频移键控解调器电路分析

频移键控（FSK）在计算机外设和无线通信领域发挥着重要作用，促进了二进制数据或代码的传输。该技术涉及对载波频率的操纵，载波频率在两个预先建立的频率之间发生精确的偏移。FSK的使用允许高效可靠的数据传输。

频移键控解调器电路的描述

FSK 发现特别有用的一个领域是解调信号，而 565 锁相环 （PLL） 是 FSK 解调的绝佳工具。在这种情况下，二进制数据信号驱动压控振荡器
（VCO），产生两个不同的频率，对应于二进制数据的逻辑 0 和逻辑 1
状态。这些频率通常称为标记和空间频率。标准定义了不同应用中使用的特定标记和空间频率。例如，在通过调制解调器传输的电传打字机信息中，1070 Hz-1270
Hz的标记空间对表示原始信号，而2025 Hz-2225 Hz的标记空间对表示响应信号。

为了产生FSK信号，555定时器被用作非稳态多谐振荡器，其中输出频率由数字数据输入的逻辑状态决定。数据传输的标准频率通常设置为 150
Hz。当输入处于逻辑 1 时，晶体管 Q1 保持关断状态，使 555 定时器充当非稳态多谐振荡器。在这种配置中，电容 C2 通过 VR1 和 R2
充电，直到达到 2/3 VCC，然后通过 R2 放电，直到达到 1/3 VCC，只要输入保持在逻辑 1 状态。输出波形频率可以使用以下公式计算：

F0 = 1.45/（RA + 2RB）C = 1070 赫兹

通过仔细选择 VR1、VR2 和 R2 的合适值，可以实现 1070 Hz 的标记频率。另一方面，当输入为逻辑 0 时，晶体管 Q1 饱和，在电阻
VR1 和 R2 之间建立连接。这种连接减少了电容器的充电时间，从而提高了输出频率。频率可以使用以下公式计算：

F0 = 1.45/（RA||RC + 2RB）C = 1270 赫兹

通过对VR1的适当调整，将该频率设置为与1270 Hz的空间频率相匹配。这两个FSK信号之间的差值，即1070 Hz和1270
Hz，称为频移。

在图 1 所示的配置中，555 FSK 发生器的输出被馈入 565 FSK 解调器。为了消除任何直流电平，在输入端采用电容耦合。当信号到达 565
解调器的输入端时，环路与输入频率高效同步，从而实现两个频率之间的无缝跟踪，同时在输出端产生成比例的直流偏移。压控振荡器的自由运行频率由可变电阻 VR3 和电容
C4 决定，而电容 C6
充当环路滤波器，定义解调器的动态特性。为了消除输出脉冲上的过冲，需要选择比平时更小的C6。采用三级RC梯形低通滤波器来消除输出端的载波分量。

梯形滤波器的截止频率 （fH = 1/2 ∏RC） 大约介于 150 Hz 的最大键控速率和 2200 Hz
左右的输入频率的两倍之间。为确保与逻辑电平要求兼容，可以在梯形滤波器的输出和PLL的引脚6之间连接一个电压比较器，从而产生150 Hz的逻辑兼容输出信号。
VR3经过调整以设置VCO频率，以便在fIN = 1070 Hz时在输出端获得略带正的电压。

总之，频移键控（FSK）是计算机外围设备和无线通信系统中用于传输二进制数据的重要技术。通过操纵载波频率，FSK可实现高效可靠的数据传输。565
PLL是FSK信号的出色解调器，可实现精确解码。了解FSK的原理和组件，可以在现代通信系统中开辟广泛的应用。

频移键控解调器电路元件一览

电阻器（所有 1/4 瓦，± 5% 碳）

电阻1 = 680Ω

电阻2 = 47 kΩ

R3， R4 = 680 Ω

R 5、R 6、R7 = 10 kΩ

电阻8 = 27 kΩ

VR1 = 50 kΩ，设置为39.24 kΩ电位计

VR2 = 50 kΩ 电位计

VR3 = 10 kΩ 电位计

电容器

C 1、C2 = 0.01 μF

C3 = 0.1 微华氏度

C4 = 0.05 微华氏度

C5 = 0.001 微华氏度

C6 = 0.15 微华氏度

C 7、C 8、C9 = 0.02 μF

半导体

U1 = NE555 定时器 IC

U2 = NE565

U3 = 741 或 351

Q1 = 2N404