便于常规示波器进行观察；

6、m序列：用于对通道性能进行测试；

FSK调制器带处理结构

FSK解调

非相干FSK接收机的方框图

对于FSK信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。

而FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调。输入的FSK中频信号分别经过中心频率

为fH、fL的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb。时抽样（其

中k为整数），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比

特是1还是0。

FSK正交相乘

在高斯白噪声信道环境下FSK滤波非相干解调性能较相干FSK的性能要差，但在无

线衰落环境下，FSK滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。

FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。

FSK的应用

来电显示的信息传输方式有2种：FSK和DTMF。FSK方式与DTMF方式相比有如下

的优点：（l）数据传输速率高，在规定时间内能传的字符数多；（2）FSK方式支持ASCII

字符集，而DT