[发明专利]一种FSK数字解调器

说明书

技术领域

本发明属于FSK（频移键控）技术领域，更为具体地讲，涉及一种FSK数字解调器。

背景技术

FSK是频移键控（Frequency-shift keying）的简称，这是一种通过不同的频率来表示对应的不同信息符号的调制解调方式。由于它的实现方式相对简单，并且具有较好的抗干扰性能和传输速度，所以在通信中得到了广泛的应用。例如，在固定电话通信、网络电缆通信、光纤通信还有其他的无线通信领域中。

常用的FSK是二进制FSK，它用两个频率分别表示数字信号‘0’和‘1’。FSK从相位上分又分为相位连续的和相位不连续的。

针对相位连续的二进制FSK目前有各种方法进行解调，但不便于系统集成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相位连续的FSK数字解调器，以提高系统集成度。

为实现以上目的，本发明FSK数字解调器，其特征在于，包括：

一比较器，通过比较器设定比较电平将相位连续的FSK正弦波转换成FSK方波，并输出到波形整形电路；

一波形整形电路，将输入的FSK方波转换为具有2T₀高电平时长的方波，其中，T₀为采样时钟的周期；

一乒乓计数器，乒乓计数器包括计数器切换电路、计数器a、计数器b、分配器、选择器以及下降沿边沿检测电路；下降沿边沿检测电路对整形后的FSK方波的下降沿进行检测，当检测到下降沿时，输出一个复位脉冲，这些复位脉冲构成计数器复位信号；

计数器切换电路输出电平在整形后的FSK方波上升沿每次到来时都翻转一次，产生计数器切换信号；计数器切换信号为高电平时使得计数器a计数使能，对采样时钟进行计数，计数器切换信号为低电平时使得计数器b计数使能，对采样时钟进行计数；同时，计数器切换信号为高电平时，选择器选择计数器b的计数值作为乒乓计数器计数值Q输出，计数器切换信号为低电平时选择计数器a的计数值作为乒乓计数器计数值Q输出；并且，计数器切换信号为高电平时，分配器选择计数器复位信号与计数器b的复位端连接，当复位脉冲到来时，对计数器b进行复位，计数器切换信号为低电平时，分配器选择计数器复位信号与计数器a的复位端连接，当复位脉冲到来时，对计数器a进行复位；

一解调模块，为一个状态机，在解调未开始时，状态机处于‘0000’状态，在整形后的FSK方波高电平未到来时，状态保持不变；当整形后的FSK方波高电平到来时，读取乒乓计数器计数值Q，若计数值Q为无效值即计数值Q不等于z*n或者z*m，跳转到‘0111’状态，空一拍（一个采样时钟）回到‘0000’状态；如果整形后的FSK方波高电平到来且Q值有效，则将当前计数值Q存入寄存器last_Q，状态转换成‘0001’，空一拍再转换到‘0010’状态；

在‘0010’状态，若整形后的FSK方波高电平未到来，则‘0010’状态保持不变；若整形后的FSK方波高电平到来，如果存入寄存器last_Q中的上一个计数值Q等于当前计数值Q，则‘0010’状态保持不变；若整形后的FSK方波高电平到来，寄存器last_Q中的上一个计数值Q不等于当前计数值Q，则说明找到了一个完整的数字信号‘1’或‘0’的开头，即找到了同步点，状态转到‘0011’状态，空一拍后转到‘0100’状态；

在‘0100’状态记录计数值Q和个数，然后转到‘0101’状态做判断并对寄存器中的数据进行处理，决定是否达到数字信号‘1’或‘0’达到输出条件，即如果计数值Q为z*n，并达到m个，则输出数字信号‘1’或如果计数值Q为z*m，并达到n个，则输出数字信号‘0’；如果达到输出条件，则输出相应的数字信号，并将寄存器last_Q清零后转入‘0100’状态，继续记录计数值Q和个数，如果没有达到输出条件，则直接返回‘0100’状态；

与此同时在‘0100’态中，在计数值Q连续等于有效值z*n或者z*m的次数未达到可以产生一个数字信号‘1’或‘0’的次数m或n之前，当前计数值Q与寄存器last_Q中的上一个计数值Q不相等且寄存器last_Q中的上一个计数值Q不为0，则视为出错，从‘0100’状态转到‘1000’状态，产生全局复位信号，空一拍回到‘0000’态，重新开始解调过程；

其中，m为FSK信号中代表数字信号‘1’的周期为T₁的周期信号个数，n为FSK信号中代表数字信号‘0’的周期T₂的周期信号个数，采样时钟的周期为T₀，则采样时钟频率满足这样的关系：