2FSK无线收发机设计与实现：模拟调制法的优势

"2FSK无线收发机的设计" 在通信工程领域，2FSK（二进制频移键控）是一种常用的数字调制技术，它通过改变载波频率来表示数字信息。在这个设计任务中，学生需要构建一个2FSK无线收发机，能够无线传输数字基带信号，确保在5米以上的通信距离内有效。关键参数包括两个不同的载频f1=13555kHz和f2=13565kHz，以及4位序列信号发生器产生的1kbit/s传输速率。 2FSK调制的工作原理是利用数字信号来切换两个不同的载波频率，例如，将"1"映射到f1，将"0"映射到f2。这种调制方式在实际应用中具有抗干扰性强、易于实现的优点。在设计中，可以选择两种方案： 1. 键控法：此方案使用石英晶体振荡器产生两个不同频率的载波，并通过模拟双向开关（如CD4066）切换。调制信号通过加法电路组合，形成2FSK调制信号。在解调端，采用LC谐振回路作为带通滤波器，然后通过两个模拟乘法器进行相干解调，最后由抽样判决器恢复原始数字信号。 2. 模拟调制法：这一方案主要基于高频锁相环（如NE564），配合适当的外围电路实现调制和解调。NE564因其高工作频率、低门限特性和单电源供电的便利性，特别适合高速数字通信中的2FSK应用。相比于键控法，模拟调制法可能更为经济且性能稳定。 在设计过程中，需要对单元电路进行分析和设计，包括载波发生器、调制器、解调器以及信号发生器。载波发生器需确保输出稳定的频率，调制器要能准确地根据数字基带信号切换频率，解调器则要能够从接收到的2FSK信号中恢复出原始数字信号。信号发生器则负责生成所需的数据流，此处为4位序列，速率是1kbit/s。 在评估这两种方案时，需要考虑成本、实现难度、系统稳定性和效率等因素。模拟调制法由于其低门限特性，可以提高解调质量，特别是在处理模拟信号和数字信号时。而高频锁相环的应用减少了对外部滤波器的需求，简化了系统设计。 2FSK无线收发机的设计涉及了数字通信的基础理论、电路设计、信号处理等多个方面，是通信工程学生实践技能培养的重要环节。通过这样的设计，学生能够深入理解数字调制技术，以及如何将理论应用于实际无线通信系统。