CN102447661B - 一种fsk信号产生电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FSK信号产生电路，包括数字信号输入、第一振荡器、第二振荡器、第一低通放大器、第二低通放大器和信号合成模块；第一振荡器和第二振荡器产生的第一振荡信号和第二振荡信号分别通过第一低通放大器和第二低通放大器后连接到信号合成模块的输入，数字信号输入连接到信号合成模块，信号合成模块输出FSK信号；所述的信号合成模块第一三极管、第二三极管和第三三极管，通过三个三极管组成的开关电路，实现FSK信号的调制。采用该电路后，不仅输出频率稳定、频率随数字信号跳变快、而且成本低，节省硬件资源。
Description
技术领域
本发明涉及数字信息传输领域，特别是涉及一种FSK信号产生电路。
背景技术
FSK(Frequency-shift keying)是信息传输中使用得较早的一种调制方式，它的主要优点是：实现起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。
移频键控FSK调制有两种方法，一是调频法，调频法即就是用数字基带信号去控制一个振荡器的某种参数而达到改变振荡频率的目的；二是键控法，即通过开关的位置不同选通不同的载波形成的。调频法产生的移频键控信号虽易于实现，但由于是同一振荡器产生两个不同频率的信号，在频率变换的过渡点相位是连续的，其频率稳定度较差。键控法特点是转换速度快，波形好，频率稳定度高。本发明采用的是键控法。
目前键控法选用的调制开关通常是采用单片机芯片，成本高，浪费硬件资源。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种FSK信号产生电路，不仅输出频率稳定、频率随数字信号跳变快、而且成本低，节省硬件资源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种FSK信号产生电路，包括数字信号输入、第一振荡器、第二振荡器、第一低通放大器、第二低通放大器和信号合成模块；第一振荡器和第二振荡器产生的第一振荡信号和第二振荡信号分别通过第一低通放大器和第二低通放大器后连接到信号合成模块的输入，数字信号输入连接到信号合成模块，信号合成模块输出FSK信号；
所述的信号合成模块包括第一三极管、第二三极管和第三三极管；第一三极管、第二三极管的基极分别与数字信号输入相连，第一三极管、第二三极管和第三三极管的发射极分别接地，第一三极管的集电极接至电源；第二三极管的集电 极与第一振荡信号相连；所述的第三三极管的基极接至第一三极管的集电极，第三三极管的集电极与第二振荡信号相连；第二三极管的集电极和第三三极管的集电极分别都接至输出端。
所述的第一三极管的基极与数字信号输入之间串联有第一电阻，所述的第一三极管的集电极与电源之间串联有第二电阻；所述的第二三极管的基极与数字信号输入之间串联有第三电阻，第二三极管的集电极与第一振荡信号之间串联有第四电阻；所述的第三三极管的基极与第一三极管的集电极串联有第五电阻，第三三极管的集电极与第二振荡信号之间串联有第六电阻；第二三极管的集电极串联第七电阻后与第三三极管的集电极串联第八电阻后相连。
还包括一电位器，信号合成模块输出的FSK信号接至电位器的输入。
还包括一带通放大器，电位器输出的FSK信号接至带通放大器的输入。
还包括一继电器，带通放大器输出的FSK信号接至继电器。
所述的信号合成模块与电位器之间还包括第一电容，信号合成模块的一端接至第一电容的一端，第一电容的另一端接至电位器。
第一振荡器与第二振荡器结构相同，所述的第一振荡器和第二振荡器均包括单片机、晶振、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容；
单片机的第二十管脚分别接至电源和第五电容的一端，第五电容的另一端接地，晶振的一端分别接至单片机的第五管脚和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，晶振的另一端分别接至单片机的第四管脚、第四电容和第二电容的一端，第四电容的另一端接地，第二电容的另一端输出振荡信号。
所述的单片机为型号AT89C2051的芯片。
第一低通放大器与第二低通放大器结构相同，所述的第一低通放大器和第二低通放大器均包括运算放大器、第六电容、第七电容、第八电容、第九电阻和第十电阻；
振荡信号连接到第七电容的一端，第七电容的另一端连接到第十电阻的一端，第十电阻的另一端分别连接至运算放大器的第二管脚、第九电阻的一端和第 六电容的一端，第九电阻和第六电容的另一端分别都接至运算放大器的第一管脚，运算放大器的第一管脚接至第八电容的一端，第八电容的另一端输出振荡信号。
当数字信号输入为高电平时，第一三极管和第二三极管导通，第三三极管截止，输出第二振荡信号；
当数字信号输入为低电平时，第一三极管和第二三极管截止，第三三极管导通，输出第一振荡信号。
本发明的有益效果是，第一，信号合成模块采用三极管作为电子开关，成本低，节省硬件资源；第二，信号合成模块输出的FSK信号接至电位器的输入，可以实现对FSK信号的输出电平的调节；第三，通过控制继电器的闭合或者分开，可以控制调制好的FSK信号是否输出。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种FSK信号产生电路不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的原理方框图；
图2是信号合成模块的电路图；
图3是信号合成模块(数字信号输入是高电平)的等效电路图；
图4是信号合成模块(数字信号输入是低电平)的等效电路图；
图5是第一振荡器的电路图；
图6是第一低通放大器的电路图。
具体实施方式
实施例，参见图1所示，本发明的一种FSK信号产生电路，包括数字信号输入S1、第一振荡器1、第二振荡器2、第一低通放大器3、第二低通放大器4和信号合成模块5；第一振荡器1和第二振荡器2产生的第一振荡信号S2和第二振荡信号S3分别通过第一低通放大器3和第二低通放大器6后连接到信号合成模块5的输入，数字信号输入S1连接到信号合成模块5，信号合成模块5输出FSK信号。
还包括一电位器6、信号合成模块5输出的FSK信号接至电位器6的输入。
还包括一带通放大器7，电位器6输出的FSK信号接至带通放大器7的输入。
还包括一继电器J，带通放大器7输出的FSK信号接至继电器J的常开触点E，继电器J的控制线圈一端接第四三极管Q4的集电极，控制信号K接至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的发射极接地。通过控制信号K，控制继电器J的常开触点E是闭合或者分开，从而控制调制好的FSK信号是否输出。
参见图2所示，所述的信号合成模块包括第一三极管Q1、第二三极Q2和第三三极管Q3；第一三极Q1、第二三极管Q2的基极分别与数字信号输入S1相连，所述的第一三极管Q1的基极与数字信号输入S1之间串联有第一电阻R1，第二三极管Q2的基极分别与数字信号输入S1之间串联有第三电阻R2，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3的发射极分别接地，第一三极管Q1的集电极接至电源，第一三极管Q1的集电极与电源之间串联有第二电阻R2；第二三极管Q2的集电极与第一振荡信号S2相连，第二三极管Q2的集电极与第一振荡信号S2之间串联有第四电阻R4；所述的第三三极管Q3的基极接至第一三极管Q1的集电极，第三三极管Q3的基极与第一三极管Q1的集电极串联有第五电阻R5，第三三极管Q3的集电极与第二振荡信号S3相连，第三三极管Q3的集电极与第二振荡信号S3之间串联有第六电阻R6；第二三极管Q2的集电极串联第七电阻R7后与第三三极管Q3的集电极串联第八电阻R8后相连；第二三极管Q2的集电极和第三三极管Q3的集电极分别都接至输出端，输出端接至电位器6的输入。
所述的第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3，第四三极管Q4为NPN三极管。
所述的信号合成模块5与电位器6之间还包括第一电容C1，信号合成模块5的一端接至第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接至电位器6。
参见图2、图3和图4所示，电位器6即为电位器VR1，第一电容C1的一端接至电阻R7和电阻R8的相连端，第一电容C1的另一端接至电位器VR1的第一固定端，电位器VR1的第二固定端接地，电位器VR1的滑动端接至A2，A2输出调整电平后的FSK信号。
通过电位器VR1，可以实现对FSK信号的输出电平的调节。
当数字信号输入S1为高电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，可以将第一三极管Q1和第二三极管Q2视为接地，其等效电路图如图3所示。
如图3所示，第一振荡信号S2通过电阻R4后接地，第二振荡信号S3经过电阻R6、电阻R8和电阻R7分压后输出。第二振荡信号S3通过第一电容C1滤波和电位器VR1调节电平后输出。当数字信号输入S1为高电平时，输出第二振荡信号S3。
当数字信号输入S1为低电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，第三三极管Q3导通，第三三极管Q3可视为接地，其等效电路图如图4所示。
如图4所示，第二振荡信号S3通过电阻R6后接地，第一振荡信号S2经过电阻R4、电阻R7和电阻R8分压后输出。第一振荡信号S2通过第一电容C1滤波和电位器VR1调节电平后输出。当数字信号输入S1为低电平时，输出第一振荡信号S2。
参见图5所示，第一振荡器1与第二振荡器2结构相同，所述的第一振荡器1和第二振荡器2均包括单片机U1、晶振X1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5。
单片机U1的第二十管脚分别接至电源和第五电容C5的一端，第五电容C5的另一端接地，晶振X1的一端分别接至单片机U1的第五管脚和第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端接地，晶振X1的另一端分别接至单片机U1的第四管脚、第四电容C4和第二电容C2的一端，第四电容C4的另一端接地，第二电容C2的另一端连接至A1，A1输出振荡信号。
在本实施例中，所述的单片机U1为型号AT89C2051的芯片。单片机的型号可根据实际需要选择。
第一振荡器1和第二振荡器2分别输出第一振荡信号S2和第二振荡信号S3。
第一振荡信号S2和第二振荡信号S3可根据实际需要设计，如第一振荡信号采用76.8KHZ正弦波信号，第二振荡信号采用60KHZ正弦波信号
参见图6所示，第一低通放大器3与第二低通放大器4结构相同，第一振荡器1和第二振荡器2产生的第一振荡信号S2和第二振荡信号S3分别通过第一低通放大器3和第二低通放大器6放大后连接到信号合成模块5的输入。
所述的第一低通放大器3和第二低通放大器4均包括运算放大器U2、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电阻R9和第十电阻R10。
B1是第一振荡信号S2或者第二振荡信号S3的输入端，B1连接到第七电容C7的一端，第七电容C7的另一端连接到第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端分别连接至运算放大器U2的第二管脚、第九电阻R9的和第八电容C8的一端，第九电阻R9和第六电容C6的另一端分别都接至运算放大器U2的第一管脚，运算放大器U2的第一管脚接至第八电容C48的一端，第八电容C48的另一端连接至B2，B2是放大后的第一振荡信号S2或者第二振荡信号S3。
在本实施例中，所述的运算放大器U2为型号4558的芯片。运算放大器的型号可根据实际需要选择。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种FSK信号产生电路，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种FSK信号产生电路，包括数字信号输入、第一振荡器、第二振荡器、第一低通放大器、第二低通放大器和信号合成模块；第一振荡器和第二振荡器产生的第一振荡信号和第二振荡信号分别通过第一低通放大器和第二低通放大器后连接到信号合成模块的输入，数字信号输入连接到信号合成模块，信号合成模块输出FSK信号；其特征在于：
所述的信号合成模块包括第一三极管、第二三极管和第三三极管；第一三极管、第二三极管的基极分别与数字信号输入相连，第一三极管、第二三极管和第三三极管的发射极分别接地，第一三极管的集电极接至电源；第二三极管的集电极与第一振荡信号相连；所述的第三三极管的基极接至第一三极管的集电极，第三三极管的集电极与第二振荡信号相连；第二三极管的集电极和第三三极管的集电极分别都接至输出端。
2.根据权利要求1所述的FSK信号产生电路，其特征在于：所述的第一三极管的基极与数字信号输入之间串联有第一电阻，所述的第一三极管的集电极与电源之间串联有第二电阻；所述的第二三极管的基极与数字信号输入之间串联有第三电阻，第二三极管的集电极与第一振荡信号之间串联有第四电阻；所述的第三三极管的基极与第一三极管的集电极串联有第五电阻，第三三极管的集电极与第二振荡信号之间串联有第六电阻；第二三极管的集电极串联第七电阻后与第三三极管的集电极串联第八电阻后相连。
3.根据权利要求1所述的FSK信号产生电路，其特征在于：还包括一电位器，信号合成模块输出的FSK信号接至电位器的输入。
4.根据权利要求3所述的FSK信号产生电路，其特征在于：还包括一带通放大器，电位器输出的FSK信号接至带通放大器的输入。
5.根据权利要求4所述的FSK信号产生电路，其特征在于：还包括一继电器，带通放大器输出的FSK信号接至继电器。
6.根据权利要求3所述的FSK信号产生电路，其特征在于：所述的信号合成模块与电位器之间还包括第一电容，信号合成模块的输出端接至第一电容的一端，第一电容的另一端接至电位器。
7.根据权利要求1所述的FSK信号产生电路，其特征在于：第一振荡器与第二振荡器结构相同，所述的第一振荡器和第二振荡器均包括单片机、晶振、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容；
单片机的第二十管脚分别接至电源和第五电容的一端，第五电容的另一端接地，晶振的一端分别接至单片机的第五管脚和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，晶振的另一端分别接至单片机的第四管脚、第四电容和第二电容的一端，第四电容的另一端接地，第二电容的另一端输出振荡信号；
所述的单片机为型号AT89C2051的芯片。
8.根据权利要求1所述的FSK信号产生电路，其特征在于：第一低通放大器与第二低通放大器结构相同，所述的第一低通放大器和第二低通放大器均包括运算放大器、第六电容、第七电容、第八电容、第九电阻和第十电阻；
振荡信号连接到第七电容的一端，第七电容的另一端连接到第十电阻的一端，第十电阻的另一端分别连接至运算放大器的第二管脚、第九电阻的一端和第六电容的一端，第九电阻和第六电容的另一端分别都接至运算放大器的第一管脚，运算放大器的第一管脚接至第八电容的一端，第八电容的另一端输出振荡信号；
所述的运算放大器为型号4558的芯片。
9.根据权利要求1所述的FSK信号产生电路，其特征在于：
当数字信号输入为高电平时，第一三极管和第二三极管导通，第三三极管截止，输出第二振荡信号；
当数字信号输入为低电平时，第一三极管和第二三极管截止，第三三极管导通，输出第一振荡信号。
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