2、若两个载波频差小于 fs ,则连续谱在 f0 处出现
单峰；若载频差大于 fs ，则连续边谱距离拉开，
出现双峰； 3、若以二进制移频键控信号功率谱第一个零点 之间的频率间隔作为2FSK信号的带宽，则2FSK信 号的频带宽度B2FSK为
B2 FSK f1 f2 2 f s
（５式）
由以上的分析可知，在设计移频键控系统时，为 了获得最佳分路特性，通常选用的两个载频 f1和 f2 在码元周期 TS内具有正交特性，即
D 74LS04 4.7ｋΩ 150Ω cp 8200pF
Q
Q
f1
16kHz
（a）
环形振荡器
D
Q
D
Q
D
Q
D
Q
f1
16kHz
cp
Q
cp
Q
cp
Q
cp
Q
f（1kHz） s f（8kHz） 2
（b）
=1
分频器
=1
D cp
Q
D cp
Q
D cp
Q
D cp
Q
15位m序列 输 出
Q
Q
Q
Q
fs=1kHz
（c）
信码发生器
6.8kΩ
2CK19
J cp K Q RD Q
74LS107
CD4069
CD4011 +5V
8200pF
至低通滤波器
6.8kΩ
2CK19
J cp RD Q
2 FSK 信号输入
K
Q
74LS107
图10
解调器的电路图
该电路具有单稳态特性，它的稳定状态是： =1或 Q Q=0。当CP端有输入信号触发时，输入信号的下降沿使电 路状态发生改变:Q=1， Q =0。这时J-K触发器清零端的电压 VRD将缓慢降低，当降至1.4V左右时，触发器清零，电路又 回到稳定状态，此时，二极管导通，电容C经二极管正向电 阻rD 反向充电，因为反向充电的时常数τ充= rD C较小，因而 触发器清零端的电压会很快上升至高电位上，保证Q端维持 低电平。显然，输入信号的下降沿作用后，清零端电平下降 到1.4V左右的时间长度与脉冲宽度有关，脉冲宽度τ放= W1C， 调节W1可以改变形成脉冲的宽度。调节W1使脉冲形成电路 上下两支脉冲的宽度分别小于T1/2（T1=1/f1），保证两路脉 冲叠加后不混叠，但也不能使脉宽过窄，因为形成脉冲的宽 度将影响低通滤波器输出幅度的幅度。
载频之一。若二进制基带信号的“1”对应于载频 f1，“0”对应于载频 f2，则二进制移频键控制信 号的时域表达式为：
e2 FSK (t ) Am1 (t ) cos(1t 1 ) Am2 (t ) cos(2 t 2 )
（1式）
式中，A为两个载波的幅度（数字电路的输出
二进制移频键控信号也可以采用模拟调频方法来 产生。第二章非线性调制器中曾利用过的LM565即 可制作2FSK调制器。在使用VCO完成2FSK调制时 要注意两点：首先应使VCO工作的中心频率在2FSK 信号的中心频率上，这由LM565 “8”脚和 “9”脚 的外接电阻和电容决定的；由于在同一定时电容下 VCO的频率有10：1的调谐范围，加之要限制FSK信 号的频带，因而加入“14”脚的数字基带信号幅度 不可过大，采用LM565产生2FSK信号的实验线路如 图13所示。
二. 设计内容：
1. 根据2FSK调制器与解调器的组成原理设计实现方案； 2. 着眼于时间、频率、频谱、频带、观察2FSK信号。在 时域，观察单元电路各点的波形、眼图、误码率；在频域， 观察已调信号、调制信号的频谱，测算传输带宽；测量两
个载频频率；
3. 理顺低通滤波器3db带宽与基带信号传输速率间的关系， 两个载频间隔和基带信号速率间的关系；
基带信号对载波进行调制，完成频谱搬移，
变换成频带信号后，才能在带通传输特性 的信道中传输。
（一）二进制移频键控制信号的产生方法
在二进制数字调制中，若载波的频率随二进
制数字基带信号在 f1和f2两个载频间切换，则产 生二进制移频键控制信号（2FSK信号）。二进制 移频键控制信号的产生方法如图1所示。图1（a） 是采用数字键控的实现方法，图1（b）是2FSK信
图4所示。
a mFSK（t）
限幅器
b
微分
c
整流
d
脉 冲 形成器
e
低 通 滤波器
f
图3 过零检测
a
b
c
d
e
f
图4
过零检测法的时间波形
九、在设计时应注意的几个问题:
（1）2FSK调制器方案介绍:
二进制移频键控信号的产生原理图如图5所示。
m(t) 选通开关 f1
÷ 2
基带信号 产 生 器 fS 振荡器 相加器 mFSK（t）
六.课程设计报告的要求：
1.给出最后完成的方案并作祥细的电路分析； 2.介绍测试项目、测试方法、整理测量数据、 分析性能指标；
3.总结设计、调试、过程中的收获和体会；
七.参考资料：
• 通信原理 . 樊昌信、张甫翊等 . 国防工业出版社 • 现代通信原理与技术. 张生辉、曹丽娜 . 技大学出版社 • 通信原理及系统实验. 樊昌信、宫锦文、刘忠成编著 西安电子科
4. 根据实验记录的波形和数据，分析2FSK调制解调过程
和性能。
三. 技术要求：
1.两载频 f1、f2 由一个方波振荡器产生。其中
f1=8kHz 、 f2=4kHz，数字基带信号时钟频率
fs=1kbit/s；
2.设计一个m序列产生器（15位或31位），作
为数字基带信号； 3.解调采用非相干解调技术（在时间充足的情 况下，也可以采用锁相解调）；
二进制移频键控信号的解调可采用相干解调
和非相干解调。从最佳解调的观点看，相干解调
具有最佳的抗干扰性能，但相干解调必须依赖于 解调端恢复准确频率和相位的参考载波，在移频 键控系统中，提取f1和f2会大大增加系统的复杂 度。采用非相干解调的原理图如图3所示,它是一
种过零检测的方法，整个解调过程的时间波形如

2
C1=KC2来算C1，上式中
1 R1R2C1C2
通带增益 H0=R3/R1, H0取10，先确定C2，再依
4 H 0 1 K= , 2 2
R3 2cC2
4 H 0 1 1 1 2 K
(6)、用锁相环实现相干解调
SFSK f 2 f
s
0 .8 f s
h 0.5 h 0.7
h 1
fo fs
o
fo fs
f
fo
图２
相位离散的2FSK信号的功率谱示意图
从图2中可以看出：
1、2FSK的频谱由连续谱和离散谱所组成，其中
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；
电子工业出版社
• 现代通信原理. 曹志刚、钱亚生 . .清华大学出版社
• 实用电子电路手册. （数字电路部分）.高等教育出版社
• 实用电子电路手册. （模拟电路部分）.高等教育出版社
八.2FSK调制解调原理
在实际信道中，大多数信道具有带通
传输特性，数字基带信号不能直接在这种
带通传输特性的信道中传输，必须用数字
09年课程设计题目：
2FSK调制与解调器的设 计与实现
指导老师： 宫锦文、王勇、黄启萍、韩宝彬
一.设计目的: 1. 经历工程设计与实现过程，为后续进行毕业
设计奠定工作基础；
2.掌握2FSK的调制与非相干解调的实现方法；
3.遵循本系统的设计原则，理顺基带信号、传输
频带及两个载频三者间相互间的关系； 4.加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理， 学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标 进行测试的方法。
幅度，设两幅度正好相等)ω1=2πf1，ω2=2πf2，θ1
和θ2是两个载频的初始相角；m1(t) 和 m2(t)是周期
开关函数，定义为：
1 m1 (t ) 0
0 m2 (t ) 1
TS 2<t < TS 2 1 TS 2< t < TS 2 2
TS 2<t < TS 2 1 TS 2< t < TS 2 2
÷ 2 n ÷ 1 n
f2 m(t) 选通开关
图5
数字移频键控信号产生原理图
按（8式）和（5式），两载频 f1、f2 和fs 应折中选取，另外根据国际电报电话咨询委 员会（CCITT）的建议，传输速率为1200波 特以下的设备采用FSK，因而本实验的码元 速率选在1kHz左右，这样 f1、f2 和 fs 三个频 率的取值分别为f1 ＝？、 f２＝？和fｓ＝？ 。 (2)、信源的具体电路(参见图6):
数字电路完成限幅、微分、整流和脉冲形成四大
功能是较简单的，解调器的解调框图如图9所示。
2FSK信号
脉冲形成器 相加器 反相器 脉冲形成器 低通滤波器
Vd（t）
图9
2FSK信号解调器的组成框图
脉冲形成电路用双J-K触发器74LS107、二极管、 阻容等元件组成。具体电路如图10 。
+5V
8200pF
（２式）
（３式）
且m1(t)和m2(t)满足下列关系式：
m1 t mTS m1 t m 1, 2, m2 t mTS m2 t

（４式）
相位不连续的二进制移频键控信号的功率 谱可以近似表示成两个不同载波的二进制振幅
键控功率谱密度的叠加，如图2所示。
（5）、低通滤波器的设计
为了获得良好的幅频特性，相加器输出端所接的低通滤