fsk(頻移鍵控)

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FSK(Frequency-shift keying)是信息傳輸中使用得較早的一種調製方式,它的主要優點是: 實現起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數據傳輸中得到了廣泛的套用。最常見的是用兩個頻率承載二進制1和0的雙頻FSK系統。

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FSK 的簡介

技術上的FSK有兩個分類,非相干和相干的FSK 。 在非相干的FSK ,瞬時頻率之間的轉移是兩個分立的價值觀命名為馬克和空間頻率。 在另一方面,在相干頻移鍵控或二進制的FSK ,是沒有間斷期在輸出信號。
數位化時代,電腦通信在數據線路(電話線、網路電纜、光纖或者無線媒介)上進行傳輸,就是用FSK調製信號進行的,即把二進制數據轉換成FSK信號傳輸,反過來又將接收到的FSK信號解調成二進制數據,並將其轉換為用高,低電平所表示的二進制語言,這是計算機能夠直接識別的語言。

FSK 調製

在二進制頻移鍵控中,幅度恆定不變的載波信號的頻率隨著輸入碼流的變化而切換(稱為高音和低音,代表二進制的1 和0)。
產生FSK 信號最簡單的方法是根據輸入的數據比特是0還是1,在兩個獨立的振盪器中切換。採用這種方法產生的波形在切換的時刻相位是不連續的,因此這種FSK 信號稱為不連續FSK 信號。
非連續相位FSK的調製方式非連續相位FSK的調製方式
由於相位的不連續會造頻譜擴展,這種FSK 的調製方式在傳統的通信設備中採用較多。隨著數字處理技術的不斷發展,越來越多地採用連繼相位FSK調製技術。
目前較常用產生FSK 信號的方法是,首先產生FSK 基帶信號,利用基帶信號對單一載波振盪器進行頻率調製。
連續相位FSK的調製信號連續相位FSK的調製信號
相位連續的FSK信號的功率譜密度函式最終按照頻率偏移的負四次冪衰落。如果相位不連續,功率譜密度函式按照頻率偏移的負二次冪衰落。
在通信原理綜合實驗系統中,FSK 的調製方案如下:
FSK信號頻譜FSK信號頻譜
FSK 信號:S(t)=cos(ω0t+2πfi·t)
在通信信道FSK 模式的基帶信號中傳號採用fH 頻率,空號採用fL 頻率。在FSK 模式下,不採用漢明糾錯編解碼技術。調製器提供的數據源有:
1、外部數據輸入:可來自同步數據接口、異步數據接口和m序列;
FSK正交調製器結構FSK正交調製器結構
2、全1碼:可測試傳號時的傳送頻率(高);
3、全0碼:可測試空號時的傳送頻率(低);
4、0/1 碼:0101..交替碼型,用作一般測試;
5、特殊碼序列:周期為7的碼序列,以便於常規示波器進行觀察;
6、m序列:用於對通道性能進行測試;
FSK調製器帶處理結構FSK調製器帶處理結構

FSK 解調

對於FSK 信號的解調方式很多:相干解調、濾波非相干解調、正交相乘非相干解調。而FSK 的非相干解調一般採用濾波非相干解調。輸入的FSK 中頻信號分別經過中心頻率為fH、fL 的帶通濾波器,然後分別經過包絡檢波,包絡檢波的輸出在t=kTb。時抽樣(其中k 為整數),並且將這些值進行比較。根據包絡檢波器輸出的大小,比較器判決數據比特是1還是0。
非相干FSK接收機的方框圖非相干FSK接收機的方框圖
在高斯白噪聲信道環境下FSK 濾波非相干解調性能較相干FSK 的性能要差,但在無線衰落環境下,FSK 濾波非相干解調卻表現出較好的穩健性。
FSK正交相乘FSK正交相乘
FSK 的數位化實現方法一般採用正交相乘方法加以實現。

FSK 的套用

來電顯示的信息傳輸方式有2種:FSK和DTMF。FSK方式與DTMF方式相比有如下的優點:(l)數據傳輸速率高,在規定時間內能傳的字元數多;(2)FSK方式支持ASCII字元集,而DTMF方式只支持數字及少數字元。目前採用FSK方式的國家和地區有:美國中國日本英國加拿大比利時西班牙新加坡等;採用DTMF主要則是以瑞典為代表的一些歐洲國家等。
FSK是二進制信號的頻移鍵控的英文縮寫,它是指傳號(指傳送"1")時傳送某一頻率正弦波,而空號(指傳送"0")時傳送另一頻率正弦波。根據Bell202的建議,來電顯示數據傳送採用連續相位的二進制頻移鍵控,比特率是1200bps,而"1"對應的頻率是1200Hz,"0"對應的頻率是2200Hz。

s-fsk

擴頻型頻移鍵控(Spread Frequency Shift Keying)。

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