Un enfoque muy simple pero elegante para demodular FSK es retrasar y multiplicar. (Seguido de un simple filtro de paso bajo). Este es un detector de FM no coherente que utiliza el principio de que la salida de un multiplicador es proporcional a la fase de las dos entradas. Una compuerta XOR puede usarse como un multiplicador de este tipo. Por sí solo, un multiplicador o compuerta XOR es un detector de fase, dado lo que describí, pero si ambas entradas provienen de la misma fuente, mientras que una pasa a través de un retardo fijo en relación con la otra, el resultado será una fase que es proporcional a la frecuencia de entrada y, por lo tanto, la combinación es un discriminador de frecuencia.
Esto puede ser más fácil de ver / entender con mis fotos a continuación.
Primero, un multiplicador seguido de un filtro de paso bajo es un detector de fase. Si multiplica dos señales, la salida será la suma y la diferencia de la fase y la frecuencia de las dos entradas. Después del filtro de paso bajo, solo se obtiene la diferencia. Si las dos entradas están en la misma frecuencia, la salida dependerá de la diferencia de fase de la entrada. Para un multiplicador (mezclador) la función es \ $ V_ {out} = \ cos (\ phi) \ $, por lo que forma un detector de fase lineal en el cruce de 90 °. Con una compuerta XOR, esta función es una rampa, por lo que es lineal en el rango de 0 a \ $ \ pi \ $ en ese caso. El uso de una compuerta XOR como tal es realmente "analógico", por lo que para una implementación digital completa, me atendría al concepto de simplemente multiplicar las dos señales.
Acontinuación,parautilizarestedetectordefasecomoundiscriminadordefrecuencia,introducimosunretardofijo.Unretardofijotieneunafasenegativaencomparaciónconlafrecuenciaqueaumentalinealmente,yporlotanto,comosemuestra,conviertelafrecuenciaenfase,antesdeaplicarlamismaseñalalmultiplicador.
Para el caso de FSK, un valor de retardo óptimo es el que hace que los dos símbolos de FSK F1 y F2 se coloquen como se muestra en el diagrama anterior, por lo que los valores que corresponderían a un cambio de fase de 0 ° y 180 ° para la frecuencia portadora en uso en la entrada al demodulador.
Tenga en cuenta que esto es simple (ya menudo se debe a su simplicidad) pero tendrá peores aproximaciones de desmodulación de SNR a coherente, como el enfoque de PLL previamente respondido (no más de 3 dB peor). Está claro cómo es este el caso, ya que el ruido en ambas entradas del multiplicador no estará correlacionado debido al retraso (sobre una esquina igual a 1 / T donde T es el retraso) y, por lo tanto, se agregará en relación con la señal.
También he visto equivalentes analógicos a este demodulador donde el elemento de retardo está formado por un tanque paralelo de LC a tierra seguido de un pequeño capacitor (para introducir un cambio de 90 ° para centrar el discriminador). El tanque tiene una fase de 0 grados en la resonancia, pero una fase alta frente a la pendiente de frecuencia correspondiente al retardo deseado. Esta señal retardada se multiplica con la señal original, y el resultado se filtra en paso bajo para ser la señal demodulada de FM.
