1, bn 0,
发送概率为 P 发送概率为 1 P
发送概率为P 发送概率为1 P
7-3-5
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的功率谱密度
2FSK可以看成由两个不同载波的2ASK信号的叠加 2FSK的功率谱密度可以近似表示成两个不同载波的 2ASK信号 功率谱密度的叠加。 e2FSK (t)=∑ang(t-nTs)cosω1t +∑bng(t-nTs)cosω2t
“1” “0” f1 在持续时间TB内，过零数目不同 f2
想法：把过零数目不同转换为电压不同。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-18
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
a e 2 FS K(t ) 限 幅 b 微 分 c 整 流 d 脉 冲形 成 e 低 通 输 出 f
=
bn an
s1(t)
cosω1t
+

s2(t)
cosω2t
Ps1 ( f ) Ps2 ( f )
1 1 TB Sa 2 (fTB ) ( f ) (等概率P=1/2时) 4 4
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-6
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
TS 2 2 P2FSK (f ) S a (f f1 )TB S a (f f1 )TB 16 TS 2 2 S a (f f 2 )TB S a (f f 2 )TB 16 1 (f f1 ) (f f1 ) (f f 2 ) (f f 2 ) 16
2FSK信号 t
t
g
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
二进制移频键控信号的时间波形
7-3-4
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的表示 假设二进制基带信号 “1” —> f1 ，“0” —> f2 则二进制移频键控信号的时域表达式为：
其中基带信号是单极性NRZ
0, an 1,
核心思想：一路2FSK视为2路2ASK信号的合成。
y 1 (t)
y 2 (t)
(c) 数字键控法(2)
2FSK调制器原理框图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-12
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK的解调
非相干解调法（包络检波法） 1路2FSK视为2路2ASK信号的合成; 相干解调法
低通 滤波器 定时脉冲
v1
抽样 判决器 输出
e 2FSK ( t )
带通滤波器

2
相乘器
低通 滤波器
v2
2FSK相干解调器原理图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-16
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号解调的鉴频法
带通滤波器 鉴频器
低通滤波器
抽样判决
鉴频法解调原理图
原理：鉴频器输出电压与输入信号频率偏移成正比。
（2）这时的2FSK信号应选择怎样的解调方法。
（1）设载频2000Hz对应“0”,1000Hz对应“1”
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-22
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
（2）由于2FSK载波频差|f2-f1|=1000=fB, 功率谱密度会出现单
峰，频谱有较大重叠。 包络检测法和相干解调法不合适： 采用分路解调，上下两支路有较大串扰，调制性能降低； 可以采用：鉴频法、过零检测法、差分检测法。
0
a b c d e
0
1
(a )
1
0
0
f
过零检测法原理图和各点时间波形 《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-19
第3节 二进制数字调制原理-2FSK

2FSK输入信号经放大限幅后产生矩形脉冲序列；
微分及全波整流形成与频率变化相应的尖脉冲序列，这个序列就 代表着调频波的过零点；

尖脉冲触发一宽脉冲发生器，变换成具有一定宽度的矩形波，该 矩形波的直流分量便代表着信号的频率，脉冲越密，直流分量越大， 反映着输入信号的频率越高；
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-7
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的功率谱示意图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-8
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号功率谱密度特点
2FSK信号的功率谱由离散谱和连续谱所组成；
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； 若|f1-f2|≤fB，则连续谱在fc处出现单峰；若 |f1-f2|>fB，则连 续谱出现双峰。 所需传输带宽 B2FSK=|f1 -f2|+2fB
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-3
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
a b c
ak
1
0
1
1
0
0
1 t t t t
s (t ) s (t )
cos 1 t cos 2 t
s(t) cos 1t
e+f=g， 2FSK可 以看成是 两个不同 载波的 2ASK信 号的叠加。
d
e
t
f
s(t)cos 2 t
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-23
BPF2
带通滤波器
s’(t)

2
包络 检波器
v2
使
信号通过
问题：BPF1、 BPF2带宽？中心频率? 抽样判决器的判决规则?
7-3-14
2FSK非相干解调器(包络检波法)原理图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
1 1 0
Hale Waihona Puke 0100
0
1
0
1
2FSK信号
上支路全波整 流 下支路全波整 流
s(t)=1 s2FSK (t) FSK(t) s(t)=0 (b) 数字键控法(1)
(a) 模拟调频法 2FSK调制器原理框图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-11
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
e0 (t ) s(t ) cos(1t n ) s(t ) cos( 2 t n )
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
第七章 数字 带通传输系统
主要内容： 7.1 数字带通传输系统概述 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 7.2-5 二进制数字调制原理： 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 7.7
7.8-9 多进制数字调制系统：MASK和MFSK、QPSK和QDPSK 7.10-11 新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM 、最小移频键控MSK
fB= 1/TB，与RB 数值相等，单位不同
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-9
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK系统的频带利用率 为了便于接收端解调，要求 2FSK 信号的两个频率 f1, f2 间要有 足够的间隔。对于采用带通滤波器来分路的解调方法，通常取 |f2-f1|=(3～5)RB。于是，2FSK信号的带宽为
7-3-2
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK 信号的表示、时间波形
FSK:Frequency Shift Keying 移频键控是正弦载波的频率随数字基带信号而变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制移频键控2AFK。 假设二进制基带信号 “1” —> f1 ，“0” —> f2
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-3-1
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
7.3 二进制数字调制原理-2FSK 2FSK 信号的表示、时间波形
2FSK信号的功率谱密度
2FSK 信号的调制原理
2FSK 信号的解调
2FSK 调制与解调的 LabVIEW仿真
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
v1 v2
输出
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
2FSK非相干解调过程的时间波形
7-3-15
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的相干解调法
核心思想：一路2FSK视为2路2ASK信号的合成。
e0 (t) s(t)cos 1t s(t)cos 2 t
带通滤波器

1
相乘器 cos 1 t cos 2 t
--采用分路的解调方法
通常取|f2-f1|=(3～5)RB
鉴频法 过零检测法
差分检测法
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-13
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的包络检波法
BPF1
带通滤波器
使
信号通过
包络 检波器 定时脉冲
v1

e
2FSK
1
(t)
抽样 判决器
输出
f
数字系统

判决门限
vd
f1 v1 f 2 v2
发“1” 发“0”
v1 v2 2 v v d 判为 “ 1 ” v v d 判为 “0”
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-3-17
第3节 二进制数字调制原理-2FSK
2FSK信号的过零检测法 原理:
单位时间内信号经过零点的次数多少，可以用来衡量频率的高低。
B2 FSK (5 ~ 7) RB