频移键控（FSK）用Python解释

本文将介绍FSK的一些背景知识，并演示如何在Python中编写模拟器。

频移键控背景
频移键控（FSK）的目的是调制数字信号，以便可以无线传输。流行的无线标准蓝牙使用略微修改的FSK形式，称为高斯FSK。本文将重点介绍二进制FSK，它使用两个频率值来表示二进制值1和0.数据被转换为这些频率，传输，然后解调。有许多方法/电路来调制和解调FSK信号。本文将重点介绍一种比较可行的方法。

本文中建模的发射器将基于数据值创建两个不同的频率，使用合成器或压控振荡器（VCO）在电路中实现。

本文中使用的接收器借用了模拟FM的概念。通过将频率变化转换为幅度变化来解调FM。然后，可以使用解调幅度调制（AM）的技术。接收器将使用微分器将频率转换为幅度，然后使用包络检测器+低通滤波器来移除载波频率并保留数据。再使用数据限幅器将模拟值转换为数字信号。

本文Python完整代码，点击此链接

该过程可以通过以下等式在数学上表示。

数据输入
m(t) 数据信号。如果数据是：
0：m（t）= + f dev
1：m（t）= -f dev
要使用VCO实际实现此功能，您需要阅读VCO的数据表，找出要应用的电压，以获得所需的频率。
f dev 频率偏差。载波频率的变化量。

VCO
VCO将数字信号转换为两个不同的频率，表示为 fC+ fdev和 fC- fdev。

y 传输信号
A 传输信号的幅度
fC 载频

噪声信道
由空中传输信号将引入噪声。通过添加项n（t）来模拟该噪声。如果噪声变得太强，或者信号的幅度变得太弱，则无法解调数据。

微分器
接收信号通过微分器，以便将数据信号与载波频率分开：

将幅度集中到一个项，并降低相移来简化这个等式，由于频率的不断变化，可知dm（t）/ dt为0：

这个例子忽略了相移，因为它是一个常数，我们可以解释它。在现实生活中，某种时钟恢复或位同步方案是需要的。

信封检测器+过滤器
需要包络检测器将高频载波与调制到幅度上的低频数字数据分开。滤波器是低通类型，仅允许数字数据通过。

数据限幅器
数据限幅器消除了DC偏移和一些噪声，这些噪声会导致数字信号被正确读取出现问题。留下噪声项是因为限幅器无法消除所有噪声，如果噪声相对于信号（信噪比）足够大，则信号将变得不可读。在限幅器之后，我们留下了原始信号。

模拟
要求
Python 2.7
numpy
matplotlib
SciPy
数据输入和设置变量
代码的首要部分是导入所需的库，设置FSK参数，并定义绘图功能。实际模拟首先创建一个随机零和一组数组，用作数据流。

详情参阅http://viadean.com/fsk_python.html